采用植保技术降低水稻镉含量初探

蒋新建 易佳佳 任双春 李晓兰 吕维 俞洞波 周尚泉

摘 要 研制降镉产品，采用叶面喷雾的植保技术降低水稻镉含量，具有较好的市场潜力。运用含有阻镉剂的矿物质和富硒腐植酸研制产品，对水稻镉降低有明显的促进作用，含阻镉剂样品镉含量能降低35.7%～71.4%，含富硒腐植酸样品镉含量能降低33.3%～61.9%。

关键词 水稻;镉含量;植保技术

中图分类号：S511 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.33.020

从对稻米镉污染的研究可知，目前水稻重金属镉含量严重超标[1-3]。镉主要用于电池、染料或塑胶的稳定剂，它比其他重金属更容易被农作物所吸附。水稻自身拥有的某些独特基因，使水稻米粒吸收土壤中某些金属离子的能力较强，比如，稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种[4]。所以镉污染在水稻中十分明显。研究显示[5]，研究人员抽取的21个水稻品种镉和铅超标率分别达100%和71%。国家农业部稻米质量监督检验中心也曾对我国市场的稻米进行安全性抽检，结果镉超标率高达10.3%。稻米市场上，镉超标的现象普遍存在，其中南方市场上稻米的镉污染比北方更严重，如江西、湖南一些县市，稻米镉超标的问题非常突出。

在湖南镉超标的地区，部分研究人员提出利用一些离子螯合剂来中和土壤中的镉离子，尝试着改良土壤。对于污水，运用弱碱性化学沉淀应急除镉干化技术[6]逐渐过滤污染。也有研究者正试图在大量水稻品种中，筛选根和茎大量吸收镉[7]、袁院士水稻亲本去镉技术获突破[8]。但是，这些技术的应用对于大范围、大面积广泛分散的农民还很遥远，为了从植保技术的角度，开发一种产品直接喷雾于水稻上，一是达到减少或阻止水稻在生长发育过程中对土壤中镉的吸收，二是通过水稻吸收一些能转化或阻碍镉运输的物质直接降低水稻米粒中镉的含量，这样的技术最直接，见效快，易推广。2013—2018年，湘阴县农业局与湖南大方农化股份有限公司、长沙矿冶研究院、湖南省农科院水稻研究所开展了技术合作，开展了从植保技术方面探索降低水稻稻米镉含量研究，由三家单位调制样品，由湘阴县农技推广中心开展田间试验，以其探索采用植保技术单元达到降低水稻镉含量，确保粮食镉污染有效治理。

1 材料与方法

1.1 供试材料

样品1：一种阻隔水稻吸收镉的混合矿物质可溶性液体，由长沙矿冶研究院研制并提供。样品2：分A和B两种，A为硅肥和硅酸钾复合物颗粒，B为含有硅、钾及镉离子螯合剂，采用农药制剂工艺研制的可湿粉剂，由湖南大方农化股份有限公司研制并提供。样品3：分白色和黄色两种，是一种富硒腐植酸组成的降镉剂胶状液体，由湖南省水稻研究所研制并提供。

1.2 试验地选择及基本情况

试验地选择在湖南省益阳市赫山区笔架山东坪村姚立新责任田和湖南省岳阳市湘阴县新泉镇光辉村汤细毛责任田。

查阅湖南省湘阴县资料，土壤类型为同粉潮泥田，土壤有效氮含量平均为166.9mg·kg-1，速效磷含量平均为13.1 mg·kg-1，速效钾含量平均为92.4mg·kg-1，pH值平均为6.2。查阅湖南省赫山区资料，土壤类型为潮泥田，土壤有效氮含量平均为111.3 mg·kg-1、速效磷含量平均为22.0 mg·kg-1、速效钾含量平均为117.7 mg·kg-1、pH值平均为5.4。两地都是双季稻区，双季晚稻品种以湘晚籼12号和黄花粘为主要。

1.3 试验施药时间和方法

水稻全生育期采用叶面喷雾方式共施2次，第1次：水稻分蘖末期至孕穗期，赫山区2018年8月24日上午施药，湘阴县2018年8月24日下午施药;第2次：水稻孕穗期至齐穗期，赫山区2018年9月7日下午施药，湘阴县2018年9月6日下午施药。采用16型电动喷雾器常规喷雾。硅肥采用撒施。

1.4 试验方法

1）样品1。分2块，其中一块只施1次，另一块使用2次，第1次：分蘖期至孕穗期，50 g兑水30 L，喷施面积667 m2;第2次：孕穗期至齐穗期，施用15 L药液，喷施面积333 m2，如图1所示。

