?施用樂圃康土壤調理劑對中稻土壤和稻米的降鎘效果?

引用格式：賀利成. 施用樂圃康土壤調理劑對中稻土壤和稻米的降鎘效果[J]. 湖南農業科學，2024（6）：57-60.

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2024.006.012

收稿日期：2024-03-26

作者簡介：賀利成（1974—），女，湖南郴州市人，農藝師，主要從事農業技術推廣工作

摘要：為探索樂圃康土壤調理劑（粉劑）對中稻土壤和稻米的降鎘（Cd）作用，連續進行了3 a田間試驗。試驗在常規施肥基礎上設樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500 kg/hm2（T1）、750 kg/hm2（T2）和不施調理劑（CK），研究土壤pH值、稻谷產量、土壤Cd和稻米Cd含量與CK的差異。結果表明：土壤pH值方面，與CK（5.3）相比T1提高了1.5（P＜0.01），T2提高了0.9（P＜0.05）；水稻有效穗方面，與CK（248.5萬穗/hm2）相比T1提高了6.8%（P＜0.05），T2提高了2.6%；每穗粒數方面，與CK（119.0粒）相比，T1提高了8.1%（P＜0.05），T2提高了1.1%；產量方面，與CK（6 433 kg/hm2）相比，T1增產15.54%（P＜0.01），純收入增加1 400元/hm2；與CK的土壤Cd含量（0.425 mg/kg）相比，T1降低33.88%（P＜0.01），T2降低29.88%（P＜0.01）；與CK的稻米Cd含量（0.266 mg/kg）相比，T1降低47.74%（P＜0.01），T2降低38.35%（P＜

0.01）。因此，樂圃康土壤調理劑（粉劑）推薦用量為1 500 kg/hm2。

關鍵詞：土壤調理劑；樂圃康；稻米；降鎘

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）06-0057-04

Cadmium Reduction Effect of Lepukang Soil Conditioner on Medium Rice Soil and Rice

HE Li-cheng

（Beihu District Bureau of Agriculture and Rural Affairs in Chenzhou City， Chenzhou 423000， PRC）

Abstract： In order to explore the cadmium （Cd） reduction effect of Lepukang soil conditioner （powder） on medium rice soil and rice， a continuous three-year field experiment was conducted. On the basis of conventional fertilization， 1 500 kg/hm2 （T1） and 750 kg/hm2 （T2） of Lepukang soil conditioner （powder） were applied， and zero conditioner （CK） was set， so as to study the difference in soil pH value， rice yield， soil Cd content， and rice Cd content. The results indicate that in terms of soil pH value， in comparison with CK （5.3）， T1 is increased by 1.5 （P lt; 0.01）， and T2 is increased by 0.9 （P lt; 0.05）. In terms of effective spikes of rice， in comparison with CK （2.485 million spikes/hm2）， T1 is increased by 6.8% （P lt; 0.05）， and T2 is increased by 2.6%. In terms of number of grains per spike， in comparison with CK （119.0）， T1 is increased by 8.1% （P lt; 0.05）， and T2 is increased by 1.1%. In terms of yield， in comparison with CK （6 433 kg/hm2）， T1 is increased by 15.54% （P lt; 0.01）， and the net income of T1 is increased by 1 400 yuan/hm2. In comparison with soil Cd content in CK （0.425 mg/kg）， T1 is decreased by 33.88% （P lt; 0.01）， and T2 is decreased by 29.88% （P lt; 0.01）. In comparison with rice Cd content in CK （0.266 mg/kg）， T1 is decreased by 47.74% （P lt; 0.01）， and T2 is decreased by 38.35% （P lt; 0.01）. Therefore， the recommended amount of Lepukang soil conditioner （powder） is 1 500 kg/hm2.

Key words： soil conditioner; Lepukang; rice; cadmium reduction

湖南稻田土壤鎘（Cd）污染程度較為嚴重[1]，其中郴州又是湖南稻田土壤Cd污染最嚴重的地區，土壤Cd濃度最高達到3.01 mg/kg[2]，達到標準限值（0.3 mg/kg）[3]的10倍。為從源頭上全面防治土壤Cd等重金屬污染，2022年，郴州市政府先后印發《郴州市“十四五”土壤污染防治先行區建設方案（2022—2025年）》和出臺《郴州市先行區建設專家幫扶工作方案》，獲批開展國家級土壤污染防治先行區建設，成為全國“十四五”期間13個先行區建設城市之一[4]，土壤Cd等重金屬污染防治工作已初見成效，但大面積稻田土壤Cd等污染防治工作還需科學研究支撐。

