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富硒肥对早稻的降镉富硒及增产增收效果

2022-06-06毛政国

湖南农业科学 2022年1期
关键词:水溶早稻稻米

毛政国

(武冈市农业农村局,湖南 武冈 422400)

我国硒资源丰富,但有约7 亿人口生活在缺硒或低硒生态环境之中[1]。硒元素是人体必须的营养微量元素之一,在人体血液中的含量约为0.10 mg/kg[2],尽管含量低微,却对人体健康有着较大影响。人体中的硒主要从日常饮食中获得,而食物含硒量低(低于0.02 mg/kg),长期摄入严重缺硒食品,必然会造成硒缺乏疾病。当前,我国土壤重金属污染面积达2 000万hm2,占总耕地面积的1/6[3]。因此,耕地质量改良成为学者们关注的重点。

“康硒宝”有机水溶肥料(水剂)是广西喷施宝股份有限公司采用高新技术将腐植酸进行深加工,与氮、磷、钾三要素及硒(Se)、锌(Zn)、硼(B)和锰(Mn)等微量营养元素螯合为一体的高科技水溶肥料产品,该产品有机质含量≥110 g/L、N+P2O5+K2O 养分含量≥170 g/L、Se 含量≥100 g/L、硅(Si)含量≥80 g/L、Mn+Zn+B 含量为30~50 g/L。该产品中有机硒的添加过程如下:对室内人工培植的麦芽多次喷施亚硒酸钠(Na2SeO3),无机硒元素经叶面吸收进入农作物体内,通过作物的生理活动将无机硒结合到大分子活性物质(如多糖、蛋白质)上,转化为有机硒后添加到有机水溶肥料(水剂)即成。

武冈市共有耕地面积4.933 万hm2,其中镉(Cd)含量≥0.2 mg/kg 的中轻度以上镉污染耕地面积达3.353 万hm2,占耕地面积的67.97%;Se 含量≤0.2 mg/kg 的面积3.807 万hm2,占耕地面积的77.17%。为了确保在粮食增产的基础上降低稻米中镉的含量,同时也提高稻米中硒的含量,笔者于2020 年进行了康硒宝有机水溶肥料(水剂)对早稻降镉富硒及增产增收效果的试验,以期为推广富硒肥料、避免稻米镉污染、提高稻米品质以及促进农民增收提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验在武冈市湾头桥镇铜弯村进行,供试土壤为红黄泥,pH 值5.7,有机质28.0 g/kg,碱解氮175 mg/kg,有效磷3.9 mg/kg,速效钾79 mg/kg。重金属污染物质全Cd 含量0.42 mg/kg。供试品种为湘早籼45 号。供试肥料为康硒宝有机水溶肥料(水剂)。

1.2 试验设计

试验共设3 个处理,分别为:处理1,常规施肥+康硒宝有机水溶肥料,分别在水稻移栽返青后和始穗期用康硒宝有机水溶肥料30 mL 对水45 kg/667m2叶面喷施;处理2(CK1),常规施肥+等量的清水;处理3(CK2),常规施肥,不喷清水。各处理按随机区组排列,每个处理重复3 次,共9 个小区,小区面积33.3 m2,试验田周围设置2.5 m 宽的保护行。

1.3 主要田间栽培管理措施

供试早稻于3 月26 日播种,软盘育秧, 4 月25 日移栽,移植密度为2.5 万株/667m2。移栽前于4 月23 日结合整地对所有处理施用40%(N-P2O5-K2O=20-10-10)“司尔特”水稻专用配方肥25 kg/667m2作基肥,5 月2 日所有处理施尿素12.5 kg/667m2、氯化钾2.5 kg /667m2作分蘖肥。按照试验方案,分别于5 月6 日(移栽返青后)、6 月3 日(始穗期)用康硒宝有机水溶肥料30 mL 对水45 kg/667m2叶面喷施;CK1分别在同一时期喷施与有机水溶肥料处理等量清水;CK2不喷清水。各处理的中耕除草、病虫防治和灌溉等栽培管理措施完全一致。供试早稻于7 月13日收获,收获时分小区单独收获,单独晒干称重计算各小区产量。

1.4 数据处理

采用Excel 2010 和SPSS 15.0 软件进行数据统计和显著性分析。

2 结果与分析

2.1 康硒宝有机水溶肥对稻米镉含量的影响

由表1 可知,早稻施用康硒宝有机水溶肥处理的稻米镉含量平均为0.172 mg/kg,低于GB 2762—2017[4]规定的标准(谷物及其制品镉含量限量为0.2 mg/kg);与CK1比较,稻米镉含量降低0.163 mg/kg,降幅达48.66%;与CK2比较,稻米镉含量降低0.165mg/kg,降幅达48.96%;降幅均达极显著水平(P<0.01)。而CK1与CK2之间的差异不显著。

表1 各处理稻米的镉含量

2.2 康硒宝有机水溶肥对稻米硒含量的影响

由表2 可知,处理1 的稻米硒含量平均为0.272 mg/kg,接近GB/T 22499—2008[5]规定标准(硒含量0.04~0.30 mg/kg 的稻谷或稻米)的上限值;与CK1比较,稻米硒含量提高0.203 mg/kg,增幅达294.20%;与CK2比较,稻米硒含量平均提高0.205 mg/kg,增幅达305.97%;增幅均达极显著水平(P<0.01)。这说明施用该肥料能极显著增加稻米硒含量。

