周 娟

(遠(yuǎn)安縣植保耕肥站,湖北 遠(yuǎn)安 444200)

鎘是廣泛存在于自然界的一種重金屬元素,當(dāng)作物組織中鎘濃度積累到一定水平時(shí),就會(huì)出現(xiàn)毒害癥狀,包括生長(zhǎng)遲緩、褪綠、矮化、產(chǎn)量下降等癥狀,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致作物死亡[1]。鎘在水稻籽粒內(nèi)大量累積后,通過食物鏈傳遞,使人和動(dòng)物的生命健康受到嚴(yán)重威脅[2],對(duì)糧食安全也有較大影響。水稻是遠(yuǎn)安縣主要糧食作物之一,常年播種面積6200 hm2,占糧食作物總播種面積的43.54%。為篩選能降低水稻重金屬鎘含量的施肥方式和調(diào)理劑品種,本試驗(yàn)通過施用復(fù)合肥、有機(jī)肥、熟石灰、土壤調(diào)理劑等措施,探究不同施用方式對(duì)水稻產(chǎn)量及水稻重金屬鎘含量的影響,以期為開展受污染耕地治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2022年5月至9月在遠(yuǎn)安縣洋坪鎮(zhèn)任家崗村四組余家壩付祖強(qiáng)農(nóng)戶承包地進(jìn)行(111°33′47″E,31°12′35″N),選擇種植10年以上的田塊,面積1 067 m2,海拔140 m,黃棕壤性(黃泥沙田)水稻土。前茬為小麥,品種為金洛1號(hào)。

試驗(yàn)田在施肥前采集土壤樣品,檢測(cè)土壤常規(guī)五項(xiàng)及部分重金屬含量。具體土壤養(yǎng)分狀況:pH值7.4、有機(jī)質(zhì)26.5 g/kg、堿解氮147.0 mg/kg、有效磷14.8 mg/kg、速效鉀80 mg/kg、鉛含量31.2 mg/kg、鎘含量0.28 mg/kg、鉻含量71.6 mg/kg、汞含量0.11 mg/kg、砷含量0.78 mg/kg。

1.2 供試材料

試驗(yàn)水稻品種為昌兩優(yōu)8號(hào),廣西恒茂農(nóng)業(yè)科技有限公司選育。

試驗(yàn)肥料:復(fù)合肥(26-10-12,中氯)48%,湖北三寧化工股份有限公司;有機(jī)肥(1-2-1)4%,宜昌大自然生物科技有限公司;熟石灰(CaO含量≥50%),pH值10～12,宜昌富冠農(nóng)業(yè)科技有限公司;土壤調(diào)理劑(SiO2≥25%),pH值9.5～11.5,武漢市秀谷科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理(具體見表1),CK組為當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥,采取順序排列設(shè)計(jì),各小區(qū)之間用木樁和覆膜間隔,單排單灌,田塊四周設(shè)保護(hù)區(qū)。

表1 試驗(yàn)各處理肥料品種及施肥量

1.4 試驗(yàn)實(shí)施與栽培管理

精細(xì)整地,待田面平整,泥漿稍沉淀時(shí)劃小區(qū),用木樁和薄膜覆蓋隔離。苗床播種育苗移栽,所有肥料作基肥一次施用,分小區(qū)施肥后耙勻,然后移栽水稻。移栽時(shí)各小區(qū)苗長(zhǎng)勢(shì)一致。田間管理照常規(guī)進(jìn)行,各小區(qū)均為2022年5月8日育種、6月11日移栽、6月29日進(jìn)入分蘗期、行距為20 cm×30 cm,穴距為22 cm,9月22日收獲。其他田間操作管理如整地、栽培、灌溉、病蟲害防治等均按當(dāng)?shù)亓?xí)慣統(tǒng)一進(jìn)行,遵循一致原則。

1.5 調(diào)查內(nèi)容及方法

1.5.1 田間土樣采集化驗(yàn)

參考胡斌等的方法[3],在試驗(yàn)開始前和水稻收獲后,即2022年5月17日和9月27日,采用5點(diǎn)取樣法,在試驗(yàn)田區(qū)域采集田間土樣,制成1個(gè)混合樣,對(duì)土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀常規(guī)五項(xiàng)和鎘等含量進(jìn)行檢測(cè)。

1.5.2 生育性狀及產(chǎn)量調(diào)查

7月15日進(jìn)行分蘗期調(diào)查,每小區(qū)選取代表性植株15株,調(diào)查每蔸分蘗數(shù);收獲前,每小區(qū)選取代表性植株15株,測(cè)量株高、穗長(zhǎng),計(jì)算單株有效穗。收獲時(shí)均按小區(qū)實(shí)打鮮重產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)產(chǎn),同時(shí)采集稻谷樣品,取籽粒檢測(cè)重金屬含量,曬干后測(cè)籽粒干重和產(chǎn)量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)土壤的影響

