李 娟

（安乡县农业农村局，湖南 安乡 415600）

土壤是宝贵而又有限的自然资源，是农业最基本的生产资料，是地球生命中能量交流和物质循环的容库，它与动植物、微生物及人类生存发展息息相关。但随着城市工业化和农业现代化的发展，大量重金属排放到环境中，造成不同程度的土壤面源污染，其中土壤镉污染危害性较大。镉（Cd）是生物毒性最强的重金属元素，具有化学活性强、移动性大和毒性持久的特点[1-4]。研究表明，镉污染会导致土壤中的有益菌大量减少，土壤质量下降，自净能力减弱，进而影响农作物的产量与品质，并通过食物链危害人体健康。

据相关资料显示，安乡农用地镉污染面积占比较低，程度较轻，但对农产品（主要为稻米）质量安全仍有一定的影响。目前，进行大面积镉污染土壤修复的成本高且时间长，解决不了近期稻米质量安全问题。因此，推广降镉水稻品种或降镉栽培技术很有必要。

研究表明，喷施以硅和腐植酸等为主要成分的叶面阻控剂能强烈抑制水稻根系对镉等重金属离子的吸收及转运，从而有效降低镉等重金属在植株体内的积累[5]。武汉市沃农肥业有限公司生产的中量元素肥料“归欣甲”水剂就是一种对降低稻米中镉含量具有显著效果的叶面阻控剂产品。该产品登记证号为农肥（2022）准字18260 号。据检测，该产品中，Si ≥150 g/L、K2O ≥180 g/L、Na ≤10 g/L、水不溶物≤10 g/L、pH 值为9.5～11.5。近几年，该产品在湖南安乡县轻中度镉污染农田中施用表现出良好的降镉效果。因此，笔者以杂交中稻晶两优534为材料，开展了叶面喷施叶面阻控剂“归欣甲”水剂（中量元素肥料）的田间试验，以期为推广降镉栽培技术、提高安乡县稻米质量安全提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在安乡县安尤乡下码头村16 组某农户的承包责任田进行。供试土壤为潮沙泥，土壤养分含量如下：有机质27.6 g/kg，全氮1.96 g/kg，全磷1.27 g/kg，全钾12.20 g/kg，碱解氮87.4 mg/kg，速效磷10.03 mg/kg，速效钾56.8 mg/kg，pH 值6.5；土壤镉含量为0.517 mg/kg。供试作物为杂交中稻，品种为晶两优534。常规肥料有40%（20-8-12）复混肥、尿素和氯化钾。供试叶面阻控剂为武汉市沃农肥业有限公司生产的中量元素肥料“归欣甲”水剂。

1.2 试验方法

试验设3 个处理，分别为：T1，常规施肥＋分别在水稻分蘖末期和灌浆期叶面喷施“归欣甲”水剂（用量为4 500 mL/hm2对水900 kg/hm2）；T2，常规施肥＋分别在水稻分蘖末期和灌浆期叶面喷施“归欣甲”水剂（用量为3 000 mL/hm2对水900 kg/hm2）；CK（对照），常规施肥，不喷施叶面阻控剂和清水。各处理重复3 次，共9 个小区，随机区组排列，小区面积66.7 m2。试验地四周设置2.5 m 保护行。

1.3 田间操作与栽培管理措施

供试杂交中稻于2022 年5 月12 日播种，6 月8日移栽，移栽密度为24.3 万株/hm2。于移栽前6 月6 日结合最后一次整田施用复混肥600 kg/hm2作基肥；6 月16 日活蔸返青后施用尿素150 kg/hm2+氯化钾75 kg/hm2进行第一次追肥；7 月8 日幼穗分化期施用复混肥75 kg/hm2进行第二次追肥。按照试验方案，分别于6 月27 日（分蘖末期）和8 月12 日（灌浆期）用叶面阻控剂“归欣甲”水剂叶面喷施T1 和T2（对照小区只常规施肥）。各处理的灌溉、病虫防治和中耕除草等田间管理措施完全一致。供试杂交中稻于9 月6 日收获。

1.4 考察指标及方法

于水稻成熟期在各小区第2 行连续取样10 株记载株高、有效穗、每穗总粒数和实粒数、千粒重，计算结实率。收获时分小区单收、单晒、单独称重计算产量。稻米镉含量检测按T/CAIA SH003—2015稻米镉的测定X 射线荧光光谱法进行[6]。于试验前后按梅花形五点取样法采集各处理土壤样品进行镉含量的测定，测定方法参照籍贵苏等[7]的方法进行。

1.5 数据处理

采用Excel 2015 和SPSS 17.0 软件对数据进行整理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤镉和稻米镉含量的影响

2.1.1 对土壤镉含量的影响由表1 可知，各处理土壤镉含量背景值（试验前）为0.516～0.518 mg/kg，均值为0.517 mg/kg；试验后为0.509～0.512 mg/kg，试验前和试验后各处理间差异均不显著。试验后与背景值比较，土壤镉含量略有降低，但无显著性差异。这说明施用叶面阻控剂“归欣甲”水剂对土壤来说几乎不具降镉作用。

2.1.2 对稻米镉含量的影响由表1 可知，稻米镉含量以T1 处理最低，为0.146 mg/kg，比T2 处理降低0.016 mg/kg，降幅9.88%，差异不显著，比CK 降低0.189 mg/kg，降幅56.42%，差异极显著（P＜0.01）；T2 处理稻米镉含量为0.162 mg/kg，比CK 降低0.173 mg/kg，降幅51.64%，差异极显著。T1 和T2 处理的稻米镉含量均低于GB 2762—2017[8]中Cd ＜0.2 mg/kg 的安全标准。这说明常规施肥+叶面阻控剂处理均能极显著降低稻米中镉的含量。