表2 各处理稻米的硒含量

2.3 康硒宝有机水溶肥对早稻经济性状的影响

由表3 可知,与CK1比较,早稻施用康硒宝有机水溶肥后,株高增加2.36%,有效穗增加1.67%,每穗实粒数增加2.55%,结实率提高1.62 个百分点,千粒重增加1.24%;与CK2比较,株高增加2.76%,有效穗增加1.99%,每穗实粒数增加3.13%,结实率提高1.83 个百分点,千粒重增加1.66%;说明施用康硒宝有机水溶肥料可明显促进早稻植株生长,增加有效穗、实粒数、结实率和千粒重。

表3 各处理早稻的经济性状

2.4 康硒宝有机水溶肥对早稻产量的影响

由表4 可知,早稻施用康硒宝有机水溶肥处理的稻谷平均产量为402 kg/667m2,与CK1比较,增产38 kg/667 m2,增产率为10.44%;与CK2比较,增产40 kg/667 m2,增产率为11.05%;方差分析表明,施用康硒宝有机水溶肥后,稻谷的增产效果极显著(P<0.01)。

表4 各处理早稻的产量

2.5 康硒宝有机水溶肥对早稻经济效益的影响

由表5 可知,早稻施用康硒宝有机水溶肥后,产值分别比CK1、CK2增加97.28、102.40 元/667m2(稻谷价格按当地当时一般稻谷市场价2.56 元/kg 计算),较CK1和CK2增加成本33 元/667m2(肥料成本3 元/667m2和施肥人员工资2 次共30 元/667m2),减去所增成本后的经济效益分别比CK1、CK2增加64.28、69.40 元/667m2,增效显著。如果其稻谷按富硒产品优质优价计算,其经济效益将更加显著。

表5 各处理早稻的经济效益

3 小结与讨论

3.1 小 结

试验结果表明,早稻施用康硒宝有机水溶肥料,稻米镉含量为0.172 mg/kg,低于国家限量标准(0.2 mg/kg),比对照(包括清水对照和空白对照,下同)降低0.163~0.165 mg/kg,降幅达48.66%~48.96%,差异极显著;稻米硒含量为0.272 mg/kg,接近国家富硒稻谷标准的上限值(0.30 mg/kg),比对照提高294.2%~306.0%,差异极显著;早稻株高、有效穗、实粒数、结实率和千粒重明显增加;稻谷产量402 kg/667m2,比对照增产10.44%~11.05%,差异极显著;按当地当时一般稻谷市场价2.56 元/kg 计算,经济效益比对照增加64.28~69.40 元/667m2。这说明施用康硒宝有机水溶肥对早稻的降镉富硒及增产增收效果显著,可大面积推广应用。应用时,应在移栽返青期至灌浆期结合水稻病虫害防治,叶面喷施2 次康硒宝有机水溶肥料,喷施浓度为1 000~1 500 倍,即10~15 mL 对水一桶,喷施3~4 桶水/667m2,喷施时间以无风晴天下午4:00—5:00 时最好,如喷施后6 h 内遇雨,应重新喷施。

3.2 讨 论

3.2.1 增产机理分析 (1)康硒宝有机水溶肥料具有植物生长促进因子和能量因子的作用。康硒宝有机水溶肥料是一种高活性肥料。该产品含有植物生长促进因子和能量因子,有利于促进植物细胞中的原生质流动,能强烈激活植物细胞活性,将有效成分迅速吸收并渗透到植物体内,促进植物产生新根、新芽,焕发生机和活力,使根系增粗、增长,提高根系对养分的吸收能力。(2)康硒宝有机水溶肥料具有黄腐酸的刺激作用。其主要成分黄腐酸能刺激作物的生长发育,改善作物的农艺性状和经济性状,增加单位面积、有效穗数和每穗粒数。(3)康硒宝有机水溶肥料能提高作物的光合作用。其主要成分黄腐酸能提高作物体内多种酶的活性(如过氧化氢酶),因而有利于提高作物的光合作用,从而增加千粒重。

3.2.2 降镉机理分析 (1)康硒宝有机水溶肥料中的硅元素在作物体内具有阻隔重金属镉向籽实转移的作用[6]。(2)康硒宝有机水溶肥料中含有的腐植酸有利于提高作物体内保护酶的活性。施用康硒宝有机水溶肥料后,作物体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等酶的活性升高,而这3 种酶是植物体内酶系统中的主要保护酶,植物体内这3 种酶的活性提高,对土壤中镉和残留农药的抗性增强[7]。

3.2.3 富硒机理分析 (1)作物自身的生命运动可将施入的硒富集在农产品中,不仅使可食用的农产品中含硒量适度增加,达到国家颁布的富硒农产品标准,而且大大提高了硒的有效性[8]。(2)硒影响作物体内酶的活性。硒对作物体内多种酶都有影响,低浓度硒能明显提高水稻谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性[9]。(3)硒参与了作物体内能量代谢过程。线粒体呼吸速率和叶绿体电子传递速率都与硒及其含量有显著相关性。在一定范围内(0.10 mg/L 以下),硒增强了线粒体呼吸速率和叶绿体电子传递速率,说明在作物体内硒参与了能量代谢过程[10]。

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