鎘污染“VIP技術(shù)”修復治理措施示范研究

陳東哲，蘇美蘭，李 艷，彭燕平，彭鐵山

（茶陵縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖南 茶陵 412400）

鎘污染“VIP技術(shù)”修復治理措施示范研究

陳東哲，蘇美蘭，李 艷，彭燕平，彭鐵山

（茶陵縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖南 茶陵 412400）

茶陵縣是重金屬鎘中、輕污染區(qū)。2015年進行了稻田重金屬Cd污染“VIP技術(shù)”修復治理小區(qū)、示范試驗。結(jié)果表明：稻田重金屬Cd污染“VIP技術(shù)”修復治理稻米有明顯的降Cd效果，采用低Cd品種，施用適量生石灰，既環(huán)保又有效；對稻田土壤降Cd沒有明顯效果。中、輕度稻田重金屬Cd污染區(qū)早稻收割期土樣全Cd和有效Cd含量都明顯高于晚稻收割期土樣的全Cd和有效Cd含量，早稻稻米含Cd量又明顯低于晚稻稻米含Cd量。

重金屬Cd污染；“VIP技術(shù)”修復治理；降Cd效果；茶陵縣

近年來，“毒大米”事件使國內(nèi)大米市場受到很大影響。所謂的“毒大米”就是指稻米中重金屬鎘含量超標或嚴重超標，又稱“鎘大米”。“鎘大米”對食品安全和人們的身體健康構(gòu)成嚴重威脅［1］。降低污染區(qū)稻米重金屬鎘含量，生產(chǎn)安全達標稻米，是農(nóng)業(yè)科技新課題。稻米重金屬鎘含量國家安全標準為0.2 mg/ kg。目前，已報道的針對稻田有關(guān)重金屬鎘污染問題治理措施主要是通過選用低鎘品種［2］，淹水灌溉（又稱優(yōu)化水份管理），調(diào)節(jié)土壤酸堿度［3］和使用葉面阻控劑［4］等。

茶陵縣是國家糧食生產(chǎn)大縣，是國家啇品糧基地。該縣有水田2.48萬hm2，年水稻種植面積4.67萬hm2，年生產(chǎn)稻谷33.67萬t，年提供啇品糧稻谷20.67萬t。2011～2013年茶陵縣稻田重金屬鎘污染普查表明：污染帶呈東西走向，東部較重，西部要輕些， 屬中、輕度鎘污染區(qū)［5］。根據(jù)茶陵縣稻田重金屬鎘污染普查結(jié)果和湖南省農(nóng)委農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境保護管理站《2015年稻田重金屬污染“VIP技術(shù)”修復治理試點指導方案》，2015年茶陵縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心按照省農(nóng)委的統(tǒng)一部署，采用省農(nóng)委推薦的重金屬鎘污染“VIP技術(shù)”（Variety，Irrigation and pH adjustment，V指采用低鎘品種，I指水分控制，P指調(diào)節(jié)酸堿度）修復治理模式，進行了茶陵縣稻田重金屬鎘污染“VIP技術(shù)”修復治理研究，以期為摸索重金屬鎘污染修復治理提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗點布局

根據(jù)重金屬鎘污染普查結(jié)果，2015年茶陵縣6個稻田重金屬污染“VIP技術(shù)”修復治理試驗安排在秩堂鎮(zhèn)的東首村、高隴鎮(zhèn)的莊田村、腰陂鎮(zhèn)的云盤村、思聰街道辦事處的華隆村、嚴塘鎮(zhèn)的上灣村和馬江鎮(zhèn)的皋芫村進行。每個點面積6.7 hm2。6個試驗點都水利設(shè)施良好，基本情況見表1，表1中大米鎘含量數(shù)據(jù)取2014年該地生產(chǎn)的稻米檢側(cè)平均數(shù)。在每個試點區(qū)中，選擇1丘長方型、面積約為2 000 m2的田塊作為小區(qū)試驗田，在小區(qū)試驗田外，開展6.7 hm2示范試驗。

