稻田鎘污染VIP+n修復(fù)技術(shù)模式大面積示范效果

（衡東縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南衡東 421400）

水稻是我國的主要糧食作物之一。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)廢棄物的排放以及化肥和農(nóng)藥等的不合理施用，農(nóng)田鎘污染情況逐漸加?。?］。稻田土壤鎘污染不但會影響水稻的生長發(fā)育，更影響稻米的產(chǎn)量和品質(zhì)，稻米鎘含量超標(biāo)會影響人類健康［2～5］。2014年以來，湖南省的稻米中以鎘為主的重金屬超標(biāo)問題，引起了全社會的關(guān)注。2016年，筆者在衡東縣大浦鎮(zhèn)三才村開展了VIP+n修復(fù)技術(shù)模式標(biāo)準(zhǔn)化示范，探索重金屬污染耕地修復(fù)治理技術(shù)模式，構(gòu)建VIP+n修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、區(qū)域化、本土化的修復(fù)治理樣板，以形成可復(fù)制、可推廣的重金屬污染耕地修復(fù)技術(shù)體系，為全面修復(fù)治理重金屬污染耕地提供技術(shù)支撐和修復(fù)技術(shù)模式。

1 技術(shù)與方法

1.1 示范片基本情況

2016年度VIP+n修復(fù)技術(shù)模式標(biāo)準(zhǔn)化大面積示范片位于衡東縣大浦鎮(zhèn)三才村，稻田面積100 hm2，示范片內(nèi)基礎(chǔ)條件好、地勢開闊，稻田集中連片，雙季稻比例達90%，農(nóng)田排灌、機耕道等基礎(chǔ)設(shè)施較好。2005年進行了標(biāo)準(zhǔn)化良田建設(shè)，非潛育化稻田所占比例90%以上，能適應(yīng)大型農(nóng)機作業(yè)。環(huán)境條件達到要求，周邊區(qū)域無明顯重金屬污染源，污染程度相對均勻。試驗前稻田土壤取樣檢測，土壤全鎘含量均值0.330 mg/kg、有效鎘均值0.149 g/kg、pH5.74、陽離子交換量13.0 cmol/kg、有機質(zhì)41.98 g/kg。灌溉水為天然水和水庫水，灌溉水系相同，水源充足，水質(zhì)符合國家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可保證全生育期淹灌需要。

1.2 VIP+n修復(fù)技術(shù)

全面統(tǒng)一推廣VIP+n修復(fù)治理技術(shù)模式，即“低鎘品種+淹灌+石灰+土壤調(diào)理劑+葉面阻控劑+翻耕”組合技術(shù)模式。

（1）種植鎘低積累水稻品種。根據(jù)衡東縣生態(tài)氣候條件及種植習(xí)慣，從湖南省《應(yīng)急性鎘低積累水稻品種指導(dǎo)目錄》中選擇早稻品種株兩優(yōu)189，于3月15～20日以合作社為主體集中育秧，4月10～15日拋秧或機插；選擇晚稻品種C兩優(yōu)266，于7月8～15日插秧。

（2）施用生石灰。采購200 t生石灰粉（CaO含量82%以上，鎘含量0.232 mg/kg），在早稻移栽前的3月12～16日組織專業(yè)人員，按3000 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)一次性均勻撒施到稻田中，接著翻耕。

（3）翻耕改土。按照《稻田鎘污染修復(fù)治理翻耕改土技術(shù)規(guī)程》，在3月12～16日稻田施用生石灰后，用大型帶鏵拖拉機統(tǒng)一翻耕15～20 cm，將稻田表層土壤翻埋到底層。

（4）施用土壤調(diào)理劑。從湖南省農(nóng)業(yè)委員會推薦的降鎘效果明顯、經(jīng)濟適用的產(chǎn)品中，選擇湖南潤邦生物工程有限公司生產(chǎn)的“湘潤邦”土壤調(diào)理劑（CaO≥25%、SiO≥20%、K2O+P2O5≥3%），于4月1～10日按每公頃2250 kg施入稻田，隨即整田、拋秧或機插。

（5）淹水灌溉。按照《稻田鎘污染修復(fù)治理水稻田間水分管理技術(shù)規(guī)程》統(tǒng)一實施。早稻在5月至7月1日全面實施淹水灌溉，晚稻在8月至10月5日全面實施淹水灌溉。期間保持田間有水層，直到收割前7 d左右自然落干，特別是在抽穗前20 d至抽穗后20 d內(nèi)保證田間有3 cm水層。

