葉面阻控劑對雜交中稻的降鎘及增產(chǎn)增收效果

李 娟

（安鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南 安鄉(xiāng) 415600）

土壤是寶貴而又有限的自然資源，是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料，是地球生命中能量交流和物質(zhì)循環(huán)的容庫，它與動植物、微生物及人類生存發(fā)展息息相關(guān)。但隨著城市工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，大量重金屬排放到環(huán)境中，造成不同程度的土壤面源污染，其中土壤鎘污染危害性較大。鎘（Cd）是生物毒性最強的重金屬元素，具有化學(xué)活性強、移動性大和毒性持久的特點[1-4]。研究表明，鎘污染會導(dǎo)致土壤中的有益菌大量減少，土壤質(zhì)量下降，自凈能力減弱，進而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，并通過食物鏈危害人體健康。

據(jù)相關(guān)資料顯示，安鄉(xiāng)農(nóng)用地鎘污染面積占比較低，程度較輕，但對農(nóng)產(chǎn)品（主要為稻米）質(zhì)量安全仍有一定的影響。目前，進行大面積鎘污染土壤修復(fù)的成本高且時間長，解決不了近期稻米質(zhì)量安全問題。因此，推廣降鎘水稻品種或降鎘栽培技術(shù)很有必要。

研究表明，噴施以硅和腐植酸等為主要成分的葉面阻控劑能強烈抑制水稻根系對鎘等重金屬離子的吸收及轉(zhuǎn)運，從而有效降低鎘等重金屬在植株體內(nèi)的積累[5]。武漢市沃農(nóng)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的中量元素肥料“歸欣甲”水劑就是一種對降低稻米中鎘含量具有顯著效果的葉面阻控劑產(chǎn)品。該產(chǎn)品登記證號為農(nóng)肥（2022）準字18260 號。據(jù)檢測，該產(chǎn)品中，Si ≥150 g/L、K2O ≥180 g/L、Na ≤10 g/L、水不溶物≤10 g/L、pH 值為9.5～11.5。近幾年，該產(chǎn)品在湖南安鄉(xiāng)縣輕中度鎘污染農(nóng)田中施用表現(xiàn)出良好的降鎘效果。因此，筆者以雜交中稻晶兩優(yōu)534為材料，開展了葉面噴施葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）的田間試驗，以期為推廣降鎘栽培技術(shù)、提高安鄉(xiāng)縣稻米質(zhì)量安全提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在安鄉(xiāng)縣安尤鄉(xiāng)下碼頭村16 組某農(nóng)戶的承包責任田進行。供試土壤為潮沙泥，土壤養(yǎng)分含量如下：有機質(zhì)27.6 g/kg，全氮1.96 g/kg，全磷1.27 g/kg，全鉀12.20 g/kg，堿解氮87.4 mg/kg，速效磷10.03 mg/kg，速效鉀56.8 mg/kg，pH 值6.5；土壤鎘含量為0.517 mg/kg。供試作物為雜交中稻，品種為晶兩優(yōu)534。常規(guī)肥料有40%（20-8-12）復(fù)混肥、尿素和氯化鉀。供試葉面阻控劑為武漢市沃農(nóng)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的中量元素肥料“歸欣甲”水劑。

1.2 試驗方法

試驗設(shè)3 個處理，分別為：T1，常規(guī)施肥＋分別在水稻分蘗末期和灌漿期葉面噴施“歸欣甲”水劑（用量為4 500 mL/hm2對水900 kg/hm2）；T2，常規(guī)施肥＋分別在水稻分蘗末期和灌漿期葉面噴施“歸欣甲”水劑（用量為3 000 mL/hm2對水900 kg/hm2）；CK（對照），常規(guī)施肥，不噴施葉面阻控劑和清水。各處理重復(fù)3 次，共9 個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積66.7 m2。試驗地四周設(shè)置2.5 m 保護行。