1.2 試驗材料

表1 2015年茶陵縣6個試點基本情況

生石灰粉，是生石灰直接粉碎的產(chǎn)品，CaO含量80%以上。有機肥為商品有機肥。葉面阻控劑（又稱葉面硅肥），商品名為降鎘靈，通用名為中量元素肥料。低鎘品種：早稻為株兩優(yōu)819，晚稻為金優(yōu)59，當?shù)仄贩N：早稻為威優(yōu)463，晚稻為準兩優(yōu)608。

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 小區(qū)試驗設(shè)計 每個試驗點，設(shè)置10個處理，30個小區(qū)，每個小區(qū)30 m2。采用隨機區(qū)組排列，3次重復。小區(qū)間作埂，并留走道和灌排水溝。田埂高度要求30 cm，并覆蓋農(nóng)膜，確保每個小區(qū)單排單灌，互不串水。早晚兩季在同一試驗田進行，保持小區(qū)排列不變，即在早稻人工收獲時不用機械收，采用人工挖地，避免破壞小區(qū)田埂，按照原試驗設(shè)計處理繼續(xù)開展晚稻試驗。處理設(shè)置，T1為對照（CK）處理，采用當?shù)仄贩N，不采取任何降鎘措施，完全按當?shù)卦耘喙芾恚籘2，采用低鎘品種，其余的同CK；T3，采用當?shù)仄贩N+優(yōu)化水分管理。優(yōu)化水分管理是全生育期保持田間有水層，直到收割前約7 d自然落干，下同樣；T4，采用當?shù)仄贩N+施用生石灰。生石灰施用量：80 kg/667m2，在分蘗盛期前（移栽后約15 d）一次性撒施，下同樣；T5，采用低鎘品種+施用生石灰；T6，采用當?shù)仄贩N+優(yōu)化水分管理+施用生石灰；T7，采用低鎘品種+n有機肥。有機肥在移栽前同基肥一起施用，100 kg/667m2，下同樣；T8，采用低鎘品種+優(yōu)化水分管理+施用生石灰；T9，采用低鎘品種+優(yōu)化水分管理+施用生石灰+有機肥；T10，采用低鎘品種+優(yōu)化水分管理+施用生石灰+葉面阻控劑。葉面阻控劑使用方法和用量：在早晚稻水稻分蘗末期和抽穗前期分兩次每次噴施50 m L/667m2降鎘靈一瓶。T2～T7為單項及組合處理， T8～T10為綜合處理。

1.3.2 示范試驗設(shè)計 每個示范試驗點在小區(qū)試驗之外的稻田中，以每坵田為單位開展“VIP技術(shù)”示范，并設(shè)置3丘田作為對照，種植當?shù)仄贩N。在每個示范點，選用2個低鎘水稻品種，示范試驗點低鎘品種早稻選株兩優(yōu)819和湘早秈32號2個品種，晚稻選金優(yōu)59和湘晚秈13號。選擇小區(qū)試驗T4、T8、T10 3種處理在各示范試驗點展開示范。

1.4 田間管理

1.4.1 水的管理 對含I處理的小區(qū)試驗和示范試驗田，移栽后至抽穗初期進行淺水（2 cm深）灌溉，抽穗中期至收割前7 d深水（4 cm深）灌溉。各處理之間互不串水。其他處理按當?shù)亓晳T管理進行。

學生擁有良好的閱讀習慣對自身的英語閱讀能力有很大的提升，閱讀習慣的好壞會影響學生的閱讀效率。良好的閱讀習慣需要在長期的學習和生活中逐步養(yǎng)成，學生通過閱讀課外英文材料和課上英文教材，掌握正確的閱讀方式。在閱讀過程中應(yīng)該學會默讀，提高自己的閱讀速度。按照詞組和短語在閱讀材料中的組合意義進行整體閱讀，在閱讀過程中不應(yīng)該單個解讀詞語，而是將重心放在中心詞上，提高學生的閱讀水平和質(zhì)量。

