不同農(nóng)藝措施對雙季稻植株地上部鎘積累的影響

祝志娟，傅志強

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128)

水稻是我國重要的糧食作物之一，也是對鎘的吸收和積累較強的作物。鎘作為五大重金屬污染元素之一，對人體健康具有高度危害[1]。土壤中的鎘在水稻生長過程中經(jīng)根系吸收通過莖、葉轉(zhuǎn)運至稻谷，再經(jīng)食物鏈進入人體，富集量超過一定程度會對人體產(chǎn)生嚴重的危害。有研究表明，采用農(nóng)藝措施能降低水稻對鎘的吸收和稻米中鎘的積累，從而減少人體對鎘的攝入，這對于確保糧食安全具有重要意義[2]。目前，常用的降鎘農(nóng)藝措施主要為采用低鎘積累水稻品種、噴施葉面肥等阻鎘劑、施用土壤調(diào)節(jié)劑、優(yōu)化水分管理等4類。采用低鎘品種是基于不同水稻品種對土壤中鎘的富集存在很大差異，如金優(yōu)899的鎘富集系數(shù)是兩優(yōu)42的1.89倍[3]，稻米鎘積累量與水稻產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，秈米中鎘濃度顯著高于粳米[4]。噴施葉面肥主要是利用硒與鎘的拮抗作用，在水稻破口前12～21 d進行含硒葉面肥的噴施，能顯著降低輕中度鎘污染土壤區(qū)稻米鎘含量[5]，但對重度鎘污染土壤區(qū)稻米鎘含量無顯著降低效果[6]。施用土壤調(diào)節(jié)劑如鈣鎂磷肥、生石灰、生物炭、硅肥等，能降低土壤中有效鎘含量，其原理主要是通過降低重金屬在土壤中的移動性，實現(xiàn)重金屬的原位鈍化，以達到土壤鎘污染修復(fù)和降低植株鎘積累量的目的[7]。優(yōu)化水分管理是通過田間水分管理來降低土壤中鎘的活性以達到降鎘的目的，全程淹水、間歇灌溉都能降低土壤中鎘的生物有效性及稻米、莖稈中的鎘含量[8]。目前，關(guān)于農(nóng)藝措施對水稻鎘積累的影響研究主要集中于土壤改良劑[9-19]、含硒葉面肥[5-6,20-25]及VIP(綜合降鎘)[26-31]措施對水稻降鎘的效果方面。胡雪芳等[16]研究表明，與對照(無機類土壤改良劑材料海泡石、有機類土壤改良劑材料生物炭)相比，施用167～333 kg/hm2的新型交聯(lián)改性甲殼素能夠顯著降低土壤中的有效鎘含量和水稻籽粒鎘含量，降幅分別為29.73%～43.24%和44.75%～64.02%[16]。李智鳴等[20]研究表明，與清水對照相比，施用 5 種葉面肥均可有效降低稻米鎘含量，其中，施用維谷康、鎘無憂、納米硒和噴噴富后稻米鎘含量均低于糙米鎘含量的限值(0.2 mg/kg)，降幅分別為66.6%、62.8%、61.4%和42.5%，施用興萬紅后降鎘幅度為9.5%。黃太慶等[21]研究表明，在水稻破口前15～10 d，與清水對照相比，不同葉面肥配方、用量及噴施時期處理均能顯著降低水稻精米的鎘含量。王蜜安等[26]研究表明，與常規(guī)管理相比，VIP+噴施硒肥、VIP+噴施硒肥和生物菌肥處理降鎘效果顯著。張文[27]研究表明，VIP 處理能顯著降低重度鎘污染區(qū)酸性和微酸性土壤環(huán)境下糙米鎘含量，降低幅度為 12.28%～48.86%。唐金花[31]研究發(fā)現(xiàn)，從經(jīng)濟效益和稻米降鎘效果來看，種植低鎘水稻品種+優(yōu)化水分管理+撒施石灰修復(fù)技術(shù)組合是降低重金屬污染農(nóng)田稻米鎘含量的最佳推廣模式，但降鎘成本相應(yīng)增加，未能大面積推廣。目前，關(guān)于不同農(nóng)藝措施的比較研究主要側(cè)重于同類農(nóng)藝措施的不同施加物和不同施加量方面，如不同土壤調(diào)節(jié)劑對稻米鎘含量的影響[14]、不同配方含硒葉面肥對水稻富硒降鎘的影響[6]，尚沒有關(guān)于不同類型農(nóng)藝措施對水稻植株鎘積累影響的對比分析研究。研究表明，鎘對水稻植株的毒害作用隨生育進程的推進而減弱[32]，水稻分蘗期以后對鎘的耐性和解毒能力增強[33]。史靜等[34]研究表明，水稻對鎘的吸收因不同生育時期而異，主要集中在分蘗期和成熟期。彭歐等[35]研究認為，應(yīng)該在水稻抽穗期、灌漿期以前使用葉面阻控劑或者進行控水處理阻止水稻穗部對鎘的吸收。為此，通過施用1 000 kg/hm2生物炭、2 000 kg/hm2生物炭、葉面肥及控水4種措施，對兩季水稻共4個品種齊穗期到成熟期植株各部位鎘含量進行比較分析，探索不同農(nóng)藝措施對不同生育時期水稻植株地上部鎘積累的影響，以期為湖南省鎘污染稻田雙季稻降鎘農(nóng)藝措施的選擇提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗于2016年4—11月在湖南省長沙市長沙縣北山鎮(zhèn)榮和橋社區(qū)(112°56′15″E、27°54′55″N)進行。該地處于東亞季風區(qū)，屬于亞熱帶季風濕潤氣候，氣候溫和，熱量充足，降雨充沛，日照較足，四季分明。氣溫春季15～25 ℃，夏季18～36 ℃，冬季5～15 ℃。常年降雨量1 000～1 200 mm。試驗前土壤含有機質(zhì)20.98 g/kg、全氮2.58 g/kg、全磷0.66 g/kg、全鉀16.40 g/kg、全鎘0.78 mg/kg、有效態(tài)鎘0.11 mg/kg，pH值為6.23。

