潴育型水稻土稻米镉污染VIP控制技术试验初报

张中德，柏小勇，胡平翠，黎石美，赵和平，柏承志

（宁远县农业技术推广中心，湖南 宁远 425600）

潴育型水稻土稻米镉污染VIP控制技术试验初报

张中德，柏小勇，胡平翠，黎石美，赵和平，柏承志

（宁远县农业技术推广中心，湖南 宁远 425600）

2015年，在宁远县潴育型水稻土上开展稻田VIP镉污染控制技术的小区和大田示范试验，分析农艺性状，对试验区域的土壤pH值和糙米镉含量进行比较。结果表明：VIP控制技术对水稻田污染起到一定的控制作用，土壤pH值较试验前有明显提高，土壤镉含量均有一定程度的减少，采用低镉品种加施用生石灰的效果极显著优于施用生物菌肥，早稻稻米含镉量明显低于晚稻稻米含镉量，实现了镉污染农田土壤中生产的稻米镉含量降低61%，达到国家稻米安全生产的目标(镉含量＜0.2 mg/kg)，但对生育期、产量有所影响。

潴育型水稻土；稻米；镉污染；VIP控制技术

农田镉污染治理是关乎人民切身利益的大事，探索稻米镉污染VIP控制技术方法和实用模式，对确保粮食安全、维护社会稳定、指导和推进宁远县乃至湖南稻米镉污染防控等均有重要意义。根据湖南省农业委在全省各县市州推广稻田镉污染VIP控制技术，即选种镉低累计水稻品种（Variety）+合理灌溉（Irrigation）+调节酸度（pH）+辅助措施（N）的“VIP+N”控镉技术等[2]，有效降低稻米中的镉含量，实现镉污染稻田边生产边修复治理和有效降低稻米中的镉含量的目标，从2015年开始，笔者在潴育型水稻土上开展了稻田VIP镉污染控制技术试验，通过几年的连续观察、监测，发现该技术对降低稻米镉含量具有较明显的效果，为解决大米镉超标提供了新方法[3]，为加快推进宁远农田镉污染治理提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验田的基本情况

试验田选择在宁远县鲤溪镇种植大户马山岭村二组，北纬25.874 28°，东经112.040 90°，海拔高度328.8 m。试验田块地势平坦、集中连片，且肥力水平、污染程度一致，使用同一灌溉水源（受塘边的生猪养殖场污染），pH值基本相同6.2（±0.1），距主要交通干道500 m以上。未试验前田块的基本情况见表1。

1.2 供试材料

供试水稻品种：低镉型早稻湘早籼32号和晚稻湘晚籼13号；当地主推品种早稻V优402、株两优02和晚稻星2号为对照品种。

其他原料：当地生石灰和湖南省农环站提供的微生物菌肥。

1.3 试验设计

1.3.1 VIP小区试验设计 采用随机区组试验设计，设置6种控制技术处理，3次重复，共18个小区，总面积为540 m2，每小区面积长6 m、宽5 m、面积30 m2，小区间作埂，并留走道和灌排水沟，田埂高度30 cm、并用农膜覆盖、每个小区单排单灌[3]，早晚两季在同一试验田进行，并保持小区排列不变，小区处理名称及内容（表2）。

表1 试验示范前土壤质地情况

表2 小区处理名称及内容明细表

1.3.2 VIP示范试验设计 在地势平坦VIP小区试验周围紧邻的田块中，选择条件基本一致的4块田块，开展“VIP”和“VIP＋N” 技术分别与对照进行示范；VIP示范低镉品种+生石灰进行水分管理， VIP+N示范低镉品种+生物菌肥进行水分管理；2块农民自选的水稻品种V优402、株两优02+习惯农事操作分别与“VIP”和“VIP＋N”示范田进行对照，对照田在成熟期的时候采集土壤和稻谷样品。

1.4 试验方法

1.4.1 田间管理 （1）肥水管理：按当地常规施肥习惯和水稻关键期淹水技术管理模式。即大田施25%复合肥50 kg/667m2（40%含量的施用25 kg/667m2）作基肥；抛栽后5～7 d结合化学除草追施尿素7.5 kg/667m2、钾肥5.5 kg/667m2促蘖；苗数达到30万苗/667m2时排水轻搁控苗；复水后施钾肥5 kg/667m2，齐穗后视禾苗生长情况补施壮籽肥；浅水分蘖，及时晒田，有水壮苞抽穗，后期干湿交替。（2）病虫防治：根据稻瘟病、纹枯病、二化螟、稻纵卷叶螟和稻飞虱等病虫害发生情况，加强病虫发生预测预报，跟进技术服务，及时做好病虫防控工作，未发生病虫害严重为害现象。

