不同施肥方式对再生稻产量和重金属含量的影响

崔晓玉 邹建曾 刘永全 彭丛笑

（1.湖南省长沙市农业综合行政执法局，湖南 长沙 410013；2.湖南省岳麓区农业综合技术服务中心，湖南 长沙 410013）

近年来，湖南省再生稻发展迅速，从2014年的6万亩，到2020年稳定在400万亩左右。再生稻 “一种两收”既省工省时、降低成本，又优质、安全、口感好，比普通米价格高，深受农民喜爱。2019年湖南省委1号文件第25条“大力发展绿色循环农业”中明确指出“推广再生稻”。适宜的肥料不仅对再生稻产量有影响，而且对土壤重金属的有效性以及稻米中重金属积累也有一定影响。化肥的连年施用会造成重金属在土壤中的积累，相比土壤中重金属育有较高的可溶性，容易被作物吸收。磷肥中含有较多的重金属，刘树堂等研究表明，长期施用磷钾肥可显著提高土壤镉的含量。针对全市农民种植再生稻存在的不施肥或少施肥，偏施氮肥等问题。本文通过不同的施肥方式，研究了再生稻产量和稻米中重金属含量，为我市再生稻优质高产精确定量施肥提供科学依据。

1.材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验地在湖南省长沙县路口镇路口社区进行，供试土壤为花岗岩发育的扁砂泥,试验张共计设置4个处理组，各小区面积均是30m2，均进行3次重复，采用随机区组的排列方法。周边均栽种保护行，不同小区中间进行有效的田埂隔离，设置田埂宽度30cm，统一运用塑料薄膜加以覆盖。

土壤理化性质：pH6.0、有机质53.2g/kg、水解性氮295mg/kg、有效磷62.0 mg/kg、速效钾152 mg/kg、土壤全镉0.276 mg/kg。供试土壤重金属镉、汞、铅、铬含量分别是 3.09mg/kg、0.220mg/kg、51.1mg/kg、69.0mg/kg。对比既有技术规范内对农产品产地土塘安全评估参比值，供试土壤镉含量为参比（0.3mg/kg）的10倍，汞、铅、铬含量分别没有超过参比值0.3mg/kg、100mg/kg、200mg/kg.

供试作物为水稻，徽两优898。供试肥料为42%复合肥（21-10-11）、尿素（46%）和氯化钾（60%）。

供试田块近三年中水稻籽粒重金属镉、汞、铅、铬的平均含量分别是1.156mg/kg、0.004mg/kg、0.081mg/kg、0.085mg/kg、1.071mg/kg。依照我国现行有效的《食品中污染物限量》（GB2762）标准，水稻籽粒镉含量为标准限量（0.2mg/kg）的5.78倍，铬含量刚超出标准限量（1.0mg/kg），汞、铅含量均没有超过标准限量0.2mg/kg。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验共设4个处理，处理1（CK）：不施用任何肥料；处理2：每亩施用尿素20kg；处理3：每亩施用复合肥44kg；处理4：每亩施用尿素10kg、复合肥22kg（见表1）。每个处理设3次重复，共12个小区，小区面积30m2（5m×6m），随机区组排列。小区之间田埂用塑料薄膜覆盖，防止小区间串水串肥。

表1 不同施肥方式处理设计

头季稻：在3月25日时播种，苗床施用复合肥。750 kg/hm²作为基肥;一叶一心期时喷洒施用300 mg/kg多效唑；5月6日进行移栽，移栽操作前，基底施加复合肥750 kg/hm²、过磷酸钙225kg/hm²作为基肥。共栽24万穴kg/hm²，各穴插带粟2粒谷苗，基本苗90万根/hm²。5月13日时施尿素75kg/hm²用作分粟肥。6月25日追加尿素75kg/hm²、钾肥150kg/hm²作为穗肥。

1.2.2 田间管理措施

在7月25日（头季稻齐穗以后15d）按照试验设计施用再生稻促芽肥，8月10日收获头季稻，留株高度45cm。8月11日施用再生稻壮芽肥，严格按照各处理组设计要求进行，在确定再生稻齐穗以后，在9月5日按照试验设计喷施叶面肥，10月30日收割、测产。6月30日病虫害综合防治。

1.2.3 样品采集与分析

水稻收割前一天，分小区采集稻谷1kg，测定稻米中重金属含量；每个小区分别取5兜水稻进行考种。

2.结果与分析

2.1 各处理组生育期的观察情况

在各个处理定点观察不同施肥处理模式下水稻作物的长势长相以及生育期。从不同处理的生育期统计的数据发现本实验选用的头季稻生育期是138d，收割头季稻后，12d～13d再生稻就开始抽穗，由开始抽穗到齐穗11d～12d，再生稻生育期范畴63d～67d，相比之下处理1的再生稻生育期最长，达到了67d，处理2、3、4再生稻生育期均为63d。