供試水稻品種：早稻為常規(guī)稻中早39和雜交稻陸兩優(yōu)996，晚稻為常規(guī)稻湘晚秈13號和雜交稻豐源優(yōu)299。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，以常規(guī)栽培為對照，設(shè)置4種不同的農(nóng)藝措施，生物炭1：施用1 000 kg/hm2生物炭；生物炭2：施用2 000 kg/hm2生物炭；葉面肥：噴施葉面肥；控水：四周開溝保持田面濕潤無積水。每個處理3次重復(fù)，共30個小區(qū)，小區(qū)面積為20 m2。其中，生物炭與基肥一同施入，葉面肥為由20 g/L亞硒酸鈉、400 mL/海藻硅配制的含硒葉面肥噴施劑，施用量為1 500 mL/hm2，稀釋400倍噴施，于水稻移栽后7 d以及齊穗期噴施。小區(qū)田埂覆膜，單排單灌。早稻于3月25日播種，4月20日人工移栽；晚稻于6月20日播種，7月15日人工移栽。除控水處理外，其他處理的田間管理均一致。病蟲害管理按當?shù)氐母弋a(chǎn)栽培技術(shù)措施進行。具體施肥情況見表1。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 于成熟期，在每小區(qū)中心選取5 m2測產(chǎn)，并根據(jù)連續(xù)20篼水稻的平均有效穗數(shù)取10蔸用于考查有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量，其余單打單收，曬干，測定稻谷質(zhì)量和含水量，再折算成含水量13.5%的實際產(chǎn)量。

1.3.2 鎘含量 在齊穗期，采用掛牌的形式標記一定數(shù)量的稻穗，并于齊穗期、齊穗后5 d、齊穗后10 d、齊穗后15 d、齊穗后20 d、成熟期，將其莖、葉、穗分別進行烘干，然后將谷殼與糙米分開，分別進行粉碎，經(jīng)混酸(V硝酸∶V高氯酸=3∶1)消解后用原子吸收分光光度計進行鎘含量的測定。

地上部(不包含糙米)鎘含量的計算：先根據(jù)水稻莖、葉、穗鎘含量及每篼水稻對應(yīng)部位的干質(zhì)量計算出每篼水稻的總鎘含量，再根據(jù)株行距按25篼/m2計算出單位面積的水稻植株地上部鎘含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010進行數(shù)據(jù)整理和制圖，SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同農(nóng)藝措施對水稻產(chǎn)量的影響

