碧护（垂直）生态综合技术在水稻降镉增产上的应用效果研究

左 娇 胡荣娟 李小毛 夏爱萍 李彦雷 魏佳峰 李春林 张瑞萍，3*

（1北京成禾佳信农资贸易有限公司，北京 100025；2上高县农产品服务中心，江西上高 336400；3江苏爱佳福如土壤修复有限公司，江苏南通 226000）

镉（Cd）是生物毒性较高、转移性较强的重金属之一，镉迁移、积累至作物体内会导致其产量和品质下降，随后可经食物链积累于人体和动物体内并引发健康危害[1]。镉危害可引发人体肾脏疾病、骨质疏松及认知能力障碍等[2-4]。近几十年来，由于采矿、污灌、“三废”排放和肥料不合理施用，我国农田土壤镉污染日益严重。据统计，我国约有27.86万km2的农田土壤遭受镉污染[5]。根据Rafiq等[6]报道，因镉污染直接导致的稻米减产量约为1 000万t，“镉米”年产量约为1 200万t。

融地美是来自美国的高活性液体硅肥（中量元素肥，Si≥100 g/L），硅元素形态是能被植物直接吸收和利用的单硅酸，以天然矿石为原料提取而成，并获得德国CERES和美国农业部有机认证。该硅肥是一种功能性肥料，具有促进作物生根，加强植物光合作用，增强作物抗旱、抗盐碱、抗病虫能力，缓解重金属胁迫，提供肥料吸收利用率，提高作物产量和品质等作用[7]。0.136%赤·吲乙·芸苔（碧护）是德国科学家利用植物化感和生态生化学原理研究开发的植物源植物生长调节剂，它含有天然植物内源激素、黄酮类物质和氨基酸等逾30种植物活性物质，具有活化细胞、促进根系发育、提高光合作用、增强作物抗逆性、提高作物产量和改善品质的作用，得到欧盟BCS、美国OMRI和中国CAUCB三重有机认证，在小麦[8]、水稻[9-10]、葡萄[11-12]、马铃薯[13]、黄瓜[14]、芦笋[15]、番茄[16]等生产上已经广泛应用。

本文以江西省上高县水稻为研究对象，开展了碧护（垂直）生态综合技术在水稻降镉、提质增产上的效果研究，以期为推广应用该技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在江西省上高县翰堂镇有源村进行，土壤为黄泥田，前茬作物为绿肥紫云英，土壤中含有机质34.7 g/kg、全氮 2.09 g/kg、有效磷 18.2 mg/kg、速效钾108 mg/kg、全镉 0.401 mg/kg、有效态镉 0.320 mg/kg，pH值6.25。

1.2 供试材料

供试晚稻品种为粤良珍禾。

供试药剂碧护（0.136%赤·吲乙·芸苔可湿性粉剂，德国阿格福莱农林环境生物技术股份有限公司生产）、融地美（中量元素肥，Si含量≥100 g/L，美国太瑞科技有限公司生产）由北京成禾佳信农资贸易有限公司提供，融耕美（有机肥，有机质≥40%，有效活菌数≥2×109CFU/g）由江苏爱佳福如土壤修复有限公司提供。

1.3 试验设计

试验设5个处理，各处理具体设计见表1。3次重复，共15个小区，随机区组排列，小区面积70 m2（14m×5 m）。小区间设隔离行，各小区单灌单排，避免串灌串排相互影响；设立标识牌，以利观察。2020年6月19日浸种，6月20日播种，7月11日施基肥，7月12日移栽，7月22日施追肥。小区其他栽培管理措施各处理保持一致。

表1 试验各处理具体设计方案

1.4 调查内容及方法

在收获期（11月3日）调查不同处理水稻株高、穗长、有效穗数、穗实粒数、千粒重等指标，计算结实率，测定理论产量和实际产量。采集植物样品，送至江西朔新农检测科技有限公司进行重金属检测。

1.5 数据处理

试验所有数据均采用SPSS 16.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对稻谷镉含量的影响

从表2可以看出，与CK相比，处理A（碧护垂直生态综合技术）和处理B、C、D（碧护生态综合技术）能显著降低稻谷中的镉含量，降镉幅度为51.27%～91.14%。处理A、处理C和处理D较处理B效果更好。可以看出，融地美1 500 mL/hm2使用1次（处理C）或2次（处理D）降镉效果要好于融地美750 mL/hm2使用2次（处理B），且处理C和处理D降镉比例分别达到81.65%、89.24%。

表2 不同处理稻谷镉含量

2.2 不同处理对水稻生物学性状的影响

从表3可以看出，处理A株高、穗实粒数、结实率和理论产量显著优于其他处理，说明碧护垂直生态综合技术能明显改善水稻生物学性状指标，从而提高水稻产量；处理B和处理D的理论产量显著高于CK，低于处理A，说明碧护生态综合技术可以明显提高水稻产量，且碧护垂直生态综合技术在改善水稻主要生物学性状和提高产量方面优于碧护生态综合技术。

表3 不同处理水稻生物学性状结果

2.3 不同处理对水稻产量的影响

从表4可以看出，处理A产量显著高于其他处理，较CK增产1 442.85 kg/hm2，增幅22.85%；处理D较CK显著增产10.86%，处理B、C、D之间产量差异不显著，但明显低于处理A，说明碧护垂直生态综合技术和碧护生态综合技术都能显著提高水稻产量，而碧护垂直生态综合技术增产效果显著优于碧护生态综合技术，碧护生态综合技术（处理B、C、D）之间差异不明显。

表4 不同处理水稻产量

3 结论与讨论

近年来，活性硅技术产品融地美在水稻降镉和提质增产上的应用日益广泛[17]。2013年，清远市质量计量监督检验所检测表明，融地美在水稻秧苗期使用1次可以使大米镉含量从0.36 mg/kg下降到0.27 mg/kg，降幅25.0%；融地美在水稻全生育期喷施2次，使大米镉含量从0.36 mg/kg下降至0.10 mg/kg，降幅72.2%。

2014年，湖南省农业科学院试验结果表明，融地美于水稻分蘖期喷施，使稻米镉含量较清水对照降低56.7%。2019年，湖北省当阳市农业农村局试验结果表明，底肥施用宝地生60 kg/hm2，并于水稻分蘖期、始穗期、灌浆期3次叶面喷施融地美500倍液+碧护15 000倍液处理可降低水稻镉含量21.05%，水稻产量提高26.74%[17]。

本研究表明，碧护垂直生态综合技术（基肥施融耕美+叶面喷施2次融地美750 mL/hm2）和碧护生态综合技术（叶面喷施2次融地美1 500 mL/hm2）降镉效果分别达到91.14%和89.24%，增产率分别达到22.85%和10.86%。因此，推荐在水稻生产上广泛应用碧护（垂直）生态综合技术。