農用地土壤重金屬污染調理劑及葉面阻控劑集成技術的篩選研究

摘要：本研究通過施用不同土壤調理劑、葉面阻控劑，并將其合理組合，分析其對農作物重金屬含量的影響。結果表明，相比單一處理，集成處理效果普遍更優。其中，處理組T12對試驗區土壤具有較好的修復效果，可降低水稻籽粒中重金屬鎘、汞的含量；處理組T4會增加水稻籽粒的汞含量，因此腐殖酸可能不適用于土壤重金屬汞污染的修復。

關鍵詞：水稻；土壤調理劑；葉面阻控劑；腐殖酸；重金屬；鎘；汞

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）06-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.06.014

Study on Screening of Integrated Technology for Heavy Metal Pollution Regulators and Leaf Surface Inhibitors in Agricultural Land Soil

WANG Mingming1， WANG Jian2， ZHANG Ceng1， ZHANG Lu1， WU Yan1

（1. Zhejiang Huifeng Environmental Protection Technology Co.， Ltd.; 2. Ningbo Jiangbei District Agricultural Technology Extension Service Station， Ningbo 315000， China）

Abstract： By applying different soil conditioners and leaf inhibitors， and combining them reasonably， their impact on the heavy metal content of crops is analyzed in this study. The results indicate that compared to single processing， integrated processing is generally more effective. Among them， treatment group T12 has a good remediation effect on the soil in the experimental area， which can reduce the content of heavy metals such as cadmium and mercury in rice grains; treatment group T4 can increase the mercury content in rice grains， so humic acid may not be suitable for the remediation of heavy metal mercury pollution in soil.

Keywords： rice; soil conditioner; leaf surface inhibitor; humic acid; heavy metals; cadmium; mercury

試驗區為浙江省寧波市的示范田，土壤pH保持在5.4左右，鎘含量為0.23 mg/kg，總汞含量為0.42 mg/kg。

供試水稻品種為甬優1540，其為當地農戶常規種植品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

土壤調理劑有改性沸石、金屬鈍化劑、鈣鎂磷肥和有機鈣，葉面阻控劑有降鎘靈牌硅肥、戴樂威旺牌含硅水溶肥和鋅肥，其他材料為含腐殖酸水溶肥。改性沸石的原材料鐵納米顆粒內核為單質鐵，外殼為鐵氧化物，能結合天然沸石同時吸附去除不同性質的重金屬污染物[1]。金屬鈍化劑具有精密的孔隙結構、獨特的表面化學性質及介質磁化能力[2]。鈣鎂磷肥的主要成分包括Ca3（PO4）2、CaSiO3和MgSiO3。有機鈣的鈣含量（以CaO計）不低于35%。降鎘靈牌硅肥的Si含量不低于85 g/L。戴樂威旺牌含硅水溶肥的SiO2含量不低于350 g/L。鋅肥的Zn含量不低于180 g/L。腐殖酸含量不低于30 g/L。

1.2 試驗設計

試驗共設置12個處理，每個處理重復3次，同時每個處理間避免串流。2022年6月在種植水稻前施撒土壤調理劑。葉面阻控劑和腐殖酸分別在水稻抽穗期和分蘗期施用1次，在多云的下午（16∶00左右）進行。水稻肥料施用及水分管理均依照農戶日常標準進行。試驗設計如表1所示。CK組為空白對照組，不做處理。

1.3 樣品采集與測定方法

按五點法取樣，混合均勻后送檢。水稻中重金屬指標的測定采用《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）。數據采用Excel 2013軟件和SPSS 23軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同葉面阻控劑處理對水稻籽粒中重金屬的影響

與CK組相比，各處理組存在顯著性差異（顯著性系數P＜0.05），處理組T1、T2、T3水稻籽粒中Cd含量均有所降低，其中T2組降鎘效果最優。CK組Hg含量達到《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的谷物限值（0.02 mg/kg）。與CK組相比，處理組T1、T2、T3均可降低水稻籽粒中Hg含量，其中T2組總汞可降低50.00%。

2.2 腐殖酸處理對水稻籽粒中重金屬的影響

T4組水稻樣品中Cd含量較CK組降低35.29%，存在顯著性差異（P＜0.05），與此同時，其增加了水稻樣品中Hg含量，這說明腐殖酸肥料可能不適用于土壤重金屬汞污染的修復。