2.1.1 早稻 由表2可知，對于早稻中早39來說，產(chǎn)量表現(xiàn)為葉面肥>生物炭2>生物炭1>控水>對照，農(nóng)藝措施處理較對照提高1.74%～18.80%。其中,葉面肥處理水稻產(chǎn)量最高，為6.13 t/hm2，顯著高于控水處理和對照，分別高出16.76%和18.80%；2個生物炭處理與其他處理差異均不顯著。不同處理間穗數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量均無顯著差異。穗粒數(shù)也以葉面肥處理最高，為110.38粒，顯著高于生物炭2處理和對照，分別提高10.82%和10.77%。

對于早稻陸兩優(yōu)996來說(表2)，產(chǎn)量表現(xiàn)為控水>生物炭1>葉面肥>生物炭2>對照，農(nóng)藝措施處理之間無顯著差異，但均顯著高于對照，分別較對照提高14.36%、14.19%、12.28%、11.59%。水稻穗數(shù)表現(xiàn)為控水>葉面肥>生物炭2>對照>生物炭1，其中，控水處理與葉面肥處理間差異不顯著，但均顯著高于對照和生物炭1處理，分別較對照提高13.54%和9.13%。穗粒數(shù)表現(xiàn)為生物炭1>生物炭2>葉面肥>控水>對照，其中生物炭1、生物炭2、葉面肥這3個處理間差異不顯著，且均顯著高于對照，增幅為13.33%～20.18%。不同處理間結(jié)實率和千粒質(zhì)量差異均不顯著。

表2 不同農(nóng)藝措施對水稻產(chǎn)量的影響Tab.2 Effects of different agronomic measures on rice yield

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示同一品種不同處理之間的差異顯著(P<0.05)，下同。

Note:Different lowercase letters whin a column indicate significant differences among different treatments of the same variety(P<0.05)，the same below.

2.1.2 晚稻 由表2可知，對于晚稻來說，不同處理間產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的差異均不顯著。其中，湘晚秈13號產(chǎn)量表現(xiàn)為葉面肥>生物炭1>控水>生物炭2>對照，不同農(nóng)藝措施較對照提高3.27%～13.25%；豐源優(yōu)299的產(chǎn)量表現(xiàn)為控水>葉面肥>生物炭1>生物炭2>對照，不同農(nóng)藝措施較對照提高3.54%～6.08%。

2.2 不同農(nóng)藝措施對水稻植株鎘含量的影響

2.2.1 地上各部位

2.2.1.1 中早39 由表3可知，對于早稻中早39來說，除葉面肥處理莖鎘含量表現(xiàn)為從齊穗期到成熟期逐漸升高外，其他各處理莖鎘含量均表現(xiàn)為從齊穗期到齊穗后20 d逐漸升高，但都在成熟期大幅降低，降幅為19.74%～62.56%，其中控水處理的降幅最大，為62.56%。從水稻齊穗期到齊穗后20 d，控水處理莖鎘含量均高于其他各處理，且除齊穗后10 d外，差異均達到顯著水平。與對照相比，生物炭1、生物炭2、葉面肥這3個處理的莖鎘含量在齊穗后5 d到20 d均低于對照，且在齊穗后20 d達到顯著水平，降幅為29.32%～42.86%。水稻成熟期各處理莖鎘含量表現(xiàn)為葉面肥>對照>生物炭2>生物炭1>控水，其中，葉面肥處理莖鎘含量最高，為5.75 mg/kg，顯著高于生物炭1、生物炭2、控水處理，增幅為57.10%～85.48%，但與對照無顯著差異；控水處理莖鎘含量最低，為3.10 mg/kg，較對照顯著降低30.49%；生物炭1、生物炭2處理與對照均無顯著差異。

對于中早39葉鎘含量來說(表3)，齊穗期到成熟期，各處理均表現(xiàn)為先增后減再增的變化趨勢。齊穗期至齊穗后20 d，各處理水稻葉鎘含量間均無顯著性差異。成熟期，葉鎘含量表現(xiàn)為葉面肥>對照>控水>生物炭2>生物炭1，其中，葉面肥處理葉鎘含量最高，為2.33 mg/kg，顯著高于其他處理，較對照增加了113.76%；其他農(nóng)藝措施處理均低于對照，農(nóng)藝措施之間及農(nóng)藝措施與對照之間均無顯著差異。