稻米是湖南的主糧，同時也是國家糧食安全的重中之重，湖南水稻種植面積和總產位居全國第一。因此，降低稻米中Cd含量至安全標準（≤0.2 mg/kg）[5]

以下是農業安全生產和人們健康的必然要求。

對土壤Cd等重金屬污染的治理與修復技術已有不少報道[6-8]，應用土壤調理劑降低土壤和稻谷中Cd等重金屬含量的相關研究也較多[9-13]，但針對土壤調理劑在湘南地區雜交中稻田的應用效果鮮見報道。為此，筆者應用樂圃康土壤調理劑于2021—2023年連續3 a進行降鎘試驗，旨在為湘南地區稻田土壤和中稻稻米降鎘提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點位于郴州市北湖區保和鎮新華村。供試土壤為河砂泥，試驗前采集0～20 cm耕層土壤樣品進行化驗，測得土壤主要養分為pH值5.3，有機質22.9 g/kg，堿解氮134.6 mg/kg，速效磷20.9 mg/kg，

速效鉀89.0 mg/kg ，Cd含量的平均值為0.468 mg/kg。

供試土壤調理劑為衡陽樂圃農業科技有限公司生產的樂圃康土壤調理劑（粉劑）。主要由鉀長石、白云石和生石灰等原料組成，主要內含物CaO≥30.0%、MgO≥8.0%、SiO2≥25.0%，pH值9.5～11.5，適用于酸性土壤。

供試作物為雜交中稻，品種為五豐優615。

1.2 試驗方法

試驗設3個處理，T1為常規施肥+樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500 kg/hm2；T2為常規施肥+樂圃康土壤調理劑（粉劑）750 kg/hm2；CK（對照）為常規施肥，不施土壤調理劑。試驗采用隨機區組排列，重復3次，共9個小區，小區面積30 m2（10 m×3 m），每區12行×63株。小區之間用塑料薄膜覆蓋的泥埂隔開，防止串水、串肥，試驗田四周設置2.5 m寬保護行。試驗在同一地塊相同小區內連續實施3 a（2021—2023年），水稻收獲后至來年試驗前不種植任何作物。

1.3 田間操作與管理

供試雜交中稻于5月21日播種，6月16日單本移栽，密度為25.2萬株/hm2（756株/區）。移栽前于6月15日結合最后一次整田，各處理統一施用45%氮磷鉀（25-6-14）復混肥450 kg/hm2，樂圃康土壤調理劑全部作基肥。各處理統一于6月25日返青后施尿素150 kg/hm2+氯化鉀75 kg/hm2作第一次追肥；7月24日幼穗分化期施用尿素75 kg/hm2+氯化鉀75 kg/hm2作第二次追肥。各處理的灌溉、病蟲防治和中耕除草等田間管理措施與大田栽培完全一致。供試雜交中稻于9月26日收獲。連續3 a試驗中，因天氣原因，田間操作及管理的時間相差1～3 d。

1.4 觀測項目與方法

1.4.1 經濟性狀及產量 在水稻成熟后，各處理隨機取2個小區第2行10株水稻測量株高、有效穗、每穗實粒數，計算結實率。各小區單收單曬，單獨計產。對各處理隨機取樣的2個小區曬干后隨機取樣3份稻谷測量千粒重。所有觀測數據均取平均值。

1.4.2 土壤養分及Cd含量 試驗前和連續3 a試驗后，各處理隨機2個小區分別按五點取樣法采集耕層（0～20 cm）土壤，放置于實驗室陰涼處，風干后磨碎、過篩。土壤pH值、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀含量，采用常規方法[14]測定；土壤Cd和稻米Cd含量采用原子吸收光譜法測定。所有測定數據均取平均值。

1.5 數據處理與分析

試驗所有數據采用Excel 2010軟件進行處理，用SPSS 25.0軟件對每個測定項目的統計結果進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤理化性狀的影響

由表1可知，T1與CK比較，土壤有機質提高0.4

g/kg，堿解氮提高8.2 mg/kg，速效磷提高 0.6 mg/kg，

速效鉀提高2.7 mg/kg，土壤pH值提高1.5；T2與CK比較，土壤有機質提0.3 g/kg，堿解氮提高5.3 mg/kg，

速效磷提高 0.4 mg/kg，速效鉀提高1.6 mg/kg，土壤pH值提高0.9。各處理土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀均有所提升，其中堿解氮含量顯著高于CK；pH值T1與T2間差異顯著，它們與CK間的差異均達極顯著水平，說明施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）能顯著提升土壤pH值。CK的土壤養分狀況與背景值基本一致，說明常規栽培后基本未改變土壤養分狀況。

