不同施肥方式對再生稻產量和重金屬含量的影響

崔曉玉 鄒建曾 劉永全 彭叢笑

（1.湖南省長沙市農業綜合行政執法局，湖南 長沙 410013；2.湖南省岳麓區農業綜合技術服務中心，湖南 長沙 410013）

近年來，湖南省再生稻發展迅速，從2014年的6萬畝，到2020年穩定在400萬畝左右。再生稻 “一種兩收”既省工省時、降低成本，又優質、安全、口感好，比普通米價格高，深受農民喜愛。2019年湖南省委1號文件第25條“大力發展綠色循環農業”中明確指出“推廣再生稻”。適宜的肥料不僅對再生稻產量有影響，而且對土壤重金屬的有效性以及稻米中重金屬積累也有一定影響。化肥的連年施用會造成重金屬在土壤中的積累，相比土壤中重金屬育有較高的可溶性，容易被作物吸收。磷肥中含有較多的重金屬，劉樹堂等研究表明，長期施用磷鉀肥可顯著提高土壤鎘的含量。針對全市農民種植再生稻存在的不施肥或少施肥，偏施氮肥等問題。本文通過不同的施肥方式，研究了再生稻產量和稻米中重金屬含量，為我市再生稻優質高產精確定量施肥提供科學依據。

1.材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗地在湖南省長沙縣路口鎮路口社區進行，供試土壤為花崗巖發育的扁砂泥,試驗張共計設置4個處理組，各小區面積均是30m2，均進行3次重復，采用隨機區組的排列方法。周邊均栽種保護行，不同小區中間進行有效的田埂隔離，設置田埂寬度30cm，統一運用塑料薄膜加以覆蓋。

土壤理化性質：pH6.0、有機質53.2g/kg、水解性氮295mg/kg、有效磷62.0 mg/kg、速效鉀152 mg/kg、土壤全鎘0.276 mg/kg。供試土壤重金屬鎘、汞、鉛、鉻含量分別是 3.09mg/kg、0.220mg/kg、51.1mg/kg、69.0mg/kg。對比既有技術規范內對農產品產地土塘安全評估參比值，供試土壤鎘含量為參比（0.3mg/kg）的10倍，汞、鉛、鉻含量分別沒有超過參比值0.3mg/kg、100mg/kg、200mg/kg.

供試作物為水稻，徽兩優898。供試肥料為42%復合肥（21-10-11）、尿素（46%）和氯化鉀（60%）。

供試田塊近三年中水稻籽粒重金屬鎘、汞、鉛、鉻的平均含量分別是1.156mg/kg、0.004mg/kg、0.081mg/kg、0.085mg/kg、1.071mg/kg。依照我國現行有效的《食品中污染物限量》（GB2762）標準，水稻籽粒鎘含量為標準限量（0.2mg/kg）的5.78倍，鉻含量剛超出標準限量（1.0mg/kg），汞、鉛含量均沒有超過標準限量0.2mg/kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

試驗共設4個處理，處理1（CK）：不施用任何肥料；處理2：每畝施用尿素20kg；處理3：每畝施用復合肥44kg；處理4：每畝施用尿素10kg、復合肥22kg（見表1）。每個處理設3次重復，共12個小區，小區面積30m2（5m×6m），隨機區組排列。小區之間田埂用塑料薄膜覆蓋，防止小區間串水串肥。

表1 不同施肥方式處理設計

頭季稻：在3月25日時播種，苗床施用復合肥。750 kg/hm2作為基肥;一葉一心期時噴灑施用300 mg/kg多效唑；5月6日進行移栽，移栽操作前，基底施加復合肥750 kg/hm2、過磷酸鈣225kg/hm2作為基肥。共栽24萬穴kg/hm2，各穴插帶粟2粒谷苗，基本苗90萬根/hm2。5月13日時施尿素75kg/hm2用作分粟肥。6月25日追加尿素75kg/hm2、鉀肥150kg/hm2作為穗肥。

1.2.2 田間管理措施

在7月25日（頭季稻齊穗以后15d）按照試驗設計施用再生稻促芽肥，8月10日收獲頭季稻，留株高度45cm。8月11日施用再生稻壯芽肥，嚴格按照各處理組設計要求進行，在確定再生稻齊穗以后，在9月5日按照試驗設計噴施葉面肥，10月30日收割、測產。6月30日病蟲害綜合防治。

1.2.3 樣品采集與分析

水稻收割前一天，分小區采集稻谷1kg，測定稻米中重金屬含量；每個小區分別取5兜水稻進行考種。

2.結果與分析

2.1 各處理組生育期的觀察情況

在各個處理定點觀察不同施肥處理模式下水稻作物的長勢長相以及生育期。從不同處理的生育期統計的數據發現本實驗選用的頭季稻生育期是138d，收割頭季稻后，12d～13d再生稻就開始抽穗，由開始抽穗到齊穗11d～12d，再生稻生育期范疇63d～67d，相比之下處理1的再生稻生育期最長，達到了67d，處理2、3、4再生稻生育期均為63d。