對于中早39谷殼鎘含量來說(表3)，齊穗期到成熟期，各處理總體均表現(xiàn)為先增加后減少的變化趨勢。齊穗期、齊穗后5 d，控水處理谷殼鎘含量顯著高于其他處理，與對照相比，分別提高245.71%、86.67%，其他農(nóng)藝措施處理均與對照無顯著差異。齊穗后10 d以控水處理的谷殼鎘含量最高，齊穗后15 d以對照最高，齊穗后20 d以生物炭2處理最高，但各處理間均無顯著差異。成熟期，除控水處理外，生物炭1、生物炭2、葉面肥處理谷殼鎘含量均顯著低于對照，分別較對照降低46.24%、44.09%、32.26%；控水處理與對照及其他農(nóng)藝措施間均無顯著差異。

表3 不同農(nóng)藝措施對早稻中早39植株地上各部位鎘含量的影響 Tab.3 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of early rice Zhongzao 39 mg/kg

2.2.1.2 陸兩優(yōu)996 由表4可知，對于早稻陸兩優(yōu)996來說，齊穗期到成熟期，葉面肥處理莖鎘含量表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢。齊穗期和齊穗后5 d，控水處理的莖鎘含量顯著高于其他處理，其他4個處理間均無顯著差異。齊穗后10 d，控水處理莖鎘含量最高，顯著高于除對照外的其他處理。齊穗后15 d，生物炭2處理的莖鎘含量最低，顯著低于控水處理和對照，較對照降低33.84%。齊穗后20 d，生物炭2處理的莖鎘含量仍最低，且顯著低于其他4個處理，較對照降低30.87%。成熟期，莖鎘含量表現(xiàn)為對照>葉面肥>控水>生物炭1>生物炭2，其中對照與葉面肥處理間差異不顯著，但均顯著高于其他3個處理；生物炭1、生物炭2、控水處理的莖鎘含量分別較對照降低47.94%、51.33%、39.23%。

對于早稻陸兩優(yōu)996葉鎘含量來說(表4)，齊穗期和齊穗后15 d，各處理間無顯著性差異。齊穗后5 d，葉面肥處理葉鎘含量最低，生物炭1處理最高，兩者差異顯著，但均與對照無顯著差異。齊穗后10 d，控水處理葉鎘含量最高，較對照顯著提高35.62%；生物炭1和生物炭2處理較低，分別較對照顯著降低34.25%和39.73%。齊穗后20 d，生物炭1處理葉鎘含量最高，顯著高于其他處理，較對照提高80.00%,其他處理間無顯著差異。成熟期，葉鎘含量表現(xiàn)為對照>葉面肥>控水>生物炭1>生物炭2，其中，生物炭1和生物炭2處理分別較對照顯著降低56.83%和61.87%。

對于早稻陸兩優(yōu)996谷殼鎘含量來說(表4)，齊穗期到成熟期，各處理總體表現(xiàn)為先增后減的趨勢。齊穗期到齊穗后15 d，控水處理谷殼鎘含量顯著高于其他處理；齊穗后5 d到15 d，葉面肥處理谷殼鎘含量總體上均為最低，顯著低于對照；齊穗后20 d，各處理谷殼鎘含量間無顯著差異；成熟期，谷殼鎘含量表現(xiàn)為生物炭1>對照>生物炭2>控水>葉面肥，其中生物炭1處理與葉面肥和控水處理間差異顯著，分別較葉面肥和控水處理提高55.74%和48.44%。

表4 不同農(nóng)藝措施對早稻陸兩優(yōu)996植株地上各部位鎘含量的影響 Tab.4 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of early rice Luliangyou 996 mg/kg

2.2.1.3 湘晚秈13號 由表5可知，對于晚稻湘晚秈13號來說，齊穗期到成熟期，各處理莖鎘含量均表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢。齊穗期生物炭2和控水處理的莖鎘含量無顯著差異，但均顯著高于其他3個處理，分別較對照提高89.03%和82.54%。齊穗后10 d，農(nóng)藝措施處理莖鎘含量間無顯著差異，但均顯著低于對照，生物炭2處理最低，較對照降低48.69%。齊穗后15 d，控水處理莖鎘含量顯著低于生物炭1、葉面肥、對照3個處理，較對照降低31.96%。齊穗后20 d和成熟期，各處理莖鎘含量均以葉面肥處理最大，但均無顯著差異。

表5 不同農(nóng)藝措施對晚稻湘晚秈13號植株地上各部位鎘含量的影響 Tab.5 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of late rice Xiangwanxian No.13 mg/kg