表1 各处理试验前后的土壤镉含量及试验后的稻米镉含量

2.2 不同处理对杂交中稻经济性状的影响

由表2 可知，T1 和T2 处理的株高、有效穗、每穗实粒数、结实率和千粒重均比CK 略有增加，前4 项指标T1 比T2 也略有增加，但其差异均不显著。这说明常规施肥+叶面阻控剂处理对杂交中稻经济性状略有改善，但影响不大。

表2 各处理杂交中稻的经济性状

2.3 不同处理对杂交中稻产量的影响

由表3 可知，T1 处理折合产量为7 920 kg/hm2，比T2 处理增产120 kg/hm2，增产率为1.54%，比CK 增产510 kg/hm2，增产率为6.88%。T2 处理折合产量为7 800 kg/hm2，比CK 增产390 kg/hm2，增产率为5.26%。方差分析表明，T1 和T2 与CK 的产量差异均达极显著水平（P＜0.01），T1 与T2 处理间产量差异不显著。这说明常规施肥+叶面阻控剂处理均能极显著增加杂交中稻的产量。

2.4 不同处理对杂交中稻经济效益的影响

由表3 可知，T1 和T2 处理产值分别为20 592和20 280 元/hm2，分别比CK 增加1 326 和1 014元/hm2，减去叶面阻控剂的成本，经济效益分别比CK 增加1 092 和858 元/hm2，增效均达显著水平（P＜0.05），如果其稻谷按低镉产品优质优价计算，其经济效益将更加显著。这说明常规施肥+叶面阻控剂处理均能显著增加经济效益。

表3 各处理杂交中稻的产量及经济效益

3 小结与讨论

3.1 小 结

试验结果表明，在常规施肥基础上分别在水稻分蘖末期和灌浆期叶面喷施3 000～4 500 mL/hm2的叶面阻控剂“归欣甲”水剂（中量元素肥料）后，稻米中镉含量为0.146～0.162 mg/kg，低于国家限量标准（0.2 mg/kg），比对照（CK）降低0.173～0.189 mg/kg，降幅达51.64%～56.42%，降镉效果极显著；水稻的株高、有效穗、每穗实粒数、结实率和千粒重略有增加；稻谷产量为7 800～7 920 kg/hm2，比对照增产390～510 kg/hm2，增产率达5.26%～6.88%，增产极显著；按当地稻谷一般市场价2.6 元/kg 计算，经济效益比对照增加858～1 092 元/kg。这说明施用叶面阻控剂“归欣甲”水剂可显著降低杂交中稻稻米中的镉含量，并显著增产增收，建议在中低度镉污染农田大面积推广应用。值得注意的是，该叶面阻控剂应选择无风的阴天或晴天下午4 点以后施用，不能与酸性农药混合施用。

3.2 讨 论

3.2.1 产品的降镉机理分析叶面阻控剂“归欣甲”水剂（中量元素肥料）中Si 含量≥150 g/L，有研究表明，硅能减少水稻对土壤中镉等重金属的吸收[9]，能调控水稻植株体内酶的活性，增强水稻对镉等重金属的耐受性，增厚水稻的细胞壁，降低细胞膜透性，减少水稻对土壤中镉等重金属的吸收，使其在稻根、叶片、茎秆中的分布和积累减少。硅还能强烈抑制作物根系吸收积累的镉等重金属离子向籽粒转移[10]。喷施叶面阻控剂“归欣甲”水剂（中量元素肥料）后，水稻茎叶吸收的硅主要富集在水稻节间等部位，多以单（多）硅酸Si(OH)4形式存在，每个OH-均能与镉等重金属离子结合，从而控制镉等重金属离子向籽粒迁移。硅还具有调节叶片气孔开闭、抑制水分蒸腾的作用，能有效减少镉等重金属离子随水分向上迁移。该产品含有腐植酸（HA），腐植酸有机小分子化合物能络合镉等重金属离子[11]，降低了镉等重金属离子向稻米的转移。

3.2.2 产品的增产机理分析叶面阻控剂“归欣甲”水剂（中量元素肥料）K2O 含量≥180 g/L，钾、硅能强壮茎秆，防止倒伏，增强植株抗逆性，在植物体内形成硅化细胞，使茎叶表层细胞壁、角质层加厚，增强作物的锁水能力，提高作物对病虫害的抵抗力，从而有利于改善水稻植株的经济性状。在水稻灌浆期施用，可增加千粒重，减少空秕籽，促进穗大粒多，提高结实率，进而通过改善经济性状、提高结实率及千粒重实现增产。

3.2.3 土壤镉污染修复问题试验结果表明，施用叶面阻控剂“归欣甲”水剂对土壤镉污染的修复几乎没有作用，对土壤来说只能起到避免或减轻污染的作用，没有真正解决土壤中的镉污染问题，对于修复镉污染土壤的途径来说，属于植物稳定[12]的技术措施。因此，将土壤中活化态的重金属转变为稳定态或降低土壤中重金属浓度是解决土壤重金属污染修复问题的根本途径。有研究表明，高粱的茎、叶、根对土壤镉等重金属有较强的富集能力，对土壤镉等重金属的移出效果显著，是较为理想的“水改旱”的替代作物[13-14]。因此，从长远目标来看，水（水稻）旱（高粱）轮作将是解决土壤重金属污染修复问题的有效途径。