湖北省主栽秈稻鎘低積累品種篩選

劉 榮，陳 晨，柯曉暢，劉曉繼，洪 俊，張敏敏，聶新星，楊 利

（1.湖北省潛江市高石碑鎮農業技術推廣服務中心，湖北 潛江 433116；2.湖北省農業科學院植保土肥研究所/農業農村部廢棄物肥料化利用重點實驗室/農業環境治理湖北省工程研究中心，武漢 430064；3.大冶市生態能源推廣服務中心，湖北 大冶 435199；4.大冶市種植業服務中心，湖北 大冶 435199）

重金屬鎘（Cd）是重要的無機污染物［1］，水稻（Oryza sativaL.）是中國人的主食，其對Cd 具有較強的吸收轉運能力［2］，食用超標稻米成為Cd 進入人體的主要途徑［3］。Cd 污染稻田是亟須解決的問題。國內外學者開展了相關研究［4］，其中，低鎘積累水稻品種是指相同環境條件下稻米Cd 積累量較低的水稻品種［5］。實踐表明，種植Cd 低積累水稻品種是實現安全利用類稻田稻米安全生產經濟有效的途徑和必要條件［6］。

受工礦業污染物排放［7］、不合格農業投入品大量使用及其部分區域地質高背景值［8］等原因影響，湖北省耕地土壤環境受到污染，篩選出一批Cd 低積累水稻品種具有重要意義［6，9-11］。本研究選取湖北省主栽的40 個秈稻品種，通過田間試驗篩選出Cd低積累水稻品種，為湖北省Cd 污染安全利用類稻田的稻米安全生產提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與水稻品種

試驗于2021 年5—10 月在湖北省大冶市某污染農田進行，試驗所在區域屬北亞熱帶季風濕潤氣候。耕層土壤pH 6.32，有機質含量30.5 g/kg、全Cd含量0.60 mg/kg、有效態Cd 含量0.27 mg/kg。參照《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 15618—2018），試驗地土壤Cd 含量超過風險篩選值，但低于風險管制值，屬于安全利用類土壤。

供試的40 個水稻品種均為湖北省市售品種，包括秈型常規稻品種6 個、秈型雜交稻品種34 個（表1）。

表1 供試水稻品種信息

1.2 試驗設計與田間管理

每個供試水稻品種為1 個處理，重復3 次，小區面積10 m2，隨機區組排列。所有水稻品種于2021年5 月21 日播種，6 月15 日人工移栽，株行距為16.7 cm×26.7 cm，雜交稻每穴2 株苗，常規稻每穴3株苗。施肥方式為移栽前1 周撒施底肥（450 kg/hm2摻混肥），移栽7 d 后追施分蘗肥（75 kg/hm2尿素），抽穗期追施穗肥（75 kg/hm2尿素和75 kg/hm2氯化鉀），肥料品種為尿素（含N 46%）、氯化鉀（含K2O 60%）和摻混肥（N、P2O5和K2O 分別為20%、15%和15%，武漢楚虹農業發展有限公司生產）。小區試驗周邊設保護行，水分和病蟲害管理按當地常規水分管理和病蟲害防治措施進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產量 水稻成熟后分小區單打單收并稱鮮重，每小區保留稻谷1 kg，自然風干清除雜質和空癟粒后，采用谷物水分儀測定其水分含量，按照秈稻標準含水量（13.5%）計算產量。

1.3.2 糙米Cd 含量 稻谷風干后，脫殼成糙米并粉碎，采用HNO3-H2O2消解，石墨爐原子吸收光譜儀（PinAAcle 900T 型，PerkinElmer 公司生產）測定，采用GBW（E）100348 大米粉成分分析標準物質進行質量控制。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2016 軟件進行數據處理，使用Origin Pro9.0 軟件制圖，利用SPSS 17.0 軟件（LSD法，P＜0.05）對試驗處理進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同水稻品種的產量

由圖1 可知，不同水稻品種產量差異明顯，產量變幅為4.70～7.95 t/hm2。整體來看，雜交稻平均產量（6.73 t/hm2）高于常規稻平均產量（5.56 t/hm2）。其中，兩優289（V11）、全兩優一號（V4）、全兩優655（V13）、廣兩優1813（V16）和兩優培九（V33）5 個雜交稻品種產量較高，為7.45～7.95 t/hm2；常規稻中蝦稻1 號（V40）產量最高，為6.01 t/hm2。

圖1 供試水稻品種的產量

2.2 不同水稻品種糙米Cd 含量

由圖2 可知，不同水稻品種糙米Cd 含量在0.09～0.40 mg/kg。其中，隆稻3 號（V35）、深優5438（V27）、隆兩優1686（V14）、巨2 優60（V17）和興安香占（V36）5 個水稻品種糙米Cd 含量未超過《食品安全國家標準食品中污染物限量（GB 2762—2022）》中的限量值（0.2 mg/kg），其中，隆稻3 號（V35）糙米Cd含量最低，為0.09 mg/kg。如圖3 所示，供試40 個水稻品種中雜交稻糙米平均Cd 含量（0.29 mg/kg）高于常規稻（0.24 mg/kg）。

圖2 供試水稻品種糙米Cd 含量

圖3 不同類型水稻品種糙米Cd 含量

2.3 糙米Cd 含量與產量相關性分析

由圖4 可知，供試40 個水稻品種糙米Cd 含量與產量呈顯著正相關關系，Person 相關系數為0.377。表明水稻產量是影響糙米Cd 含量的因素之一。

圖4 供試水稻品種糙米Cd 含量與產量的相關性分析

3 小結與討論

40 個水稻品種糙米Cd 含量在0.09～0.40 mg/kg，品種間差異較大，篩選出5 個糙米Cd 含量低于0.2 mg/kg 的水稻品種，其產量高低表現為隆兩優1686（6.87 t/hm2）、巨2 優60（6.13 t/hm2）、興安香占（5.91 t/hm2）、隆稻3 號（5.90 t/hm2）、深優5438（5.26 t/hm2）。兼顧高產量和糙米低Cd 含量，隆兩優1686 和巨2 優60 可優先作為推薦水稻品種在湖北省Cd 污染安全利用類稻田中種植。

整體來看，與常規稻相比，雜交稻通常具有較高的產量，對Cd 的富集能力也較強。供試34 個雜交稻品種的平均產量（6.73 t/hm2）高于6 個常規稻品種的平均產量（5.56 t/hm2），雜交稻品種糙米Cd 平均含量（0.29 mg/kg）高于常規稻品種（0.24 mg/kg），且糙米Cd 含量與產量存在顯著正相關關系。這與陳德等［10］、呂本春等［12］的結果較為一致，但也有研究發現雜交稻與常規稻糙米Cd 含量差異不顯著［13］。篩選出的5 個Cd 低積累水稻品種中，隆兩優1686、巨2 優60 和深優5438 為雜交稻，表明品種類型不是決定Cd 低積累性狀的關鍵因素。

稻米Cd 含量既受基因型影響，又受氣候、土壤和管理措施等因素調控，導致稻米Cd 積累量的差異［5］。因此，具體到某一區域種植時，必須通過田間試驗進一步確定水稻品種低鎘積累性狀穩定表達的環境條件，即構建基于低鎘積累水稻品種的稻米安全利用技術綜合措施。