湄潭縣鎘低累積水稻品種篩選試驗初報

陳 卓， 余 璐， 莫仁超， 劉 霞

(貴州省遵義市湄潭縣農業農村局， 貴州 遵義 564100)

土壤重金屬污染具有長期性、不可逆性、隱蔽性和不可降解性等特點，與食品安全息息相關。農田中的重金屬不僅影響作物的生長發育，而且可通過食物鏈進入人體內，當富集到一定程度會危害人體健康[1]。水稻是全球三大糧食作物之一，是世界糧食安全的基石，同時也是對鎘吸收最強的大宗谷類作物之一[2]。近些年，我國南方地區相繼發生的“鎘大米”事件，使得包括稻米等農產品鎘污染問題受到社會的極大關注。水稻是一種富集鎘能力較強的作物，不同水稻品種間鎘積累量差異較大[3]。在土壤重金屬污染沒有得到根本治理的情況下，篩選、培育和推廣鎘低積累水稻品種是降低稻米鎘污染風險的有效技術手段之一。推廣鎘低積累水稻品種，不需要增加額外投入，也不改變現有種植結構與方式，農民容易接受，投入少，見效快[4]。

基于此，針對鎘污染土壤，探究10個不同水稻品種對各重金屬的吸收差異，篩選鎘低累積水稻品種，為重金屬污染土壤的安全利用提供植物材料選擇依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地點：湄潭縣永興鎮共和村筍村壩三組。

供試土壤：為湄潭縣潛育型水稻土(黃泥田)，土壤pH值為7.29，土壤鎘、汞、砷、鉛、鉻含量分別為1.01 mg/kg、0.38 mg/kg、18.4 mg/kg、29 mg/kg、46 mg/kg，土壤環境質量類別為安全利用類，土壤超標元素為鎘。

供試水稻品種：分別為宜香4245、宜香優2168、中優177、大粒香、雙優505、宜香優2115、渝香203、玉針香、花香7號、蓉7優2115。

1.2 試驗設計

每個品種為一個處理，共10個處理，每個處理3個重復，共30小區，采用隨機排列。每個小區20 m2，長5 m，寬4 m，小區間0.4 m保護行，試驗小區田間布置情況見圖1。除品種外，各小區其他田間管理措施相同。2021年4月18日水稻育種苗床，開始育秧，育秧方式為水秧。5月26日進行移栽，每小區均種植193株，種植密度為6 433株/667 m2。5月23日施用基肥：復合肥25 kg/667 m2、氯化鉀15 kg/667 m2，7月14日緩釋分蘗肥15 kg/667 m2(尿素)。7月28日噻蟲嗪10 g/667 m2，噻嗪·異丙威，15 g/667 m2，飄甲迪100 mL/667 m2。

圖1 試驗小區田間示意圖

1.3 樣品采集及制備

土壤樣品采集: 移栽前按照《農用地土壤樣品采集流轉制備和保存技術規定》，在試驗田塊內采用5點取樣法采集土壤樣品，每個采集點鉆取直徑50 cm、表層0～20 cm土樣5次進行混合，混合鮮土1 kg左右，用干凈塑料袋密封。采樣時首先清除土壤表層的植物殘骸和石塊等雜物，有植物生長的點位應除去土壤中植物根系；采樣工具盡量用木鏟、竹片取樣品，如用鐵鏟、土鉆石，必須用木鏟刮去與金屬采樣器接觸的部分，再用木鏟收取樣品，填寫采樣標簽。

水稻樣品采集：在農產品收獲前2 d，避開邊際效應，按照《農、畜、水產品污染監測技術規范》(NY/T 398-2000)，在每個小區內采集水稻樣品，采用5點取樣法采集水稻稻穗，同時填寫采樣標簽。

樣品制備：土壤和農產品樣品制備要求按照《農用地土壤樣品采集流轉制備和保存技術規定》、《農用地農產品樣品采集流轉制備和保存技術規定》執行。土壤樣品去除雜物自然風干后，研磨過100目篩。水稻樣品脫粒后用清水沖洗、晾干或烘干(65±5)℃、去皮后研磨，使樣品全部通過尼龍篩(篩網孔徑0.25～0.4 mm)并混合均勻。

