河南永城采煤塌陷復(fù)墾區(qū)不同復(fù)墾年限土壤理化性質(zhì)的研究

趙富強(qiáng) 侯穎 楊雪等

摘要以優(yōu)質(zhì)稻桂小占為材料，通過田間小區(qū)試驗(yàn)的方法，研究了化肥、德隆有機(jī)肥、長效控釋肥、不施肥空白處理對水稻產(chǎn)量、稻米品質(zhì)和食用安全性（稻米Hg、As、Cd含量）的影響。結(jié)果表明，得隆有機(jī)肥和化肥處理的每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率顯著高于長效控釋肥處理，導(dǎo)致其產(chǎn)量顯著高于長效控釋肥處理。不同肥料種類對稻米品質(zhì)性狀的影響存在顯著性差異，其中對稻米食用蒸煮品質(zhì)影響不大，對加工和外觀品質(zhì)的影響則較明顯。在加工品質(zhì)方面，化肥處理可顯著提高精米率，德隆有機(jī)肥和化肥處理的整精米率要顯著高于長效控釋肥。在外觀品質(zhì)方面，3種肥料種類處理均可顯著降低稻米的堊白粒率和堊白度。其中，化肥對稻米外觀品質(zhì)的影響最大。施肥會導(dǎo)致稻米中Hg、As、Cd含量的提高，降低衛(wèi)生品質(zhì)。其中，3種肥料種類處理稻米Hg含量均顯著高于不施肥處理。化肥和長效控釋肥處理的As含量以及長效控釋肥處理的Cd含量顯著高于不施肥處理。在此試驗(yàn)條件下，施用化肥和德隆有機(jī)肥有利于優(yōu)質(zhì)稻獲得高產(chǎn)，并將稻米品質(zhì)提升到較高水平；施用德隆有機(jī)肥最有利于稻米獲得較高的食用安全性。

關(guān)鍵詞水稻；肥料種類；產(chǎn)量；稻米品質(zhì)；重金屬

中圖分類號S511文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07860-03

基金項(xiàng)目安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長青年創(chuàng)新基金（14B0101，13B0115）；安徽省科技攻關(guān)項(xiàng)目（12010302055）；安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室績效項(xiàng)目（1406c085024）。

作者簡介桂云波（ 1964- ） ，男，安徽南陵人，高級農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。*通訊作者，研究員，從事水稻遺傳育種方面的研究。

收稿日期20140716水稻是中國重要的糧食作物之一。隨著水稻生產(chǎn)的發(fā)展和人們對稻米品質(zhì)要求的提高，優(yōu)質(zhì)稻在中國種植結(jié)構(gòu)中所占比重呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢。稻米的產(chǎn)量、品質(zhì)除受品種自身遺傳因素控制外，環(huán)境因素、肥料施用等栽培措施均對其有較大的影響。隨著中國工業(yè)化進(jìn)程的加速和社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，重金屬污染問題日趨嚴(yán)重。水稻生產(chǎn)受重金屬污染程度也日益加劇，稻米中重金屬含量高甚至超標(biāo)，已成為日益突出的食品安全問題[1-2]。關(guān)于肥料種類對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，前人進(jìn)行了大量研究，但結(jié)果并不完全一致[3-19]。當(dāng)前，有關(guān)有機(jī)復(fù)混肥、長效控釋肥對優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)量、品質(zhì)尤其是衛(wèi)生品質(zhì)（重金屬含量等）影響的研究報(bào)道尚不多。開展這方面研究可為今后優(yōu)質(zhì)稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和安全生產(chǎn)的栽培調(diào)控提供理論依據(jù)。該研究目的在于探索不同肥料種類對優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)量、品質(zhì)和稻米Hg、As、Cd含量的影響，以期找到安全、高效的施肥模式，為提高優(yōu)質(zhì)稻稻米品質(zhì)及食用安全性提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)選用優(yōu)質(zhì)稻品種桂小占為試驗(yàn)材料。試驗(yàn)于2003年4～7月早季在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)分場進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤主要理化性質(zhì)為：pH 6.3，有機(jī)質(zhì)21.1 g/kg，全氮1.27 g/kg，全磷44.2 mg/kg，速效鉀75.1 mg/kg，速效磷15.8 mg/kg，堿解氮184.40 mg/kg，全Hg 0.014 4 mg/kg，全Cd 0.362 mg/kg，全As 61.1 mg/kg。

