不同濃度亞科豐土壤調理劑在一季稻田上的降鎘效果探索

郭振

摘? 要：重金屬污染土壤的修復技術可以分為5大類別：隔離、固化、降低毒性、物理分離和萃取。自2009年以來，湖南省在長株潭地區(qū)開展了以“VIP”、“VIP+n”農田重金屬污染治理修復技術，通過污染源頭控治，農田土壤pH值調節(jié)、優(yōu)化田間水分管理、低累積鎘品種推廣加土壤調理劑、葉面阻控劑、植物提取、秸稈移除和生產改制等技術措施開展農田重金屬治理，取得了一定的治理經驗和教訓。本試驗僅設計土壤調理劑一個因子，旨在以不同濃度的“亞科豐土壤調理劑”為材料，在慈利縣土壤鎘中度污染田塊進行單因素的降鎘效果比較驗證試驗，結合常規(guī)施肥和管理方法，探索使用“亞科豐土壤調理劑”在鎘污染農田生產合格農產品的經濟濃度。結果顯示：“亞科豐土壤調理劑”對中度污染土壤（pH值5.5～6.5、土壤全鎘0.3～0.6mg /kg）降鎘有顯著效果;使用100kg/667m2調理劑的用量是有效和經濟的處理濃度。

關鍵詞：調理劑;鎘 ;中度污染;經濟濃度

中圖分類號：S156? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20181131014

前言

湖南省是我國稻米主產省份，用占全國3%的可用耕地，生產了全國10%的稻米，對中國的糧食安全作出了重大貢獻。湖南省也是有名的有色金屬之鄉(xiāng)，有色金屬冶煉、化工和采礦支撐了湖南省80%的工業(yè)生產。工業(yè)排放產生的廢氣、廢水和廢渣以及金屬礦山尾礦，使湖南農業(yè)產區(qū)受到了嚴重的重金屬污染;另外農藥的過度使用以及不良的耕作習慣，也使農田質量也受到了進一步影響。

從2011年湖南省農業(yè)廳（現更名為湖南省農業(yè)委員會）全省土壤重金屬監(jiān)測數據顯示，約有37%的農田（273萬hm2）遭受了重金屬污染。2013年發(fā)生了一起重大的食品安全丑聞，銷往廣東的大米被發(fā)現鎘嚴重超標，這個事件給湖南省帶來了極大的經濟損失和社會形象損害。慈利縣也是湖南受重金屬污染的糧食產區(qū)之一，慈利縣擬利用世行貸款進行污染農田的綜合管理，本試驗就是基于世行項目的背景結合慈利縣農業(yè)生產實際，農戶生產習慣而選定“VIP+n”模式中的土壤調理劑進行的降鎘效果探索，也將為后續(xù)的項目管理提供基礎技術支撐。

1? ? ?試驗主要目的

為驗證“亞科豐土壤調理劑”在中度鎘污染（pH5.5～6.5? 土壤全鎘0.3～0.6mg/kg）農田環(huán)境下調節(jié)土壤pH值、鈍化重金屬、降低土壤鎘污染毒害的效果，探索調理后水稻產品的品質質量，為大面積治理農田重金屬污染提供科學依據，特設計實施本試驗。

2? ? ? 試驗材料與方法

2.1? ? ? 試驗材料

2.1.1? ? ? 水稻品種：隆兩優(yōu)華占

2.1.2? ? ? 供試土壤調理劑

“亞科豐土壤調理劑”原料是經原材料精選并檢測合格經高溫煅燒并且萃取后的土壤調理劑，主要化學物質成分為（K20≥30%，Si02≥12%，Mg0≥16%，pH：

11.0～12.0）

2.1.3? ? ? 其它材料

同當地大田生產用肥、用藥等。

2.2? ? ? 試驗時間

試驗于2017年4月確定試驗田塊，并做好試驗田塊的布局工作。2017年5月25日進行深翻耕，然后將亞科豐土壤調理劑在到田翻耕前施用到田進行旋耕，保證本調理劑在每個處理里與土壤均勻混合。

2.3? ? ? 試驗田塊基礎信息

地理位置： 湖南省慈利縣通津鋪鎮(zhèn)葵花臺村。一季水稻田，肥力中等、有機質含量30g/kg以下、田間地下水位高 ，排灌方便。

土壤理化特性：土壤pH值5.43（采集5個樣品，pH值分別為5.42、5.39、5.41、5.47、5.46），偏酸性? 有機質23～26g/kg。

土壤背景Cd經測定全鎘0.582mg/kg，活性鎘0.371mg/kg，高于土壤環(huán)境質量國家標準GB15618-2008中的土壤無機污染物的環(huán)境質量第二級標準0.25（pH值≤5.5）和0.3mg/kg（pH>5.5～6.5）屬土壤鎘中度污染風險。