各处理水稻生育期记录如下：播种期3-25、出苗期4-5、移栽期5-6、返青期5-14、晒天期6-20、始穗期7-4、齐穗期7-10、成熟期8-10、再生稻始穗期8-22、再生稻齐穗期10-16；再生稻生育期（d）1、2、3、4分别为67（d）、63（d）、63（d）、63（d）、63（d）。

2.2 不同施肥处理对再生稻产量的影响

由上数据可以看出，空白对照的再生稻产量最低为196.5kg/亩，施用肥料后再生稻产量均有很大提高，同空白相比，处理2、处理3、处理4，每亩分别增加产量152.8kg、133.1kg、170.9kg；处理4产量最高为367.4kg/亩，同处理2，处理3相比，每亩分别增加18.1kg、37.8kg；产量其次的是处理2为349.3kg/亩，比处理3高19.7kg/亩，组间数据差异明显，从以上分析可知，施用尿素、复合肥和尿素复合肥配施，再生稻产量都有很大提高，从减少化肥用量和经济效益角度考虑，每亩施尿素20kg，再生稻可以获得高产，陈国银等研究不同施肥方式对再生稻氮肥能使再生稻获得的较高产量，减少氮肥的用量，产量也会随之下降。

表2 不同施肥处理对再生稻产量的影响

2.3 不同施肥处理对再生稻产量结构的影响

由表3可以看出，穗长为处理4＞处理2＞处理3＞处理1，有效穗数为处理2＞处理3=处理4＞处理1，每穗总粒数和实粒数为 处理4＞处理2＞处理3＞处理1，结实率为处理3＞处理4＞处理2＞处理1，千粒重为处理1＞处理4＞处理3＞处理2。施肥可以大大提高再生稻的穗长、结实率、有效穗数、每穗实粒数和总粒数。其中处理4每亩施用尿素10kg、复合肥22kg，再生稻产量结构因子相对最高，是其获得高产的主要原因。

表3 不同施肥处理对再生稻产量结构的影响

2.4 不同施肥处理对再生稻米重金属含量的影响

2.4.1 不同施肥处理对再生稻米铅含量的影响

从图1可知，施用肥料后，稻米中铅含量都有所增加，处理4稻米中铅含量最高为0.048 mg/kg，但没有超过限量值（0.2 mg/kg），处理2和处理3稻米中铅含量相差不大，处理1铅含量最低为0.033 mg/kg。

图1 不同处理对稻米铅含量的影响

2.4.2 不同施肥处理对再生稻米镉含量的影响

由图2可知，4个处理组的稻米镉含量都超过了限量值（0.2 mg/kg），稻米镉含量最高的是处理1，为0.318 mg/kg，其次为处理3，为0.307 mg/kg，最低的是处理2，为0.230 mg/kg。

图2 不同处理对稻米镉含量的影响

2.4.3 不同施肥处理对再生稻米汞含量的影响

从表4可以看出，施用肥料后，稻米中汞的含量变化不明显，4个处理都远远低于限量值（0.02 mg/kg）。

表4 不同施肥处理对再生稻米重金属含量的影响

3.小结与讨论

该项研究结果表明，在头季稻收割前15d，及收割后3d施用促芽肥、壮芽肥，再生稻都能获得较高产量，其中氮肥对再生稻的产量影响比较大，从减少化肥用量和经济效益角度考虑，每亩施尿素20kg，有效穗和结实率两个产量因子数值较高，也是再生稻可以获得高产的原因。综合分析后，笔者认为，于头季稻收割之前10d～15d及收割以后施用尿素与复合肥，均有益于提升再生稻产量，但通常多施氮肥能获得更高的产量，若减少氮肥的施用量，那么再生稻的产量也会随之下降。对再生稻产量结构构成加以分析，提升单位面积内再生稻的有效穗数与结实率，是其实现高产的主要原因。

施肥后，4个处理的稻米镉含量均超出了限量值（0.2 mg/kg），处理1最高，是0.318 mg/kg，处理3，是0.307 mg/kg，处理2最低，对应值是0.230 mg/kg。稻米中铅含量都有所增加，其中处理4最高达到了0.048mg/kg，但都在合格范围；稻米镉含量有所下降但均超标，只施用尿素的处理，稻米镉含量相对最低；稻米汞含量变化不明显,都在合格范围。从经济和安全方面考虑，亩施用尿素20公斤，再生稻产量相对最高和稻米重金属含量最低。

本试验研究进一步阐明了农田土壤重金属污染和再生稻重金属污染元素之间不一定形成一一对应关系，土壤重金属元素在参比值之下并斌能代表再生稻内该种重金属元素含量低于污染限量值，水稻重金属污染可能和当季空气污染、水污染及差异化的农艺操作等存在相关性，本试验内农田灌溉用水的重金属含量没有检出超标情况，故而影响再生稻内重金属元素含量高低的因素不单纯是土壤重金属污染状况，还受农艺操作、大气等客观因素的影响，试验在不调整既有种植制度及习惯的基础上，要有针对性的调整施肥措施以科学调整酸性土壤pH值，有益于降低农田内重金属有效态含量，使农业生产及农产品质量安全得到更大的保障。