大田試驗(yàn)設(shè)4種肥料種類處理，分別為德隆活性有機(jī)復(fù)混肥（簡稱德隆有機(jī)肥）、化肥、長效控釋肥、不施肥對照（CK）。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。在磷、鉀肥施用量相同的基礎(chǔ)上，施氮水平設(shè)為150 kg/hm2，氮肥運(yùn)籌比例（基肥∶蘗肥∶穗肥）為5∶3∶2。小區(qū)面積為20 m2（5.65 m×3.55 m），區(qū)間均筑田埂隔離，田埂上覆塑料膜（膜深埋至土0 cm以下），單獨(dú)排灌，以防肥料相互流通。磷鉀肥同常規(guī)栽培，施P2O5 100 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2，全部用作基肥。采用旱育秧育苗，2月28日播種，4月5日移栽，種植規(guī)格為23.3 cm×13.3 cm，每穴插2～3棵基本苗。在栽培過程中，水分管理、病蟲草害防除與常規(guī)栽培措施相同。

1.2測定項(xiàng)目及方法成熟期于每個小區(qū)先調(diào)查30兜稻株的有效穗數(shù)，再根據(jù)其平均值采集5兜，調(diào)查產(chǎn)量構(gòu)成，各小區(qū)收獲后脫谷，測實(shí)產(chǎn)。將稻谷存放在陰涼處通風(fēng)3個月后，參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T178911999優(yōu)質(zhì)稻谷》測定糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白度、直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化溫度等品質(zhì)性狀。稻米Hg、As、Cd含量的測定參照現(xiàn)代實(shí)用儀器分析方法（1993）。稻米Hg樣品經(jīng)HNO3H2SO4消化，采用冷原子吸收光譜法測定；稻米As、Cd樣品經(jīng)HNO3HClO4消化，采用原子吸收分光光度法測定。

2結(jié)果與分析

2.1不同肥料種類對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響從可以看出，德隆有機(jī)肥和化肥處理的產(chǎn)量基本一致且均在0.05水平顯著高于長效控釋肥處理，表明施用德隆有機(jī)肥和化肥有利于獲得較高的產(chǎn)量。從產(chǎn)量構(gòu)成因素上分析，可以看出德隆有機(jī)肥和化肥的每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率在0.05水平顯著高于長效控釋肥處理。可見，由不同肥料種類處理引起的每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率的差異是造成產(chǎn)量差異的主要原因。

2.2不同肥料種類對稻米品質(zhì)的影響

2.2.1加工品質(zhì)。從可以看出，3種肥料種類處理間的糙米率無顯著性差異，并均在0.05水平顯著高于空白處理。與其他肥料處理相比，化肥處理可在0.05水平顯著提高精米率。德隆有機(jī)肥和化肥處理對整精米率的影響大小大體一致，并均在0.05水平顯著優(yōu)于長效控釋肥和空白處理。由此可知，各肥料種類處理對加工品質(zhì)的影響總體表現(xiàn)為化肥處理>德隆有機(jī)肥處理>長效控釋肥處理。

2.2.2外觀品質(zhì)。從可以看出，與空白處理相比，3種肥料種類處理均可在0.05水平顯著降低稻米的堊白粒率和堊白度，但不同肥料種類處理對外觀品質(zhì)的影響并不一致。其中，對稻米堊白粒率影響的大小表現(xiàn)為化肥處理>德隆有機(jī)肥處理>長效控釋肥處理，處理間差異達(dá)到0.05顯著水平。在堊白度方面，化肥的效應(yīng)最大，德隆有機(jī)肥和長效控釋肥處理的效應(yīng)次之。以上結(jié)果說明，施用化肥有利于獲得較好的稻米外觀品質(zhì)。