對于晚稻湘晚秈13號葉鎘含量來說(表5)，齊穗期到成熟期，各處理總體表現(xiàn)為波動增加的趨勢。齊穗期，控水處理的葉鎘含量與對照差異不顯著，但顯著高于其他3個處理，其他處理間差異不顯著。齊穗后10 d到20 d，各處理的葉鎘含量無顯著差異。成熟期，葉鎘含量表現(xiàn)為生物炭2>生物炭1>控水>葉面肥>對照，其中，生物炭2處理最高，顯著高于其他處理，較對照提高127.07%。

對于晚稻湘晚秈13號谷殼鎘含量來說(表5)，齊穗期到成熟期，各處理谷殼鎘含量總體表現(xiàn)為先減后增的趨勢。齊穗期，農(nóng)藝措施處理谷殼鎘含量均低于對照，其中，生物炭1和控水處理達到顯著水平。齊穗后10 d到20 d，各處理谷殼鎘含量均無顯著差異。成熟期，谷殼鎘含量表現(xiàn)為葉面肥>對照>生物炭1>生物炭2>控水，其中，生物炭2和控水處理谷殼鎘含量較低，分別較對照顯著降低31.62%和38.25%，其他處理間差異不顯著。

2.2.1.4 豐源優(yōu)299 由表6可知，對于晚稻豐源優(yōu)299來說，齊穗期到成熟期，各處理莖鎘含量總體表現(xiàn)為增加的趨勢。齊穗期，農(nóng)藝措施處理莖鎘含量間無顯著差異，但均顯著低于對照，較對照降低24.23%～37.61%。齊穗后10 d，生物炭1處理的莖鎘含量最低，顯著低于其他處理，較對照降低34.22%，其他農(nóng)藝措施處理與對照無顯著差異。齊穗后15 d，各處理間無顯著差異。齊穗后20 d，各農(nóng)藝措施處理莖鎘含量均低于對照，其中，生物炭1、生物炭2、葉面肥3個處理顯著低于對照和控水處理，較對照降低30.08%～41.96%，控水處理與對照無顯著差異。成熟期，各處理莖鎘含量表現(xiàn)為葉面肥>控水>對照>生物炭1>生物炭2，其中，葉面肥處理顯著高于除控水處理外的其他處理，較對照提高15.54%，而生物炭1和生物炭2處理顯著低于對照，分別較其降低19.17%和37.84%。

表6 不同農(nóng)藝措施對晚稻豐源優(yōu)299植株地上各部位鎘含量的影響 Tab.6 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of late rice Fengyuanyou 299 mg/kg

對于晚稻豐源優(yōu)299葉鎘含量來說(表6)，齊穗期到成熟期，各處理的葉鎘含量整體表現(xiàn)為增加的趨勢。齊穗期到齊穗后20 d各處理葉鎘含量無顯著差異。成熟期，葉鎘含量表現(xiàn)為對照>控水>生物炭1>生物炭2>葉面肥，其中，生物炭1、生物炭2、葉面肥處理與對照差異達到顯著水平，分別較對照降低45.23%、48.98%、53.00%。

對于晚稻豐源優(yōu)299谷殼鎘含量來說(表6)，齊穗期到成熟期，各處理的谷殼鎘含量整體表現(xiàn)先增后減再增的變化趨勢。齊穗期，葉面肥處理谷殼鎘含量與對照無顯著差異，但二者均顯著高于生物炭1和生物炭2處理。齊穗后10 d和15 d，各處理的谷殼鎘含量無顯著差異。齊穗后20 d和成熟期，對照的谷殼鎘含量顯著高于其他各處理，其他處理間無顯著差異，其中，成熟期谷殼鎘含量表現(xiàn)為生物炭1<生物炭2<葉面肥<控水<對照。