不同處理土壤pH值、養(yǎng)分及重金屬鎘含量均有一定影響(表2)。與試驗(yàn)前相比,3種處理后土壤的pH值從偏堿性到呈現(xiàn)中性變化;土壤養(yǎng)分也有不同程度提高,其中有機(jī)質(zhì)分別提升14.4 g/kg、14.4 g/kg和11.7 g/kg,堿解氮分別提升14 mg/kg、3 mg/kg和-4 mg/kg,有效磷分別提升12.9 mg/kg、10.2 mg/kg、10.9 mg/kg,速效鉀分別提升45 mg/kg、42 mg/kg、51 mg/kg;處理后土壤重金屬鎘含量均有所下降,其中處理2和處理3下降最明顯,分別下降0.035 mg/kg和0.065 mg/kg。表明施用有機(jī)肥、熟石灰、復(fù)合肥對(duì)改良田間土壤具有明顯作用,能夠降低土壤中重金屬鎘的含量。

表2 試驗(yàn)前后土壤養(yǎng)分及重金屬鎘含量檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

2.2 對(duì)水稻谷物的影響

不同施肥處理對(duì)水稻谷樣重金屬鎘含量具有一定影響(表3)。相對(duì)于常規(guī)處理,處理2和處理3中水稻谷樣重金屬鎘含量?jī)H為0.031 mg/kg和0.021 mg/kg,分別下降0.219 mg/kg和0.229 mg/kg,說明有機(jī)肥+熟石灰+復(fù)合肥、有機(jī)肥+土壤調(diào)理劑+復(fù)合肥兩種施肥模式對(duì)降低水稻中重金屬鎘含量具有明顯作用。

表3 試驗(yàn)后水稻谷樣重金屬鎘含量檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

2.3 對(duì)水稻生育性狀及產(chǎn)量的影響

不同施肥方式處理水稻生育性狀及產(chǎn)量產(chǎn)生一定影響(表4)。與對(duì)照處理1相比,處理2、3的水稻植株株高、穗長(zhǎng)、分蘗數(shù)均有不同程度增加,且水稻生長(zhǎng)后期的穴穗數(shù)、單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素均分別高于對(duì)照。與處理1相比,處理2和處理3水稻的穗長(zhǎng)、分蘗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重分別增加2 cm和3 cm、1.0個(gè)和0.6個(gè)、48粒和50粒、0.5 g和0.9 g,結(jié)實(shí)率提高13.9個(gè)和18.7個(gè)百分點(diǎn);處理2比處理1實(shí)產(chǎn)稻谷增收33.8 kg/667m2、增幅4.9%,處理3比處理1實(shí)產(chǎn)稻谷增收51.9 kg/667m2,增幅7.5%(表4)。

表4 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明,施用有機(jī)肥、熟石灰、土壤調(diào)理劑、復(fù)合肥對(duì)改良田間土壤具有明顯作用,能夠降低土壤中重金屬鎘的含量,土壤中重金屬鎘含量與試驗(yàn)前對(duì)比,處理2和處理3分別下降0.035 mg/kg和0.065 mg/kg;有機(jī)肥+熟石灰+復(fù)合肥、有機(jī)肥+土壤調(diào)理劑+復(fù)合肥兩種施肥模式對(duì)降低水稻中重金屬鎘含量具有顯著作用,處理2和處理3的稻谷樣重金屬鎘含量分別下降0.219 mg/kg和0.229 mg/kg;有機(jī)肥+熟石灰+復(fù)合肥、有機(jī)肥+土壤調(diào)理劑+復(fù)合肥兩種施肥模式可以有效增加水稻產(chǎn)量,對(duì)作物產(chǎn)量有積極作用,其中處理2增產(chǎn)33.8 kg/667m2、增幅4.9%,處理3增產(chǎn)51.9 kg/667m2、增幅7.5%。

由此可見,在本試驗(yàn)條件下,通過有機(jī)肥+熟石灰+復(fù)合肥、有機(jī)肥+土壤調(diào)理劑+復(fù)合肥兩種施肥模式對(duì)降低重金屬鎘含量具有顯著作用,同時(shí)還能有效提升水稻田耕地質(zhì)量。在以后的耕地生產(chǎn)障礙修復(fù)利用實(shí)踐中,施用有機(jī)肥、熟石灰、土壤調(diào)理劑、復(fù)合肥等對(duì)土壤中重金屬鎘含量的改善作用需多年重復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行跟蹤調(diào)查。