2.2.3食用蒸煮品質(zhì)。從可以看出，直鏈淀粉含量、膠稠度和堿消值在各肥料種類處理下均無顯著性差異，表明食用蒸煮品質(zhì)受到肥料種類的影響不大。

2.3不同肥料種類對稻米Hg、As、Cd含量的影響從可以看出，3種肥料處理之間無顯著性差異，但均在0.05水平顯著高于空白不施肥處理。在As含量方面，除德隆有機(jī)肥處理與空白處理無顯著性差異外，化肥和長效控釋肥處理均在0.05水平顯著高于空白對照。各肥料種類處理對糙米中的Cd含量影響大小均表現(xiàn)為長效控釋肥處理在0.05水平顯著高于其他肥料種類及空白處理。由此可知，施肥會引起籽粒對Hg、As、Cd的吸收量增加，降低衛(wèi)生品質(zhì)。綜合分析來看，3種肥料種類處理對衛(wèi)生品質(zhì)的影響表現(xiàn)為長效控釋肥處理>化肥處理>德隆有機(jī)肥處理，施用德隆有機(jī)肥有利于稻米獲得較高的食用安全性。

3結(jié)論與討論

不同肥料種類可對水稻產(chǎn)量產(chǎn)生顯著的影響。研究表明，與長效控釋肥相比，施用德隆有機(jī)肥和化肥可在0.05水平顯著提高水稻的產(chǎn)量、有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率。由于水稻產(chǎn)量與氮素水平密切相關(guān)，導(dǎo)致長效控釋肥產(chǎn)量偏低的原因可能與控釋肥的控制釋放速率和模式?jīng)]有與水稻的吸收養(yǎng)分速率和模式同步有關(guān)。

不同肥料種類對稻米品質(zhì)有顯著影響。前人研究過包括氮肥[3-5]、有機(jī)肥[6]、復(fù)合肥[7]、微肥[8-9]在內(nèi)的多種肥料對稻米品質(zhì)的影響，而關(guān)于有機(jī)復(fù)混肥、長效控釋肥對米質(zhì)影響的報(bào)道尚不多見。前人認(rèn)為施有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)肥配施可以提高稻米的營養(yǎng)品質(zhì)[10-11]，但對加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食用品質(zhì)的影響提及不多。該研究結(jié)果表明，德隆有機(jī)肥與化肥對加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食用品質(zhì)的影響大體相同，且均大于長效控釋肥；化肥、德隆有機(jī)肥在改善加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)方面是優(yōu)于長效控釋肥的。長效控釋肥處理的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)之所以劣于化肥處理、德隆有機(jī)肥處理，可能與其氮素釋放速率和模式有一定的關(guān)系，但由于影響米質(zhì)的因素較多[12]，只有對影響米質(zhì)的各種因素進(jìn)行全面、具體的考察，才可能找出真正的原因。

不同肥料種類對稻米重金屬含量有顯著影響。前人的研究多集中在有機(jī)肥、微肥對稻米重金屬含量的影響。另外，前人研究肥料對稻米中Cd含量的影響較多[13-15]。而關(guān)于有機(jī)復(fù)混肥、長效控釋肥對稻米重金屬含量（尤其是Hg、As）影響的報(bào)道尚不多見。以往研究認(rèn)為，施用有機(jī)肥[13，16]、硅肥[15]、硒肥[17]、土壤改良物質(zhì)[18]、工業(yè)廢渣等[19]可抑制水稻植株對Cd的吸收。而該研究發(fā)現(xiàn)，施長效控釋肥會導(dǎo)致糙米中Cd含量顯著升高，長效控釋肥究竟以何種成分去影響土壤生態(tài)環(huán)境、水稻植株，以致使Cd的吸收量增加，其作用機(jī)理有待闡明。該研究還表明，不論施何種肥料均會導(dǎo)致糙米中Hg含量的顯著升高，表明稻株對Hg的吸收受肥料的影響很大，因此有必要深入研究肥料影響稻株對Hg吸收的機(jī)理。德隆有機(jī)肥處理糙米中As的吸收量顯著低于長效控釋肥和化肥處理，并與不施肥處理無顯著性差異，表明德隆有機(jī)肥可以有效抑制水稻對As的吸收。目前，有關(guān)肥料種類對糙米Hg、As含量影響的報(bào)道不多見，今后在這方面的研究應(yīng)得到加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 莫爭，王春霞，陳琴，等.重金屬Cu，Pb，Zn，Cr，Cd在水稻植株中的富集和分布[J].環(huán)境化學(xué)，2002，21（2）：110-116.