2.2 不同處理對雜交中稻經濟性狀的影響

經方差分析，各處理經濟性狀年度間無顯著性差異。由表2可知，各處理株高、結實率和千粒重差異不顯著；與CK相比，T1的水稻有效穗提高了6.8%，穗數顯著多于T2和CK，T2的水稻有效穗提高了2.6%，與CK的差異不顯著；T1的每穗粒數提高了8.1%，粒數顯著多于CK，T2的每穗粒數提高了1.1%，與T1及CK均差異不顯著；T1的理論產量極顯著高于T2和CK，T2與CK的理論產量差異不顯著。說明施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500 kg/hm2有利于顯著增加有效穗和每穗實粒數，從而顯著提高理論產量。

2.3 不同處理對雜交中稻產量和經濟效益的影響

經方差分析，各處理年度間的產量差異不顯著。由表3可知，T1的小區平均產量極顯著高于T2和CK，T2與CK間的小區平均產量差異不顯著。T1折合產量為7 433 kg/hm2，較CK增產15.54%；T2折合產量為6 667 kg/hm2，較CK增產3.64%。T1的純收入比CK增加1 400元/hm2，T2的純收入僅比CK增加8.4元/hm2。說明施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500 kg/hm2能極顯著增加水稻產量和純收入，經濟效益顯著，而施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）750 kg/hm2增產作用不明顯，純收入幾乎與CK持平。

2.4 不同處理對土壤鎘和稻米鎘含量的影響

由表4可知，CK土壤Cd含量為0.425 mg/kg，接近背景值（0.468 mg/kg），超出了國家標準限值（0.3 mg/kg）[3]，說明常規栽培不能明顯降低土壤Cd含量，而T1和T2極顯著降低了土壤Cd含量，分別

為0.281和0.298 mg/kg，降至國家標準限值以下，降

幅分別為33.88%和29.88%。CK稻米Cd含量為0.266 mg/kg，超出了食品安全國家標準（0.2 mg/kg）[5]；

T1和T2稻米Cd含量分別為0.139和0.164 mg/kg，均符合國家標準，降幅分別為47.74%和38.35%，降Cd效果極顯著。說明施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500和750 kg/hm2均能顯著降低土壤Cd和稻米Cd含量，用量1 500 kg/hm2時效果更好。

3 討論與結論

樂圃康土壤調理劑（粉劑）含CaO≥30.0%、MgO≥8.0%、SiO2≥25.0%，pH值為9.5～11.5，為強堿性產品。Ca2+和Mg2+可以提高土壤pH值，降低Cd等重金屬的活度和生物效應，土壤中Cd2+發生沉淀或絡合反應生成難溶性CdO3Si等化合物沉淀下來，交換態的Cd、Pb等重金屬被固定起來，降低土壤酸可提取態、可還原態和可氧化態Cd的占比，從而降低土壤中有效態Cd含量[15]。同時，Ca2+能中和土壤酸性，起到改良土壤的作用。試驗的土壤Cd含量經連續3 a試驗，由CK的0.425 mg/kg降至0.298～0.281 mg/kg，顯著降低了土壤Cd含量；土壤pH值由CK的5.3上升到6.2～6.8，有效中和了土壤酸

性，其中以樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500 kg/hm2的效果較好，這可能與該調理劑本身的pH值較高和施用量較大有關。由此推斷，試驗并非移除了土壤Cd，而是使Cd2+發生了沉淀，沉于20 cm耕層之下，從而降低了耕層土壤Cd的濃度。

CdO3Si不易被植物吸收，從而減輕Cd對植物的污染。同時Si可降低水稻對Cd的吸收。Ca2+也可減輕Cd、Pb等重金屬離子對作物的危害，而Mg是葉綠素的重要構成元素，能促進光合作用，加速作物生長，提高作物的抗病能力。水稻莖葉吸收的Si主要富集在水稻節間等部位，多以單（多）Si（OH）4形式存在，每個OH-均能與Cd等重金屬離子結合，從而控制Cd等重金屬離子向籽粒遷移；Si能調控水稻植株體內酶的活性，增強水稻對Cd等重金屬的耐受性，增厚水稻的細胞壁，降低細胞膜透性，減少水稻對土壤中Cd等重金屬的吸收，使其在稻根、葉片、莖稈中的分布和積累減少。同時，土壤pH值較高時直接影響Cd的遷移轉化能力，減少Cd等重金屬離子隨水分向籽粒遷移[16]，從而有效降低了水稻籽粒中Cd含量。