2.4? ? ? 試驗設計和方法

2.4.1? ? ? 試驗設計

試驗設3個處理，3次重復，共9個小區(qū)，小區(qū)外設保護行，隨機區(qū)組排列，小區(qū)間設隔離埂，各小區(qū)之間田埂用塑料薄膜鋪蓋至田面30cm以下，防止小區(qū)間串水串肥。小區(qū)面積24m2/小區(qū)×9個小區(qū)=216 m2。

處理1：常規(guī)施肥（對照）。

處理2：常規(guī)施肥+基施亞科豐土壤調理劑產品100kg。

處理3：常規(guī)施肥+基施亞科豐土壤調理劑產品200kg。

2.4.2? ? ? 試驗方法

試驗在常規(guī)施肥的基礎上進行。常規(guī)施肥為每667m2底施40%復合肥25kg，追施尿素7.5kg。按試驗方案的要求在整地劃分小區(qū)后將供試肥料施入各小區(qū)。各小區(qū)間，用覆有優(yōu)質塑料膜、具有一定高度的土埂嚴密隔離，以防水、肥串滲。試驗除按方案要求的施肥除外，其他管理措施同一般水稻田生產。

3? ? ? 試驗結果與分析

通過試驗區(qū)整體觀察，土壤調理劑起到了改善土質，使酸化、鹽化、板結、施肥過度的土壤恢復活力的作用，稻谷的檢測結果也表明：“亞科豐”土壤調理劑不但能提高作物產量，改善品質，減少落花落果，提高結實率，提早采收及延長采摘期，增加果實營養(yǎng)水平，商品性好，而且能有效降低農田重金屬的活性，減少水稻對土壤鎘的吸收，達到安全生產的目標。詳細的試驗結果數據分析如下。

3.1? ? “亞科豐土壤調理劑”對土壤pH值的影響

從表2可以看出，處理2、處理3與處理1相比，土壤的pH值分別提高了0.61、0.83個單位。與施肥前的土壤相比，處理2、處理3土壤pH值在收獲時分別提高了0.63、0.85個單位。通過基施亞科豐土壤調理劑，有效地改變了酸性土壤的酸度，而且該土壤調理劑的調酸作用可以隨著施用量的增大而逐漸提高。

3.2? ?“亞科豐土壤調理劑”對水稻植株各部位Cd含量的影響

從表3可以看出，處理2、處理3與處理1相比，水稻根部Cd含量分別降低0.453mg/kg、0.466 mg/kg，莖部Cd含量分別降低0.41 mg/kg、0.439 mg/kg，葉部Cd含量分別降低0.231 mg/kg、0.246 mg/kg，稻米Cd含量分別降低0.20 mg/kg、0.23 mg/kg。處理2、處理3與處理1相比，在稻米上表現出的降隔幅度分別為51.27%、57.62%，未施用鈣鎂硅土壤調理劑一季稻（處理1），其大米的鎘含量為0.472mg/kg，遠高于大米國家標準鎘含量限定值0.20mg/kg。該鈣鎂硅土壤調理劑對鎘的抑制作用隨著施用量的增多而逐漸顯著增加。

4? ? ? 試驗結論

試驗結果表明，亞科豐土壤調理劑對試驗稻田土壤的酸度和Cd污染都有較為顯著的正面調理效果;在調節(jié)土壤pH值升高的同時，使土壤中的Cd從活性高的水溶態(tài)或可交換態(tài)被鈍化固定。而且數據顯示，隨著施用量的增加而效果越發(fā)顯著。每667m2施用鈣鎂硅土壤調理劑100kg（處理2）、200kg（處理3），與對照相比，稻米中鎘含量降幅分別為51.27%、57.62%，降鎘效果顯著。連續(xù)施用亞科豐土壤調理劑，是否對土壤中重金屬離子有固化效果尚待進一步試驗考察。本試驗結果表明“亞科豐土壤調理劑”在重金屬污染稻田的降鎘處理上是有效的，每667m2施100kg該調理劑能達到較為理想的降鎘效果，經濟投入上也是能夠接受的。

參考文獻

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