[2] 李正文，張艷玲，潘根興，等.不同水稻品種籽粒Cd、Cu和Se的含量差異及其人類膳食攝取風(fēng)險[J].環(huán)境科學(xué)，2003，24（3）：112-115.

[3] SWAJWAN K S，KAPLAN D I，MITRA B N，et al.Effect of nitrogen management practices on yield，grain quality and milling outturn of rice[J].Applied Agricultural Research，1990，5（3）：198-204.

[4] PEREZ C M，JULIANO B O，LIBOON S P，et al.Effects of late nitrogen fertilizer application on head rice yield，protein content，and grain quality of rice[J].Cereal Chemistry，1996，73（5）：556-560.

[5] 周培南，馮惟珠，許乃霞，等.施氮量和移栽密度對水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)研究，2001，22（1）：27-31.

[6]HEMALATHA M，THIRMURUGAN V.Effect of organic sources of nitrogen on productivity，quality of rice （Oryza sativa L.） and soil fertility in single crop wetlands[J].Indian Journal of Agronomy，2000，45（3）：546-567.

[7] 賀陽冬，馬均，魏萬蓉.不同肥料種類對水稻強(qiáng)化栽培產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2004，6（1）：177-181.

[8] 石孝均，毛知耕，石孝洪.硅鋅鎂對水稻營養(yǎng)效應(yīng)研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，18（5）：440-443.

[9] 戴平安，張玉燭.優(yōu)質(zhì)食用稻米鈣鎂硫吸收運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律研究[J].作物研究，1999，13（3）：18-22.

[10] 李宗鐵，韓京龍，江耀宗.連續(xù)使用有機(jī)肥對水稻生育和品質(zhì)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，61（4）：66-69.

[11] 楊振華，莊淑英，劉玉環(huán)，等.有機(jī)肥與無機(jī)肥配施對水稻產(chǎn)量及品質(zhì)效應(yīng)研究[J].福建農(nóng)業(yè)科技，1993（1）：17-18.

[12] 包勁松.稻米淀粉品質(zhì)遺傳與改良研究進(jìn)展[J].分子植物育種，2007（5）：1-20.

[13] TAKIJIMA Y，KATSUMI F，KOIZUMI S.Cadmium contamination of soils and rice plants caused by zinc mining.III.Effects of water management and applied organic manures on the control of Cd uptake by plants[J].Soil Science and Plant Nutrition，1973，19（3）：183-193.

[14] 譚周磁，陳嘉勤，薛海霞.硒（Se）對降低水稻重金屬Pb，Cd，Cr污染的研究[J].湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2000，23（30）：80-83.

[15] 蔡德龍，陳長友，小林均.硅肥對水稻鎘吸收影響初探[J].地域研究與開發(fā)，1999，19（4）：69-71.

[16] 華珞，陳世寶，白玲玉，等.有機(jī)肥對鎘鋅污染土壤的改良效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1998，17（2）：55-59，62.

[17] 王青，常曉冰，高貴喜，等.小麥抗重金屬污染栽培研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，27（1）：12-14.

[18] 霍文瑞，曹仁林，何宗蘭，等.不同改良劑抑制水稻吸收鎘的研究-在石灰性土壤上[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1989，8（6）：38-40.

[19] 臧惠林，鄭春榮，陳懷滿.控制鎘污染土壤上作物吸收鎘的研究I.對水稻和白菜的控制效果[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1987，6（3）：28-29.