1.4.2 田间档案记载 3月10日确定试验区域。早稻于3月25日浸种催芽，3月29日播种，4月23日试验作小区田埂并将生物菌肥撒施相关小区和示范田块（75 kg/667m2），4月28日左右移栽，5月21日将生石灰施入相关小区和示范田（60 kg/667m2），并始终保持水深3 cm，7月13日成熟取样收割；晚稻于6月25日播种，7月17日将生物菌肥撒施相关小区和示范田块（75 kg/667m2），7月20日左右移栽，8月29日将生石灰施入相关小区和示范田（60 kg/667m2），始终保持4.5 cm水层。10月17日成熟取样收割。

1.5 检测内容

早晚稻成熟期分别在试验小区和大田示范区内随机取3点，每点连续取5株，考种，计算单位面积产量，然后估算产量，进行理论测产和实收测产；并分别对稻谷、土壤进行取样，每小区取样分别为500和200 g，放在通风处晒干和阴干后，送湖南省农业资源与环境保护站指定有资质的单位——湖南省检测中心和湖南省广电计量检测有限公司检测土壤pH值、土壤镉和糙米镉含量。数据整理、方差分析全部采用Excel 2003进行。

2 结果与分析

2.1 农艺性状分析

从表3、表4可知，早、晚稻小区试验中，处理T3生育期比T1长2 d、处理T4生育期比T2长1 d；有效穗和产量有所降低，降幅分别在4%～7%和3%～8%间；早、晚稻T3、T4处理采用当地品种、低镉品种+优化水分管理+施用生石灰的实收产量比理论产量略高或接近。化水分管理关键期淹水技术+施用生石灰对水稻的生育期、分蘖、产量有所影响。

从表5可知，早、晚稻大田示范试验中，施用生石灰对水稻产量影响不大，施用生物菌肥，可改良土壤的理化性状，增加约2%的产量。

2.2 土壤pH值比较

从表6、表7可知，早稻小区试验各处理间pH值变化不大，随着试验的进行，晚稻小区试验各处理的土壤pH值比试验前的6.2提高了0.2～0.5，处理T3与处理T4比处理T1的土壤pH值有明显提高，增加0.5；从表8、表9可知，大田示范各处理间的土壤pH值比对照明显提高，幅度为0.2～0.9，早、晚稻处理VIP低镉水稻品种+生石灰的土壤pH值提高最为明显达0.8～0.9。

表3 早稻小区试验各处理的农艺性状

表4 晚稻小区试验各处理的农艺性状

表5 早晚稻大田示范各处理产量表

表6 小区试验早稻检测结果

表7 小区试验晚稻检测及多重比较结果

2.3 镉含量比较

从表6～9可知，小区和大田示范试验各处理间的土壤镉含量比对照有一定程度的增减，变量在-0.078～0.028 mg/kg间。土壤镉含量降低最多的是晚稻大田示范处理VIP1低镉水稻品种+生石灰为-0.078 mg/kg，土壤镉含量降低最小的是早稻小区试验处理VIP当地水稻品种+生石灰为-0.001 mg/kg；土壤镉含量增加最多的是早稻大田示范处理VIP低镉水稻品种+生物菌肥为0.028 mg/kg，土壤镉含量增加最小的是早稻小区试验处理VIP当地水稻品种+生物菌肥为0.005 mg/kg。

小区和大田示范各处理间的糙米镉含量比对照有均一定程度的降低，变量在-0.379～-0.065 mg/kg间。糙米镉含量降低最小的是晚稻小区试验处理VIP当地水稻品种+生物菌肥为-0.065 mg/kg，糙米镉含量降低最多的是早稻大田示范处理VIP低镉水稻品种+生石灰为-0.379 mg/kg。糙米镉含量降低达到国家稻米安全生产的目标（镉含量＜0.2 mg/kg）是晚稻小区试验处理T3当地品种+生石灰（0.103 mg/kg）、T4低镉品种+生石灰（0.084 mg/kg）及晚稻大田示范处理VIP1低镉水稻品种+生石灰（0.125 mg/kg）。

小区试验和大田示范各处理间的土壤镉、糙米镉含量比对照降低最多的是大田示范晚稻的处理VIP1+N低镉水稻品种+生物菌肥，分别降低0.055和0.340 mg/kg；小区试验中采用低镉水稻品种+优化水分管理+生物菌肥、低镉水稻品种+优化水分管理+生石灰处理的糙米镉含量比对照基本达到1%的显著性水平，效果极显著；采用其他低镉水稻品种处理比对照达到显著性水平，明显低于当地品种（V优402、株两优02）糙米中镉含量。