各處理水稻生育期記錄如下：播種期3-25、出苗期4-5、移栽期5-6、返青期5-14、曬天期6-20、始穗期7-4、齊穗期7-10、成熟期8-10、再生稻始穗期8-22、再生稻齊穗期10-16；再生稻生育期（d）1、2、3、4分別為67（d）、63（d）、63（d）、63（d）、63（d）。

2.2 不同施肥處理對再生稻產量的影響

由上數據可以看出，空白對照的再生稻產量最低為196.5kg/畝，施用肥料后再生稻產量均有很大提高，同空白相比，處理2、處理3、處理4，每畝分別增加產量152.8kg、133.1kg、170.9kg；處理4產量最高為367.4kg/畝，同處理2，處理3相比，每畝分別增加18.1kg、37.8kg；產量其次的是處理2為349.3kg/畝，比處理3高19.7kg/畝，組間數據差異明顯，從以上分析可知，施用尿素、復合肥和尿素復合肥配施，再生稻產量都有很大提高，從減少化肥用量和經濟效益角度考慮，每畝施尿素20kg，再生稻可以獲得高產，陳國銀等研究不同施肥方式對再生稻氮肥能使再生稻獲得的較高產量，減少氮肥的用量，產量也會隨之下降。

表2 不同施肥處理對再生稻產量的影響

2.3 不同施肥處理對再生稻產量結構的影響

由表3可以看出，穗長為處理4＞處理2＞處理3＞處理1，有效穗數為處理2＞處理3=處理4＞處理1，每穗總粒數和實粒數為 處理4＞處理2＞處理3＞處理1，結實率為處理3＞處理4＞處理2＞處理1，千粒重為處理1＞處理4＞處理3＞處理2。施肥可以大大提高再生稻的穗長、結實率、有效穗數、每穗實粒數和總粒數。其中處理4每畝施用尿素10kg、復合肥22kg，再生稻產量結構因子相對最高，是其獲得高產的主要原因。

表3 不同施肥處理對再生稻產量結構的影響

2.4 不同施肥處理對再生稻米重金屬含量的影響

2.4.1 不同施肥處理對再生稻米鉛含量的影響

從圖1可知，施用肥料后，稻米中鉛含量都有所增加，處理4稻米中鉛含量最高為0.048 mg/kg，但沒有超過限量值（0.2 mg/kg），處理2和處理3稻米中鉛含量相差不大，處理1鉛含量最低為0.033 mg/kg。

圖1 不同處理對稻米鉛含量的影響

2.4.2 不同施肥處理對再生稻米鎘含量的影響

由圖2可知，4個處理組的稻米鎘含量都超過了限量值（0.2 mg/kg），稻米鎘含量最高的是處理1，為0.318 mg/kg，其次為處理3，為0.307 mg/kg，最低的是處理2，為0.230 mg/kg。

圖2 不同處理對稻米鎘含量的影響

2.4.3 不同施肥處理對再生稻米汞含量的影響

從表4可以看出，施用肥料后，稻米中汞的含量變化不明顯，4個處理都遠遠低于限量值（0.02 mg/kg）。

表4 不同施肥處理對再生稻米重金屬含量的影響

3.小結與討論

該項研究結果表明，在頭季稻收割前15d，及收割后3d施用促芽肥、壯芽肥，再生稻都能獲得較高產量，其中氮肥對再生稻的產量影響比較大，從減少化肥用量和經濟效益角度考慮，每畝施尿素20kg，有效穗和結實率兩個產量因子數值較高，也是再生稻可以獲得高產的原因。綜合分析后，筆者認為，于頭季稻收割之前10d～15d及收割以后施用尿素與復合肥，均有益于提升再生稻產量，但通常多施氮肥能獲得更高的產量，若減少氮肥的施用量，那么再生稻的產量也會隨之下降。對再生稻產量結構構成加以分析，提升單位面積內再生稻的有效穗數與結實率，是其實現高產的主要原因。

施肥后，4個處理的稻米鎘含量均超出了限量值（0.2 mg/kg），處理1最高，是0.318 mg/kg，處理3，是0.307 mg/kg，處理2最低，對應值是0.230 mg/kg。稻米中鉛含量都有所增加，其中處理4最高達到了0.048mg/kg，但都在合格范圍；稻米鎘含量有所下降但均超標，只施用尿素的處理，稻米鎘含量相對最低；稻米汞含量變化不明顯,都在合格范圍。從經濟和安全方面考慮，畝施用尿素20公斤，再生稻產量相對最高和稻米重金屬含量最低。

本試驗研究進一步闡明了農田土壤重金屬污染和再生稻重金屬污染元素之間不一定形成一一對應關系，土壤重金屬元素在參比值之下并斌能代表再生稻內該種重金屬元素含量低于污染限量值，水稻重金屬污染可能和當季空氣污染、水污染及差異化的農藝操作等存在相關性，本試驗內農田灌溉用水的重金屬含量沒有檢出超標情況，故而影響再生稻內重金屬元素含量高低的因素不單純是土壤重金屬污染狀況，還受農藝操作、大氣等客觀因素的影響，試驗在不調整既有種植制度及習慣的基礎上，要有針對性的調整施肥措施以科學調整酸性土壤pH值，有益于降低農田內重金屬有效態含量，使農業生產及農產品質量安全得到更大的保障。