1.3 田間操作與栽培管理措施

供試雜交中稻于2022 年5 月12 日播種，6 月8日移栽，移栽密度為24.3 萬株/hm2。于移栽前6 月6 日結(jié)合最后一次整田施用復(fù)混肥600 kg/hm2作基肥；6 月16 日活蔸返青后施用尿素150 kg/hm2+氯化鉀75 kg/hm2進行第一次追肥；7 月8 日幼穗分化期施用復(fù)混肥75 kg/hm2進行第二次追肥。按照試驗方案，分別于6 月27 日（分蘗末期）和8 月12 日（灌漿期）用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑葉面噴施T1 和T2（對照小區(qū)只常規(guī)施肥）。各處理的灌溉、病蟲防治和中耕除草等田間管理措施完全一致。供試雜交中稻于9 月6 日收獲。

1.4 考察指標及方法

于水稻成熟期在各小區(qū)第2 行連續(xù)取樣10 株記載株高、有效穗、每穗總粒數(shù)和實粒數(shù)、千粒重，計算結(jié)實率。收獲時分小區(qū)單收、單曬、單獨稱重計算產(chǎn)量。稻米鎘含量檢測按T/CAIA SH003—2015稻米鎘的測定X 射線熒光光譜法進行[6]。于試驗前后按梅花形五點取樣法采集各處理土壤樣品進行鎘含量的測定，測定方法參照籍貴蘇等[7]的方法進行。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2015 和SPSS 17.0 軟件對數(shù)據(jù)進行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤鎘和稻米鎘含量的影響

2.1.1 對土壤鎘含量的影響由表1 可知，各處理土壤鎘含量背景值（試驗前）為0.516～0.518 mg/kg，均值為0.517 mg/kg；試驗后為0.509～0.512 mg/kg，試驗前和試驗后各處理間差異均不顯著。試驗后與背景值比較，土壤鎘含量略有降低，但無顯著性差異。這說明施用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑對土壤來說幾乎不具降鎘作用。

2.1.2 對稻米鎘含量的影響由表1 可知，稻米鎘含量以T1 處理最低，為0.146 mg/kg，比T2 處理降低0.016 mg/kg，降幅9.88%，差異不顯著，比CK 降低0.189 mg/kg，降幅56.42%，差異極顯著（P＜0.01）；T2 處理稻米鎘含量為0.162 mg/kg，比CK 降低0.173 mg/kg，降幅51.64%，差異極顯著。T1 和T2 處理的稻米鎘含量均低于GB 2762—2017[8]中Cd ＜0.2 mg/kg 的安全標準。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理均能極顯著降低稻米中鎘的含量。

表1 各處理試驗前后的土壤鎘含量及試驗后的稻米鎘含量

2.2 不同處理對雜交中稻經(jīng)濟性狀的影響

由表2 可知，T1 和T2 處理的株高、有效穗、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重均比CK 略有增加，前4 項指標T1 比T2 也略有增加，但其差異均不顯著。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理對雜交中稻經(jīng)濟性狀略有改善，但影響不大。

表2 各處理雜交中稻的經(jīng)濟性狀

2.3 不同處理對雜交中稻產(chǎn)量的影響

由表3 可知，T1 處理折合產(chǎn)量為7 920 kg/hm2，比T2 處理增產(chǎn)120 kg/hm2，增產(chǎn)率為1.54%，比CK 增產(chǎn)510 kg/hm2，增產(chǎn)率為6.88%。T2 處理折合產(chǎn)量為7 800 kg/hm2，比CK 增產(chǎn)390 kg/hm2，增產(chǎn)率為5.26%。方差分析表明，T1 和T2 與CK 的產(chǎn)量差異均達極顯著水平（P＜0.01），T1 與T2 處理間產(chǎn)量差異不顯著。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理均能極顯著增加雜交中稻的產(chǎn)量。

2.4 不同處理對雜交中稻經(jīng)濟效益的影響

由表3 可知，T1 和T2 處理產(chǎn)值分別為20 592和20 280 元/hm2，分別比CK 增加1 326 和1 014元/hm2，減去葉面阻控劑的成本，經(jīng)濟效益分別比CK 增加1 092 和858 元/hm2，增效均達顯著水平（P＜0.05），如果其稻谷按低鎘產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價計算，其經(jīng)濟效益將更加顯著。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理均能顯著增加經(jīng)濟效益。