1.4 樣品分析測定

土壤和水稻植株鎘、汞、砷、鉛、鉻分析測方式如表1所示。

表1 土壤和農產品樣品分析測試方法

1.5 數據統計與分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對試驗數據進行整理和統計，利用IBM SPSS 22 Statistics軟件進行Duncan方差分析(ANOVA)。

2 結果分析

2.1 不同水稻品種農藝性狀及產量特征

通過對不同品種水稻農藝性狀的統計計算理論產量(表2)，產量范圍為497～682 kg/667 m2，各品種間產量相差較大；其中第一梯度品種為：蓉7優2115、宜香4245、中優177，產量在650 kg/667 m2左右；第二梯度品種為：大粒香、雙優505、宜香優2168、渝香203、玉針香，產量在600 kg/667 m2左右；第三梯度品種為：宜香優2115、花香7號，產量在500 kg/667 m2左右。結果表明，不同品種水稻產量存在一定的差異性，蓉7優2115水稻產量最高，為682 kg/667 m2，花香7號產量最低，為496 kg/667 m2。

表2 不同品種水稻植株農藝性狀

2.2 不同水稻品種重金屬含量特征

10個水稻品種鎘、汞、砷、鉛、鉻元素均未超過《食品安全國家標準食品中污染物限量》中限量值(表3)。宜香優2115鎘含量最高，為0.086 3 mg/kg，花香7號鎘含量最低，為0.046 2 mg/kg，鎘含量由高到低為：宜香優2115、大粒香、雙優505、中優177、宜香4245、玉針香、渝香203、蓉7優2115、宜香優2168、花香7號；大粒香汞含量最高，為0.006 6 mg/kg，宜香4245、渝香203均為未檢出，汞含量由高到低為：大粒香、宜香優2115、玉針香、花香7號、蓉7優2115、宜香優2168、中優177、雙優505、宜香4245、渝香203；蓉7優2115砷含量最高，為0.059 3 mg/kg，大粒香砷含量最低，為0.001 6 mg/kg，各品種砷含量從大到小為：蓉7優2115、中優177、渝香203、花香7號、宜香優2168、宜香優2115、玉針香、雙優505、大粒香、宜香4245；宜香優2115鉛含量最高，為0.148 7 mg/kg，中優177鉛含量最低，為0.067 4 mg/kg，各品種鉛含量從大到小為：宜香優2115、花香7號、渝香203、大粒香、蓉7優2115、雙優505、宜香4245、玉針香、宜香優2168、中優177；宜香優2115鉻含量最高，為0.326 3 mg/kg，宜香4245最低，為0.138 9 mg/kg，各品種鉻含量從大到小為：宜香優2115、玉針香、大粒香、雙優505、蓉7優2115、中優177、宜香優2168、渝香203、花香7號、宜香4245。結果表明，供試的10個水稻品種均不存在重金屬超標風險。

表3 不同品種水稻籽粒重金屬含量 單位：mg/kg

3 討 論

水稻是我國主要糧食作物之一，稻米鎘超標問題嚴重威脅人體健康。降低稻米鎘污染風險，實現水稻安全生產迫在眉睫。鎘低積累水稻品種選育是降低稻米鎘污染風險經濟有效的方法之一[5]。供試的10個水稻品種重金屬超標風險較低，但對重金屬的吸收累積存在一定的差異，原因可能是水稻基因的表達存在差異[1]，以及不同水稻品種水稻根系吸收重金屬鎘后向莖葉及糙米的遷移率不同，不同水稻品種，不管是根膜、根部含鎘量，還是地上部含鎘量均存在顯著差異，鎘在不同品種植株的根和地上部積累和轉移情況亦不同[6]，相關機制還需更進一步的研究。土壤pH是影響土壤鎘生物有效性的主要因子之一，本研究稻田土壤pH相對較高(7.29)，后續的研究應增加在不同pH稻田低鎘累積水稻品種篩選試驗，豐富和完善湄潭縣鎘低累積水稻品種篩選體系，實現湄潭縣不同污染稻田水稻的安全生產。

4 結 論

10個供試水稻品種產量整體較高，為497～682 kg/667 m2，較高的品種依次為蓉7優2115、宜香4245、中優177。10個供試水稻品種中鎘、汞、砷、鉛、鉻元素均未超標，其中花香7號、宜香優2168、蓉7優2115為相對鎘低累積水稻品種。綜上，蓉7優2115產量最高，鎘含量相對較低，可作為當地優先選擇的低累積水稻品種。