1.4.2 其他管理 試驗田，治蟲滅病按當?shù)夭∠x情報進行，注意用足水量，不打高濃度藥劑；不施用過磷酸鈣和除草劑，采樣人工除草，人工收割，小區(qū)試驗田人工挖地整地。施肥量及其他栽培管理技術(shù)措施參考當?shù)貥藴省?/p>

1.5 樣品采集和處理

土壤樣品采集用竹制的取樣器，取0～20 cm深的耕作層土壤，每個土壤樣品保證陰干混勻后留約200 g；稻谷樣品采集按五點取樣法，保證曬干混勻后留500 g。做小區(qū)試驗的田塊需要在早稻移栽前采集基礎(chǔ)土壤，其余采樣（包括示范田）在成熟期采取土壤和稻谷樣品。所有的土壤樣品經(jīng)自然風干（不能放在太陽下暴曬）、稻谷樣品曬干混勻留至所需量后方可送樣。小區(qū)試驗田，在成熟期每個小區(qū)采取土壤和稻谷樣品。示范試驗區(qū)：對照區(qū)，以一丘田為單位取樣，示范區(qū)每一種處理，以一丘田為單位取樣，10丘田共10個樣。

1.6 檢測項目及檢測單位

土樣檢測有效態(tài)鎘和pH值，谷樣檢測精米鎘含量。土壤鎘測試標準：GB/T17141—1997，檢測方法：土壤采用石墨爐原子吸收分光光度法，檢測單位為：土樣為湖南省廣電檢測中心；谷樣鎘測試標準：SN/ T0048—2011. 檢測方法：稻谷采用電感耦合等離子體質(zhì)法，檢測單位為：湖南省化學分析測試中心。

1.7 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 VIP小區(qū)試驗不同處理早稻稻米和成熟期土樣有效Cd含量結(jié)果分析

由表2得知，T5、T8早稻稻米Cd含量與T1（對照）比較，降Cd效果明顯，差異顯著。其他處理與T1比較，有效果但差異不顯著。早稻成熟期土樣有效Cd含量各處理間與T1比較沒有顯著差異。選用低Cd品種和施用生石灰， 早稻稻米有顯著的降Cd效果。“VIP技術(shù)”修復治理早稻土壤降Cd效果不顯著。

表2 VIP小區(qū)試驗不同處理早稻稻米和早稻成熟期土樣Cd含量 （mg/kg）

2.2 VIP小區(qū)試驗不同處理晚稻和成熟期土樣有效Cd含量結(jié)果分析

由表3得知，T2、T4、T3、T7、T6、T5、 T8、T9和T10晚稻稻米Cd含量與T1比較，降Cd效果明顯，差異極顯著。T8、T9晚稻稻米Cd含量與 T2比較，降Cd效果明顯，差異顯著。晚稻成熟期土樣有效Cd含量T8與T1比較有顯著差異，其余各處理間與T1比較沒有顯著差異，而T8和T5與T3比較有顯著差異，T8與T3比較有極顯著差異。2015年早稻和2014年早、晚稻“VIP技術(shù)”修復治理土壤降Cd效果都不明顯。

2.3 示范區(qū)超標稻米早、晚稻Cd含量對比從表4可知，污染區(qū)早稻稻米含Cd量低于晚稻稻米，晚稻稻米含Cd量是早稻稻米含Cd量的168%～201%。

表4 3個超樣示范區(qū)早、晚稻稻米Cd含量對比 （mg/kg）

2.4 示范區(qū)早、晚稻成熟期土樣有效Cd含量對比

從表5得知，早稻土樣全Cd和有效Cd含量都要高于晚稻土樣，差異顯著。與2014年的試驗結(jié)果一致。

表5 示范區(qū)早、晚稻成熟期土樣有效cd量對比 （mg/kg）

3 結(jié)論與討論

（1）稻田重金屬Cd污染“VIP技術(shù)”修復治理稻米有明顯的降Cd效果。重金屬Cd污染“VIP技術(shù)”修復治理對稻田土壤降Cd沒有明顯效果，重金屬Cd污染稻田土壤降Cd需探求新的修復治理途徑。中、輕度重金屬Cd污染區(qū)稻田稻米降Cd采用低Cd品種既環(huán)保又有效。

