刘思汐，李 浩，张 成，王 科，李 根，杨 勋，吴继开，卿秋静

(成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041)

重金属镉(Cd)是最危险的环境污染物之一，我国土壤重金属污染中，Cd的污染较为普遍[1]。Cd对于植物而言为非必要元素,可被植物根系吸收且任何部位均可累积，当植物组织内Cd积累达到一定浓度后，植物则会出现毒害现象，如叶色变黄、生长缓慢、侧根减少、叶绿素含量降低、光合能力下降等，严重的可导致作物减产甚至死亡[2-4]。植物中的Cd还能通过食物链进入人类及动物体内，对其健康带来潜在危害。

小麦是我国主要的粮食作物之一，其质量安全关乎国民健康及社会稳定发展。小麦是粮食作物中较易吸收和累积Cd的作物，吸收高峰主要出现于拔节至抽穗期和灌浆期[5]，其中籽粒内积累的Cd主要来源于地上部茎、叶等器官的转运[6]。有研究表明，植物对于锌、锰与镉的吸收及在植物内的运输具有拮抗作用，可通过叶面喷施来调控Cd的吸收及转移[5，7-8]，同时有机硅助剂有利于改善叶面肥肥液的界面性质，提高肥液在叶片的附着面积、附着量和附着时间，从而提高叶片对叶面肥的吸收利用[9]。目前，国内外已有学者开展了微量元素对于植物吸收重金属的研究，但将锌、锰与有机硅助剂结合用来调控小麦籽粒Cd含量的报道还较少。因此，本研究通过大田试验，探究了有机硅助剂配合Zn、Mn喷施对小麦籽粒Cd含量的影响，从而为小麦镉污染的治理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年10月至2020年5月在成都市某试验田进行。试验地区属亚热带湿润季风气候区，全年平均气温为16C°，年平均日照时数为1042～1412h，年平均降水量为900～1300mm，全年无霜期为278d。土壤类型为水稻土，土壤pH值为6.49，土壤总镉平均含量为0.41mg/kg，属轻微镉污染土壤(GB15618-2018)，土壤有效锰含量19.0mg/kg，有效锌含量1.78mg/kg，土壤有效锌锰较为缺乏。土层较为深厚，有机质含量为31.2g/kg，全氮2.05g/kg，速效钾237mg/kg，有效磷16.1mg/kg，土壤肥力均一，排灌方便。

1.2 试验材料

1.2.1 供试作物 小麦川麦104和川育25。

1.2.2 供试肥料 硫酸锰(Mn SO4·7H2O，喷施浓度为4g/L)；硫酸锌(ZnSO4·7H2O，喷施浓度为4g/L)；有机硅助剂(有机硅氧烷基类化合物，属于增效剂配合其他微量元素施用，配施浓度为0.5g/L)；氮磷钾三元复合肥(23-11-6，养分≥40%)。

1.3 试验设计

试验采用二因素裂区设计(品种为主区，有机硅助剂配合Zn、Mn喷施为副区)试验，主区为2个小麦品种(川麦104和川育25)，副区设5个处理(具体处理见表1)，3次重复，小区面积为20m2，每个小区间隔1.0m，小区间挖沟排水。所有处理氮磷钾肥量与施肥方式一致，为当地常规水平，均为40kg/667m2的氮磷钾三元复合肥(23-11-6)，作底肥一次性施入。

表1 微量元素施用浓度及时期

表2 不同处理下的小麦产量

1.4 测定项目与方法

播种施肥前采集试验地基础土壤样品，测定土壤 pH值，土壤总镉，测定方法参照《土壤农化分析》2000年版。成熟期采集各处理的小麦籽粒样品，测定总镉(GB5009.15-2014)、锌(GB5009.14-2017)、锰(GB5009.242-2017)。运用Microsoft Excel 2010进行数据统计及图表制作，运用SPSS17.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 有机硅助剂配合Zn、Mn喷施对小麦产量的影响

从表2可知，有机硅助剂配合Zn、Mn喷施处理下的小麦有一定的增产趋势。就川麦104而言，相比CK处理，Si、T1、T2及T3处理的小麦产量分别提高了2.1%、6.3%、3.8%及3.0%，T1处理的提高幅度最大；就川育25而言，相比CK处理，Si、T1、T2及T3处理的小麦产量分别提高了1.4%、4.7%、5.6%和7.1%， T3处理的提高幅度最大。

2.2 有机硅助剂配合Zn、Mn喷施对小麦籽粒Zn、Mn含量的影响

由表3可知，小麦叶面喷施微量元素Zn、Mn显著增加了籽粒内的Zn、Mn含量。与CK相比，T1处理“川麦104”和“川育25”的小麦籽粒Mn含量分别提高了13.7%和11.4%，T2处理“川麦104”和“川育25”的小麦籽粒Zn含量分别提高了8.3%和12.6%。与CK相比，T3处理“川育25”籽粒Mn含量提高15.5%，Zn含量提高30.7%，“川麦104”籽粒锌含量提高42.5%，锰含量变化不大，不同品种间存在差异。Si、T1、T2及T3处理均能提高小麦籽粒的Mn/Cd比和Zn/Cd比，其中T3提高幅度最大。

2.3 有机硅助剂配合Zn、Mn喷施对小麦籽粒镉含量的影响

由图1可知，两品种Si、T1、T2及T3处理均降低了小麦籽粒的镉含量，但不同品种存在一定差异。就川麦104而言，与CK相比，Si、T1、T2及T3处理的小麦籽粒镉含量分别降低11.1%、30.0%、22.9%及29.6%；就川育25而言，与CK相比，Si、T1、T2及T3处理下的小麦籽粒镉含量分别降低9.5%、19.9%、24.2%和26.5%。从品种来看，叶面肥喷施对“川麦104”的降镉的效果略好于“川育25”，部分处理品种间存在差异，T3处理对两个品种小麦籽粒的降镉效果均较好。

3 讨论

有机硅助剂配合Zn、Mn喷施能增加小麦籽粒的Zn、Mn含量，并提高籽粒的Mn/Cd和Zn/Cd，这表明喷施微量元素锌、锰和有机硅助剂均能抑制小麦籽粒内重金属镉的积累，其中T3处理的抑制效果最好。

表3 不同处理下小麦籽粒的锰、锌含量及Mn/Cd、Zn/Cd

本试验中选择的小麦品种均为当地主推品种，试验结果表明有机硅助剂配合Zn、Mn喷施可以降低小麦籽粒Cd含量，但由于本试验所用2个小麦品种各处理下(包括CK)的Cd含量均未超过0.1mg/kg(GB2762-2017)，处于安全水平，因此对于高富镉小麦品种的重金属防控，该技术措施还需配合其他重金属防控技术。

本研究试验用地土壤属轻微镉污染土壤(GB15618-2018)，且土壤有效锌锰较为缺乏。对于重度镉污染或不缺乏锌锰的土壤，其种植小麦的重金属防控措施还需进一步研究。

4 结论

(1)轻度镉污染土壤，可采用有机硅助剂配合锌、锰同时喷施的方法抑制小麦籽粒镉积累。

(2)有机硅助剂配合锌、锰喷施能促进小麦生长及产量的形成，有一定的增产趋势。

(3)有机硅助剂配合锌、锰喷施能增加小麦籽粒内微量元素Zn、Mn的含量，提高Mn/Cd和Zn/Cd，显著抑制小麦籽粒的Cd积累。两个品种中，T3处理下的小麦籽粒降Cd效果均较好(“川麦104”降低29.6%；“川育25”降低26.5%)。