2.4 大田示范结果分析

从表8、表9可知，示范与对照田相比较，土壤pH值、土壤中镉含量除个别处理有较大变化，其他处理变化不大，但是糙米中镉含量明显降低，其中早稻VIP示范田比对照田减少0.379 mg/kg，VIP+N示范田比对照田减少0.195 mg/kg；晚稻VIP1低镉水稻品种+生石灰示范田比对照田减少0.113 mg/kg，VIP1+N和VIP2+N的示范田比对照田分别减少0.340和0.314 mg/kg。

表8 大田示范早稻检测结果

表9 大田示范晚稻检测结果

2.5 试验示范结果分析

从表6、7、8、9可知，采用“VIP” 降镉技术，能控制土壤中的有效态镉，降低镉的活性，阻止水稻对镉吸收，降低稻米中镉的含量。施用生石灰、生物菌肥后，稻米中镉的含量平均分别比对照降低55.3%和66.2%，共平均降低61%，如果连续实施，可望稻米中镉的含量达到国家稻米安全生产的目标（镉含量＜0.2 mg/kg）。

3 结 论

通过采用“VIP” 降镉技术设计田间试验，低镉品种+施用生物菌肥+生石灰为材料、优化水分管理，在镉污染潴育型水稻土上进行稻米镉污染VIP控制技术水稻种植试验，结果表明：采用低镉品种加施用生石灰优于施用生物菌肥效果极显著，早稻稻米含镉量明显低于晚稻稻米含镉量；水稻籽粒镉积累品种间存在很大差异，低镉品种在相同的土壤、种植技术条件下，稻谷籽粒镉积累更小，积极引导农民种植低镉水稻品种，是解决稻米镉污染问题的重要途径，对稳定发展宁远县水稻生产意义重大；施用生石灰后，可提高土壤中pH值，有效地改变土壤中镉的存在形态，不易被植物吸收，糙米中镉含量平均比对照降低55.3%；施用生物菌肥，可降低土壤镉的生物有效性和可迁移性[4]，在土壤生态系统中承担着重要的生态功能，处理后糙米中的镉含量平均比对照降低66.2%，能使中重度镉污染稻田生产的稻米镉含量达到国家食品卫生标准以下；通过优化水分管理，水稻关键期淹水技术是一种既节约用水，保证水稻产量同时又能有效降低稻米镉含量的农艺措施，但对水稻的生育期、分蘖、产量有所影响，仍有部分点稻米检测后镉含量超标。因此建议进一步的继续试验研究，力求掌握不同区域耕地土壤及稻米重金属污染规律，组装集成对应的修复治理技术模式[5]。

[1] 郑云航，向俊林. 麻阳县2015年VIP稻田镉污染控制技术研究与应用[J]. 农业科技通讯，2016，（6）：123-127.

[2] 中国科学院. 稻米镉污染控制技术研究与示范应用通过成果鉴定[J].检测资讯，2013，（8）：13.

[3] 戴桂金. 凤凰县稻米镉污染VIP控制技术的研究与应用[J]. 现代农业科技，2016，（4）：203-204.

[4] 王密安，尹丽辉，彭建祥. 综合降镉（VIP）技术对降低糙米镉含量的影响研究[J]. 中国稻米，2016，（1）：43-47.

[5] 陈东哲，苏美兰，李 艳，等. 镉污染“VIP技术”修复治理措施示范研究[J]. 湖南农业科学，2016，（9）：33-35.

（责任编辑：肖彦资）

APreliminaryStudyonRiceVIPCadmiumPollutionControlTechnologyinStorageTypePaddySoil

ZHANG Zhong-de，BAI Xiao-yong，HU Ping-cui，LI Shi-mei，ZHAO He-ping，BAI Chen-zhi
（Ningyuan County Agricultural Technology Promotion Center, Ningyuan 425600, PRC）

Plot test and field demonstration experiment of VIP cadmium pollution control technology in storage type rice paddy were conducted in Ningyuan County from 2015, by analyzing the characteristics of agronomy, and comparing the pH value of soil and the content of brown rice. The results showed that VIP control technology plays a certain role in the pollution of paddy fields. The soil pH was significantly higher than that before the test, and the soil cadmium content reduced to a certain extent. The results of low cadmium variety and calcium lime control were significantly superior to that of biological fertilizer, and the amount of Cd in early rice was significantly lower than that of late rice. It was implement the cadmium pollution in the production of rice farmland soil cadmium content by 61%, achieved the goal of national rice production safety (cadmium content ＜ 0.2 mg/kg), but it has negative effects on fertility and yield.

storage type paddy soil; rice; cadmium pollution; VIP control technology

X56

A

1006-060X（2017）05-0021-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.005.007

2017-02-13

湖南省财政厅项目（湘财农指〔2015〕167号）

张中德（1966-），男，湖南宁远县人，农艺师，从事农业技术推广工作。

柏小勇