（2）中、輕度重金屬Cd污染稻田早稻收割期土樣全Cd和有效Cd含量都明顯高于晚稻收割期土樣的全Cd和有效Cd含量，2014年和2015年試驗結(jié)果相似。2014年和2015年早、晚稻收割期土樣全Cd和有效Cd含量變化沒有明顯差異。這種現(xiàn)象值得探討。

（3）早稻稻米含Cd量明顯低于晚稻稻米含Cd量。稻米含Cd量可能與水稻灌漿成熟期光溫條件及晝夜溫差有關(guān)。中、輕度重金屬Cd污染稻田可實行，以水（早稻）旱輪作作為修復治理新途徑。

（4）稻田重金屬Cd污染的修復治理，生石灰和土壤鈍化劑，主要作用就是調(diào)節(jié)土壤pH值。而且土壤鈍化劑多為強堿性工業(yè)廢料利用制造。大量或過量使用，有可能破壞土壤環(huán)境、土壤良性結(jié)構(gòu)和造成二次污染［6］，弱酸性和堿性土壤應(yīng)謹慎推廣使用。

（5）試驗是單純的稻田重金屬Cd污染技術(shù)修復治理試驗，沒有考慮產(chǎn)量因素。既要修復治理，又要考慮水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，因此試驗的水份優(yōu)化管理需要進一步研究。

［1］ 袁珊珊，肖細元，郭朝暉. 中國鎘礦的區(qū)域分布及土壤鎘污染風險分析［J］. 環(huán)境污染與防治，2012，34（6）：51-56，100.

［2］ 彭 華. Cd、Pb低吸收積累水稻品種篩選研究［D］. 長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學，2009.

［3］ 劉昭兵，紀雄輝，王國祥，等. 赤泥對Cd污染稻田水稻生長及吸收累積Cd的影響［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2010，29（4）：692-769.

［4］ 湯誨濤，李衛(wèi)東，孫玉桃，等. 不同葉面肥對輕度重金屬污染稻田水稻重金屬積累調(diào)控效果研究［J］. 湖南農(nóng)業(yè)科學，2013，（1）：40-44.

［5］ 賀前鋒，易鳳姣，李鵬祥，等. 不同富硒葉面肥對輕度鎘污染稻田稻米降鎘富硒效果的研究［J］. 湖南農(nóng)業(yè)科學，2015，（12）：38-41.

［6］ 田發(fā)祥，紀雄輝，郭勇軍，等. 有機水溶肥在鎘污染稻田中的應(yīng)用效果研究［J］. 湖南農(nóng)業(yè)科學，2015，（8）：44-46.

（責任編輯：肖彥資）

Demonstration Research on Remediation Measures of Cadmium Pollution “VIP Technology”

CHEN Dong-zhe，SU Mei-lan，LI Yan，PENG Yan-ping，PENG Tie-shan
（Chaling County Agricultural Technology Extension Center， Chaling 412400， PRC）

Chaling County is a area of medium and mild polluted by heavy metal cadm ium （Cd）. In 2015， the “VIP technology” repaired heavy metal Cd pollution in paddy feld， and the demonstration test was carried out. The results showed that the rice f eld heavy metal Cd pollution “VIP technology” on remediating rice had a signif cant effect on reducing Cd， using low Cd variety， app lying proper amount of unslaked lime， can effectively protect environment； there was no signif cant effect on reducing Cd in paddy soil. In area of medium and mild polluted by heavy metal cadmium （Cd）， the soil contents of total Cd and effective Cd in early rice season were signif cantly higher than that of late rice season， Cd content in early rice was signif cantly lower than late rice.

heavy metal Cd pollution； "VIP technology" remediation； effect of reducing Cd； Chaling County

X53

A

1006-060X（2016）09-0033-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.09.011

2016-06-12

長株潭重金屬污染耕地修復及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整試點項目（湘農(nóng)聯(lián)［2015］60號）

陳東哲（1964-），男，湖南茶陵縣人，農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技木推廣工作。

彭鐵山