Ca、Si、Mg是作物壯稈強莖、抗逆增重的重要元素。在試驗中，施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500 kg/hm2顯著增加了有效穗和每穗粒數，從而顯著增加了產量。這與王榮輝等[17]的研究結果一致。樂圃康土壤調理劑含有較大量的Ca、Si、Mg，有利于一季中稻增強抗逆性、增加有效穗和形成大穗，因而能有效增加產量。但試驗未在每次試驗后測定土壤Cd含量，對降低土壤Cd和稻米Cd的過程不甚了解，從而無法得知施用樂圃康土壤調理劑的最佳次數，有待進一步研究。

3 a試驗結果表明：雜交中稻施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）1 500 kg/hm2（T1）和750 kg/hm2（T2）均能顯著提高土壤pH值、增加水稻有效穗及每穗粒數、顯著降低土壤Cd及稻米Cd含量。根據增產增收結果，推薦施用樂圃康土壤調理劑（粉劑）用量為1 500 kg/hm2。

參考文獻：

[1] 陳基旺，屠乃美，易鎮邪，等. 湖南鎘污染稻區再生稻發展需解決的重點問題[J]. 農學學報，2020，10（1）：32-36.

[2] Trxi. 翻：我國水稻種植優勢區土壤-水稻生態系統鎘污染研究綜述[EB/OL]. https：//zhuanlan.zhihu.com/p/681372912，2024-02-04.

[3] 生態環境部，國家市場監督管理總局. 土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準：GB 15618—2018[S]. 北京：中國標準出版社.

[4] 周蕾. 郴州發布開展國家級土壤污染防治先行區建設工作舉措及成效[EB/OL]. https：//cz.rednet.cn/content/646747/75/12518603.html，2023-03-31.

[5] 國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局. 食品安全國家標準 食品中污染物限量：GB 2762—2017[S]. 北京：中國標準出版社，2017.

[6] 丁禺喬，柳曉光. 土壤重金屬污染修復技術及展望[J]. 資源節約與環保，2021（6）：77-78.

[7] 王泓博，茍文賢，吳玉清，等. 重金屬污染土壤修復研究進展：原理與技術[J]. 生態學雜志，2021，40（8）：2277-2288.

[8] 劉穎. 我國污染土壤修復技術及產業現狀[J]. 皮革制作與環?？萍?，2021，2（14）：110-111.

[9] 陳誠，鐵柏清. 土壤調理劑對不同成土母質Cd污染稻田的修復效果[J]. 湖南農業科學，2016（6）：26-29.

[10] 陳立偉，楊文弢，周航，等. 土壤調理劑對土壤-水稻系統Cd、Zn遷移累積的影響及健康風險評價[J]. 環境科學學報，2018，38（4）：1635-1641.

[11] 周利軍，武琳，林小兵，等. 土壤調理劑對鎘污染稻田修復效

果[J]. 環境科學，2019，40（11）：5098-5106.

[12] 李林峰，王艷紅，李義純，等. 調理劑耦合水分管理對雙季稻鎘和鉛累積的阻控效應[J]. 環境科學，2022，43（1）：472-480.

[13] 廖建勛，顧祝禹，涂圣梅，等. 土壤調理劑對鎘污染稻田土壤理化性質和水稻不同部位鎘富集的影響[J]. 中南農業科技，2023，44（9）：6-10.

[14] 魯如坤. 土壤農業化學分析方法[M]. 北京：中國農業科技出版社，2000.

[15] 鄢德梅，郭朝暉，黃鳳蓮，等. 鈣鎂磷肥對石灰、海泡石組配修復鎘污染稻田土壤的影響[J]. 環境科學，2020，41（3）：1491-1497.

[16] 竇韋強，安毅，秦莉，等. 土壤pH對鎘形態影響的研究進展[J]. 土壤，2020，52（3）：439-444.

[17] 王榮輝，李宇苗，姚建武，等. 調理劑對水稻產量及酸性土壤性質的影響研究[J]. 中國農學通報，2023，39（29）：46-51.

（責任編輯：肖彥資）