2.3 不同土壤調理劑處理對水稻籽粒中重金屬的影響

處理組T5、T6、T7、T8水稻籽粒中Cd含量均低于CK組，其中T5組效果顯著，這與于煥云等[3]的研究成果相符。T6組對水稻中Cd含量的削減作用較弱，這可能是施加量不足引起的，這與代良羽[4]的研究結果一致。Ca2+與Cd2+具有相似的化學性質，含鈣材料富含Ca2+、Mg2+等鹽基離子，能與水稻根系表面的Cd2+離子形成競爭吸收，進而抑制水稻對Cd2+的吸收，本試驗的T7組和T8組使用的土壤調理劑鈣含量較高，也可能是影響水稻吸收累積Cd的重要因素。處理組T5、T6、T7、T8水稻籽粒中Hg含量均低于CK組，說明試驗地塊施加土壤調理劑可有效降低籽粒的Hg含量（P＜0.05），其中處理組T5和T8的總汞降低效果最佳。

2.4 集成處理與單一處理對水稻籽粒中重金屬的影響

2.4.1 集成處理與單一處理對水稻籽粒中鎘含量的影響

從集成處理與單一處理的結果來看，T11組水稻籽粒Cd含量明顯低于T1組和T6組，T11組降鎘率可達70.59%。T12組水稻籽粒Cd含量明顯低于T2組和T8組，T12組降鎘率可達88.82%。T9組水稻籽粒Cd含量明顯低于T3組和T5組，T9組降鎘率為69.41%。T10組水稻籽粒Cd含量明顯低于T4組和T7組，T10組降鎘率為78.24%。從各處理組對比來看（見圖1），各集成處理降鎘率均優于CK組與單一處理，這與李嘉琳等[5]的研究成果類似。

2.4.2 集成處理與單一處理對水稻籽粒中汞含量的影響

從集成處理與單一處理的結果來看，T11組和T1組水稻籽粒Hg含量明顯低于T6組，T11組和T1組降汞率可達40.00%。T12組、T2組及T8組對Hg含量的影響基本一致，降汞率均可達50.00%。T5組Hg含量明顯低于T3組和T9組，T5組降汞率為50%。相比CK組，T4組、T7組和T10組對水稻籽粒中Hg含量有顯著影響（P＜0.05），但T4組Hg含量明顯高于CK組，說明腐殖酸不適用于土壤重金屬汞污染的修復，T10組水稻籽粒Hg含量明顯低于T4組和T7組，T10組降汞率為45.00%。從各處理組對比來看（見圖1），各集成處理Hg含量顯著下降，T9組降汞率為10.00%，T10組降汞率為45.00%，T11組降汞率為70.59%，T12組降汞效果最佳，降汞率可達88.82%。由此可見，集成處理降汞效果均優于與其相關的單一處理。

3 結論

經田間試驗，單一處理與集成處理均可不同程度地降低水稻籽粒的Cd含量，其最大降幅為88.82%；除CK組和T4組外，其他11個處理組Hg含量均有所下降，其最大降幅為50%。與相關的單一處理相比，集成處理效果更佳。處理組T2、T5與T12均是土壤重金屬鎘污染修復的良好選擇，但T4組不適用于土壤重金屬汞污染的修復。

參考文獻

1 李章濤.納米零價鐵改性沸石對土壤鎘鉛砷復合污染的鈍化效果及相關機制研究[D].杭州：浙江大學，2020：14-15.

2 溫小情.鐵基生物炭對鎘砷的鈍化效能和機理研究[D].廣州：廣東工業大學，2021：11-12.

3 于煥云，崔江虎，喬江濤，等.稻田鎘砷污染阻控原理與技術應用[J].農業環境科學學報，2018（7）：1418-1426.

4 代良羽.納米沸石等改良劑對鎘污染稻田土壤的修復效果[D].貴陽：貴州大學，2020：

17-18.

5 李嘉琳，梁金明，陳波華，等.葉面肥與不同類型鈍化材料組合施用對水稻累積鎘效應研究[J].農業環境科學學報，2019（10）：

2338-2345.