适于浙江省种植的镉低累积水稻品种筛选

2021-07-09李贵松徐火忠吴林土叶春福洪海清郭彬

浙江农业科学 2021年7期

李贵松，徐火忠，吴林土，叶春福，洪海清，郭彬

(1.松阳县农业农村局，浙江松阳 323400；2.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所，浙江杭州 310021)

水稻是我国最主要的粮食作物，约有60%的人口以大米为主食，人均摄入量约为238.3 g·d-1[1]。水稻对镉(Cd)的吸收明显强于玉米、大豆等其他大宗农作物，长期食用Cd超标大米会引发痛痛病等严重疾病[2]。在中国南方部分地区，稻米 Cd 含量超标事件时有发生，并引发了社会关注的食品安全问题[3]。鉴于我国人多地少的国情，Cd污染农田不宜长期撂荒修复，而需采取有效措施确保作物安全生产[4]。推广应用Cd低累积水稻品种是解决我国南方Cd轻度污染农田安全生产的一个重要途径。我国湖南[5-6]、广西[7]、广东[8]等一些省份已在低 Cd水稻品种筛选方面开展了大量的试验研究。但受水稻品种区域适种性的限制，其他省份筛选的低 Cd 品种并不适合在浙江省种植推广，且本地农民种植意愿也较低。目前，关于适合浙江省推广种植的低Cd水稻品种筛选研究还不多见。此外，以往大部分田间试验报道仅为1 a的筛选结果，不同水稻品种不同年间对Cd的吸收稳定性是否存在差异也需要开展进一步研究。

本研究以浙江省主推水稻品种为主要试验材料，在浙江某轻度Cd污染农田开展了连续2 a的田间试验，对水稻产量与稻米Cd含量进行了综合比较，为明确适宜浙江省安全种植的Cd低累积水稻品种推广提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017年、2018年在浙江某轻度Cd污染农田上进行。土壤类型为水稻土，土壤pH 5.43，有机质含量18.1 g·kg-1，碱解氮含量131 mg·kg-1，速效磷含量24.6 mg·kg-1，土壤全Cd含量0.37 mg·kg-1。

参试的品种(系)有浙江省农业科学院自选的水稻种质资源43份(表1)；浙江省主推的水稻品种6个：甬优9号、甬优12、甬优15、甬优538、中浙优1号、中浙优8号。

1.2 方法

试验设微区试验和小区试验。

微区试验。参试的为43份自选的水稻种质资源。每个品种(系)栽植1个微区，面积2 m2，微区间间隔50 cm，四周设1 m保护行。小区试验。参试的为6个浙江省主推水稻品种，每个品种栽植1个小区，面积15 m2，每个小区间隔1 m，周围设1 m保护行。

水稻浸种5 d，露白后穴播，行、株距25 cm×15 cm，每穴播3粒，待水稻长至两叶一心后间苗。所有小(微)区田间管理与当地常规管理方式保持一致。

1.3 检测项目与方法

水稻收获时每个品种取样3株，测定稻米Cd含量。对小区试验的水稻品种进行测产，并考察水稻产量三要素。将收获的稻米70 ℃烘至恒重，采用纯硝酸-微波消解仪消解。土壤样本风干过筛后，采用硝酸-氢氟酸-过氧化氢7∶1∶2的消解体系，微波消解仪消解。消解溶液定容后，ICP-MS法测定Cd含量，结果以3次的平均值±标准误差表示。

1.4 数据处理

试验数据采用 Microsoft Excel 2016软件进行制表。

2 结果与分析

2.1 微区试验43个水稻品种(系)稻米Cd含量

表1表明，2017年有8个品种(系)的稻米Cd含量超过国家稻米Cd限量标准(0.20 mg·kg-1)，2018年仅1个品种(系)超标；但2 a平均值，除R4020外，其他42个品种(系)均低于国家稻米Cd限量标准，有10个品种低于0.10 mg·kg-1，其中加33最低，为0.050 mg·kg-1，相对较低的品种还有南粳46、秀水137以及甬优538等。表明低种植累积品种是Cd轻度污染农田安全利用的一项重要措施。此外，连续2 a的测定还发现，不同品种水稻Cd吸收能力的稳定性存在差异，2 a间稻米Cd含量相对偏差<20%的仅有8个，相对偏差≤40%的有23个。这一方面可能与2 a间的气候、水分管理存在差异有关，另一方面也与稻米品种本身对Cd的累积特性不稳定有关。

表1 连续2 a微区试验43个水稻品种(系)稻米粒Cd含量表现

2.2 小区试验6个水稻品种产量及稻米Cd含量

表2表明，2017年由于受台风影响，6个参试品种水稻产量均低于2018年，其中差异最大的为甬优12，差异最小的为甬优538。甬优538连续2 a产量最高，且667 m2均高于700 kg。对产量三要素的分析表明，有效穗数较多的为中浙优1号，千粒重较大的为甬优9号，每穗实粒数较多的为甬优538，说明决定水稻产量的最关键要素为每穗实粒数。

表2 连续2 a小区试验6个水稻品种产量及产量构成三要素表现

如图1所示，6个品种稻米Cd含量均低于国家限量标准。连续2 a的检测发现，与微区试验结果一致，不同年间水稻Cd累积存在一定差异，2018年稻米Cd含量与2017年的相比，甬优9号、甬优12、甬优15以及中浙优1号有所增加，甬优538和中浙优8号有所降低。2 a Cd含量相对较高的为甬优15和中浙优1号，相对较低的为甬优538。表明适合浙江省Cd低污染农田推广种植的水稻品种为甬优538。