表3 各處理雜交中稻的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益

3 小結(jié)與討論

3.1 小 結(jié)

試驗結(jié)果表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上分別在水稻分蘗末期和灌漿期葉面噴施3 000～4 500 mL/hm2的葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）后，稻米中鎘含量為0.146～0.162 mg/kg，低于國家限量標準（0.2 mg/kg），比對照（CK）降低0.173～0.189 mg/kg，降幅達51.64%～56.42%，降鎘效果極顯著；水稻的株高、有效穗、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重略有增加；稻谷產(chǎn)量為7 800～7 920 kg/hm2，比對照增產(chǎn)390～510 kg/hm2，增產(chǎn)率達5.26%～6.88%，增產(chǎn)極顯著；按當?shù)氐竟纫话闶袌鰞r2.6 元/kg 計算，經(jīng)濟效益比對照增加858～1 092 元/kg。這說明施用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑可顯著降低雜交中稻稻米中的鎘含量，并顯著增產(chǎn)增收，建議在中低度鎘污染農(nóng)田大面積推廣應(yīng)用。值得注意的是，該葉面阻控劑應(yīng)選擇無風的陰天或晴天下午4 點以后施用，不能與酸性農(nóng)藥混合施用。

3.2 討 論

3.2.1 產(chǎn)品的降鎘機理分析葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）中Si 含量≥150 g/L，有研究表明，硅能減少水稻對土壤中鎘等重金屬的吸收[9]，能調(diào)控水稻植株體內(nèi)酶的活性，增強水稻對鎘等重金屬的耐受性，增厚水稻的細胞壁，降低細胞膜透性，減少水稻對土壤中鎘等重金屬的吸收，使其在稻根、葉片、莖稈中的分布和積累減少。硅還能強烈抑制作物根系吸收積累的鎘等重金屬離子向籽粒轉(zhuǎn)移[10]。噴施葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）后，水稻莖葉吸收的硅主要富集在水稻節(jié)間等部位，多以單（多）硅酸Si(OH)4形式存在，每個OH-均能與鎘等重金屬離子結(jié)合，從而控制鎘等重金屬離子向籽粒遷移。硅還具有調(diào)節(jié)葉片氣孔開閉、抑制水分蒸騰的作用，能有效減少鎘等重金屬離子隨水分向上遷移。該產(chǎn)品含有腐植酸（HA），腐植酸有機小分子化合物能絡(luò)合鎘等重金屬離子[11]，降低了鎘等重金屬離子向稻米的轉(zhuǎn)移。

3.2.2 產(chǎn)品的增產(chǎn)機理分析葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）K2O 含量≥180 g/L，鉀、硅能強壯莖稈，防止倒伏，增強植株抗逆性，在植物體內(nèi)形成硅化細胞，使莖葉表層細胞壁、角質(zhì)層加厚，增強作物的鎖水能力，提高作物對病蟲害的抵抗力，從而有利于改善水稻植株的經(jīng)濟性狀。在水稻灌漿期施用，可增加千粒重，減少空秕籽，促進穗大粒多，提高結(jié)實率，進而通過改善經(jīng)濟性狀、提高結(jié)實率及千粒重實現(xiàn)增產(chǎn)。

3.2.3 土壤鎘污染修復(fù)問題試驗結(jié)果表明，施用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑對土壤鎘污染的修復(fù)幾乎沒有作用，對土壤來說只能起到避免或減輕污染的作用，沒有真正解決土壤中的鎘污染問題，對于修復(fù)鎘污染土壤的途徑來說，屬于植物穩(wěn)定[12]的技術(shù)措施。因此，將土壤中活化態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)或降低土壤中重金屬濃度是解決土壤重金屬污染修復(fù)問題的根本途徑。有研究表明，高粱的莖、葉、根對土壤鎘等重金屬有較強的富集能力，對土壤鎘等重金屬的移出效果顯著，是較為理想的“水改旱”的替代作物[13-14]。因此，從長遠目標來看，水（水稻）旱（高粱）輪作將是解決土壤重金屬污染修復(fù)問題的有效途徑。