2.2.2 地上部總體 由表7可知，齊穗前，水稻植株鎘積累量以控水處理最高，在早稻品種中表現(xiàn)為控水處理顯著高于其他處理；在晚稻湘晚秈13號中表現(xiàn)為控水處理顯著高于生物炭1處理，與其他處理間無顯著差異；在晚稻豐源優(yōu)299中表現(xiàn)為控水處理顯著高于生物炭1處理和對照，與其他處理無顯著差異。齊穗后，水稻植株鎘積累量，早稻以葉面肥處理最高，晚稻以對照最高。水稻植株全生育期鎘積累量，在早稻中早39中表現(xiàn)為葉面肥>生物炭2>對照>控水>生物炭1，各處理間無顯著差異；在雜交早稻陸兩優(yōu)996中表現(xiàn)為葉面肥>對照>生物炭1>控水>生物炭2，其中，生物炭2處理較對照顯著降低31.50%，其他農(nóng)藝措施處理與對照均無顯著差異；在常規(guī)晚稻湘晚秈13號中表現(xiàn)為對照>控水>葉面肥>生物炭1>生物炭2，其中，生物炭2處理較對照顯著降低28.91%，其他農(nóng)藝措施處理與對照間無顯著差異；在雜交晚稻豐源優(yōu)299中表現(xiàn)為對照>葉面肥>控水>生物炭2>生物炭1，其中，生物炭1和生物炭2處理分別較對照顯著降低24.45%和22.83%，其他農(nóng)藝措施處理與對照間均無顯著差異。

2.3 不同農(nóng)藝措施對水稻糙米鎘含量的影響

2.3.1 早稻 由表8可知，對于中早39來說，控水處理的糙米鎘含量在齊穗后10 d和齊穗后15 d均顯著高于其他處理，分別較對照提高54.19%和23.14%，其他處理間無顯著差異；齊穗后20 d，控水處理的糙米鎘含量與對照無顯著差異，但兩者均顯著高于其他3個處理，其他3個處理間無顯著差異；成熟期，各處理糙米鎘含量無顯著差異。

對于陸兩優(yōu)996來說(表8)，控水處理的糙米鎘含量在齊穗后10 d和15 d均顯著高于其他各處理，分別較對照提高27.53%和62.44%，其他處理間總體無顯著差異；齊穗后20 d，各處理間無顯著差異；成熟期，糙米鎘含量表現(xiàn)為葉面肥>對照>控水>生物炭2>生物炭1，其中，葉面肥處理較生物炭1、生物炭2處理分別顯著提高60.54%、54.25%，其他處理間無顯著差異。

2.3.2 晚稻 對于湘晚秈13號來說(表8)，齊穗后15 d，生物炭1和葉面肥處理的糙米鎘含量間無顯著差異，但均顯著高于其他各處理，分別較對照提高55.97%和40.00%；齊穗后20 d，生物炭1、生物炭2和控水處理的糙米鎘含量均顯著低于對照，較對照降低29.20%～38.99%，葉面肥處理與對照無顯著差異；成熟期，糙米鎘含量表現(xiàn)為葉面肥>對照>控水>生物炭1>生物炭2，其中生物炭1和生物炭2分別較對照顯著降低18.18%和24.14%，其他農(nóng)藝措施處理與對照無顯著差異。

對于豐源優(yōu)229來說(表8)，齊穗后15 d，生物炭1和控水處理的糙米鎘含量較低，均顯著低于對照，其他農(nóng)藝措施處理與對照無顯著差異；齊穗后20 d，農(nóng)藝措施處理糙米鎘含量均顯著低于對照，較對照降低30.97%～35.31%；成熟期，糙米鎘含量表現(xiàn)為控水>對照>葉面肥>生物炭2>生物炭1，其中，生物炭1和生物炭2處理與對照差異顯著，分別較對照降低39.76%和26.40%，其他農(nóng)藝措施處理與對照無顯著差異。

表8 不同農(nóng)藝措施對水稻糙米鎘含量的影響 Tab.8 Effects of different agronomic measures on Cd content of brown rice mg/kg