2）样品2。分2块，其中一块只施1次，另一块使用2次，第1次：分蘖期至孕穗期，每667 m2施5 kg硅肥+500 g硅酸钾;第2次：孕穗期至齐穗期，样品A和样品B各50%比例，各喷施面积333 m2，如图2所示。

3）样品3。分3块，其中一块只施分蘖期，另一块分蘖期和孕穗期各施1次，第三块只施孕穗期1次;第1次：分蘖期至孕穗期，孕穗期至齐穗期施用，1套1小袋兑水15 L，分白色样品和黄色样品，各施用15 L药液，如图3所示。

对照田，选择在各试验施药田上方，以保证試验田水不流入对照田内。

1.5 抽样送检方法

抽样时间为双季晚稻收割前3天，即2018年10月15日。

湘阴县和赫山试验田各试验区分别按试验划的小区5点梅花取样法，每点割取100株穗，1个样本共采500株穗，用白色塑料袋分装，包括空白对照，每区8个共16个样本。16个样本于10月22日送长沙矿冶研究院进行镉含量化验。

2 结果与分析

2.1 送检化验结果

16个样本的化验结果（见表1），益阳赫山稻谷镉含量整体低于岳阳湘阴稻谷，赫山检测除空白外仅1个镉含量超标，合格率占送检样品75%，而湘阴检测除空白外，有5个镉含量超标，合格率占送检样品25%。空白谷镉含量2地都镉超标，但湘阴比赫山镉含量多25%。

2.2 结果对比分析

益阳赫山稻谷8个样品2个检测结果施用样品2的稻谷镉含量为0.22 mg·kg-1，比空白反升高镉4.8%（空白镉含量0.21 mg·kg-1），超出GB 2762—2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》镉≤0.2 mg·kg-1标准。样品1送样2个，对比空白分别降镉0.15 mg·kg-1和0.11 mg·kg-1，降镉幅度达71.4%和52.4%;样品3送样3个，对比空白分别降镉0.13 mg·kg-1、0.07 mg·kg-1和0.12 mg·kg-1，降镉幅度分别为61.9%、33.3%和57.1%。

岳阳湘阴稻谷8个样品仅2个样品合格，即样品1号2次施用50 g/667 m2和样品3号2次施用1包白+2包黄/15 L/667 m2，镉含量分别为0.15 mg·kg-1和0.18 mg·kg-1，对比空白分别降镉幅度为46.4%和35.7%。其他6个样品送检全部镉含量超標，其中施用硅肥和硅酸钾的比空白镉含量升高32.1%。

3 结论与讨论

引进植保技术应用于水稻降镉，能有效降低水稻镉含量，使用方便、方法简单，有利于当前农业技术推广和运用。长沙矿冶研究院研制的含矿物质阻镉剂样品1号和湖南水稻研究所研制的含富硒腐植酸降镉剂样品3号，在孕穗初期和破口抽穗期各施1次，样品1每次667 m2施用50 g，样品3号每次667 m2施用1包白的和2包黄的样品，能降低水稻镉含量达33.3%～71.4%。

样品2号，样品由含硅和钾元素组成的制剂，对降镉无效果，甚至反提升稻谷镉含量，无开发价值。

建议尽快开发样品1和样品3，一方面在制剂成品上做成性格稳定、包装上方便使用的产品，另一方面根据相关政策，合理合法地进行登记。同时，进一步在水稻增长及提高稻米品质方面试验，全面探索降镉产品既能降低镉污染又能确保水稻产量和品质。

参考文献：

[1] 詹杰，魏树，牛荣成.我国稻田土壤镉污染现状及安全生产新措施[J].农业环境科学学报，2012，31（7）：1257-1263.

[2] 罗琼，王昆，许靖波，等.我国稻田镉污染现状·危害·来源及其生产措施[J].安徽农业科技，2014，42（30）：10540-10542.

[3] 环境保护部，国土资源部.全国土壤污染调查公报[R].2014-04-17.

[4] 白彦真，谢英荷，张小红.重金属污染土壤植物修复技术研究进展[J].山西农业科学.2012，40（6）：695-697.

[5] 亚热带农业生态研究所.水稻镉污染[EB/OL]. （2012-10-31）[2018-10-25].http：//www.cas.cn/kxcb/kpwz/201210/t20121031_3675352.shtml.

[6] 李秉龙，银涛，帅丽芳，等.镉污染及其防治对策[J].中国保健营养（中旬刊），2013，7（7）：790-791.

[7] 王凯，徐世龙，杨柱.水稻镉吸收与转运机理研究进展[J].作物研究，2014，28（8）：927-929.

[8] 王民和.袁隆平宣布重大成果：水稻亲本去镉技术获突破[N].湖南日报，2017-09-25.