3 結(jié)論與討論

3.1 不同農(nóng)藝措施對水稻產(chǎn)量的影響

4種農(nóng)藝措施均使水稻產(chǎn)量有所增加。研究表明，施加生物炭能顯著增加水稻產(chǎn)量[36-37]。4種農(nóng)藝措施顯著增加雜交早稻陸兩優(yōu)996稻谷產(chǎn)量11.59%～14.36%，但對2個晚稻品種的稻谷產(chǎn)量無顯著影響。也有研究表明，生物炭對水稻沒有顯著的增產(chǎn)作用[38-39]，這與本研究早稻中早39和2個晚稻品種的產(chǎn)量表現(xiàn)結(jié)果相一致。噴施葉面肥對水稻增產(chǎn)的作用在一定范圍內(nèi)隨著葉面肥濃度的增加而增加[23]，本研究葉面肥處理顯著增加常規(guī)早稻中早39當季產(chǎn)量18.80%。張麗娜等[40]的研究表明，全程淹水的栽培條件具有一定的產(chǎn)量水平；沈欣等[41]研究認為，全生育期淹水灌溉也能在一定程度上提高水稻產(chǎn)量，但與對照沒有顯著性差異；全生育期濕潤灌溉水稻產(chǎn)量較全生育期常規(guī)淹水灌溉顯著增加[42]。本研究結(jié)果表明，控水處理的水稻產(chǎn)量較對照有所增加，顯著增加早稻陸兩優(yōu)996的稻谷產(chǎn)量達14.36%，但對其他3個品種的產(chǎn)量影響不顯著，這與前人的研究結(jié)果相一致。

3.2 不同農(nóng)藝措施對水稻鎘積累的影響

不同水稻品種對鎘的吸收積累具有顯著性差異，表現(xiàn)為秈型雜交稻>粳型雜交稻>常規(guī)秈稻>常規(guī)粳稻，且水稻植株各部位的鎘含量與水稻類型相關(guān)性顯著，其中糙米的鎘含量呈現(xiàn)出雜交稻大于常規(guī)稻的趨勢[43]。本試驗中葉面肥、對照、控水處理的糙米鎘含量在早晚稻中均表現(xiàn)出雜交稻大于常規(guī)稻，生物炭1處理則與之相反，說明施用2 000 kg/hm2生物炭對雜交稻的鎘吸收有一定的阻控作用。土壤中的鎘經(jīng)根系進入植株，水稻根鎘積累量最高。有研究認為，水稻中糙米的鎘含量最低，呈現(xiàn)糙米、莖、葉、根逐漸增大的趨勢[44-45]。而賀慧等[46]認為，水稻中葉的鎘含量最低，呈現(xiàn)葉、穗、莖、根逐漸增大的趨勢。本試驗中，早晚稻植株地上部均為莖的鎘含量最高，葉的鎘含量最低，試驗結(jié)果與賀慧等[46]的相一致。本試驗4種農(nóng)藝措施中葉面肥處理的水稻莖鎘含量在早、晚稻中均表現(xiàn)最高，葉面肥處理的水稻葉鎘含量在早稻中表現(xiàn)為最高，在晚稻中表現(xiàn)為最低，而2個生物炭處理的水稻莖、葉、谷殼鎘含量在早、晚稻中都相對較低。說明4種農(nóng)藝措施中，噴施葉面肥能阻控晚稻葉對鎘的吸收，但會增加早稻葉對鎘的吸收，增施生物炭則不利于植株對鎘的吸收。水稻植株全生育期鎘積累量表現(xiàn)為：葉面肥處理在早稻中最高，對照在晚稻中最高，其中生物炭2處理的植株鎘積累量在早、晚稻的雜交稻品種中表現(xiàn)為顯著低于對照，分別低31.50%和22.83%。2個生物炭處理的糙米鎘含量在早、晚稻中均最低，在雜交早稻陸兩優(yōu)996中顯著低于葉面肥處理，平均低了18.84%。2個生物炭處理的糙米鎘含量在晚稻中顯著低于對照和葉面肥處理，分別平均低了24.45%和23.66%。各處理對常規(guī)早稻中早39的植株鎘積累量和糙米鎘含量均無顯著影響。說明增施生物炭能降低水稻尤其是晚稻植株的鎘積累量和糙米鎘含量，而對于低鎘品種中早39來說，各種農(nóng)藝措施處理對水稻植株鎘積累量和糙米鎘含量均無顯著影響。

綜上所述，本研究認為葉面阻控劑不能阻控糙米對鎘的積累，而生物炭處理有效降低了糙米中的鎘含量，且在晚稻品種中表現(xiàn)出顯著性差異。原因可能是稻田中施加生物炭，提高了土壤pH值，降低重金屬在土壤中的移動性，實現(xiàn)重金屬的原位鈍化，減少水稻根系對鎘的吸收和積累，控制了土壤中鎘進入植株的流量，從而降低了水稻植株中鎘的積累量，以達到縮源截流的效果。通過對本研究結(jié)果的分析，可以提出原位鈍化降鎘比葉面阻控降鎘效果更好更可靠的設(shè)想，具體結(jié)論仍需進一步深入比較研究。