（6）噴施葉面阻控劑。從湖南省農(nóng)業(yè)委員會推薦的降鎘效果明顯且經(jīng)濟適用的產(chǎn)品中，購入“歸欣甲”葉面阻控劑（SiO≥20%、K2O≥8%，武漢市沃農(nóng)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)）。早稻于5月25～30日和6月20～25日，晚稻于8月20～25日和9月25～30日，每次用2250 g/hm2結(jié)合病蟲害防治統(tǒng)一各噴施兩次。

1.3 比對試驗

在VIP+n修復(fù)技術(shù)模式標(biāo)準(zhǔn)化大面積示范片內(nèi)，按每6.67 hm2選擇1丘667～1500 m2的典型田塊，開展比對試驗。將每丘試驗田按“田”字型各均分為4塊，其中一塊為空白對照（CK），采用當(dāng)?shù)仄贩N，不采取任何降鎘措施，完全按當(dāng)?shù)啬Ｊ皆耘喙芾恚灰粔K采用低鎘品種+施用生石灰+土壤調(diào)理劑+葉面阻控劑（VIP+n）；一塊采用低鎘品種+施用生石灰+土壤調(diào)理劑（VIP）；一塊采用低鎘品種+葉面阻控劑（V+n）。

1.4 樣品采集和處理

示范片選點確定后，立即按照網(wǎng)格法每0.67 hm2設(shè)1個基礎(chǔ)采樣點位，共100個采樣點位。在每季水稻成熟期，在每個基礎(chǔ)采樣點位，按5點法“一對一”采集土壤和稻谷樣品。比對試驗丘塊，每丘田的各處理各布一個采樣點位，采樣時間及方法同示范片。

1.5 檢測項目

土樣檢測全鎘、有效態(tài)鎘、pH值；稻谷樣檢測精米含鎘量。

土壤鎘測試標(biāo)準(zhǔn)：GB/T17141-1997；檢測方法：石墨爐原子吸收分光光度法；檢測單位：廣電計量檢測（湖南）有限公司。

稻米鎘測試標(biāo)準(zhǔn)：GB5009.15-2014；檢測方法：電感耦合等離子體質(zhì)法；檢測單位：湖南省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心。

2 示范結(jié)果

2.1 土壤有效態(tài)鎘含量和pH值

根據(jù)100個點位檢測結(jié)果可見，稻田施用生石灰和土壤調(diào)理劑后，晚稻收獲期土壤有效態(tài)鎘含量為0.1599 mg/kg，比示范前的土壤有效態(tài)鎘含量0.1487 mg/kg增加0.0112 mg/kg，提高7.53%。100個點位中有58個點位土壤有效態(tài)鎘含量增加，占58.0%，減少的有31個點位，占31.0%，持平的11個點位，占11.0%（表1）。說明稻田經(jīng)過種植水稻后土壤有效態(tài)鎘有增加的風(fēng)險，施用生石灰和土壤調(diào)理劑可能并不會降低稻田土壤有效態(tài)鎘含量。晚稻收獲期土壤pH值為6.45，比處理前增加0.71，提高12.37%，且100個點位的土壤pH值都升高了，說明施用生石灰和土壤調(diào)理劑能提高稻田土壤pH值。

表1 示范片土壤有效態(tài)鎘含量和pH值檢測結(jié)果

續(xù)表1

2.2 稻米鎘含量

100個位點稻米檢測結(jié)果，早稻稻米鎘含量0.013～0.538 mg/kg，均值0.079 mg/kg，晚稻稻米鎘含量0.023～0.850 mg/kg，均值0.174 mg/kg，晚稻稻米鎘含量比早稻稻米鎘含量高0.095 mg/kg，高121.6%（表2）。按照GB2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中關(guān)于稻米鎘含量不得超過0.20 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)，早稻稻米鎘含量有94個點位合格，合格率為94.0%，晚稻稻米鎘含量有70個點位合格，合格率為70.0%。這說明早稻稻米鎘含量低于晚稻，合格率高于晚稻，修復(fù)技術(shù)達到了預(yù)期目標(biāo)，效果較為理想。

表2 示范片稻米鎘含量檢測結(jié)果 mg/kg

續(xù)表2

3 比對試驗結(jié)果分析

3.1 不同處理土壤有效態(tài)鎘含量和pH值

從表3可見，稻田施用生石灰和調(diào)理劑后土壤有效態(tài)鎘含量顯著低于沒有施生石灰和調(diào)理劑的處理，降低了27.3%；同時土壤pH值也顯著提高，提高了12.5%。

表3 不同處理土壤有效態(tài)鎘含量和p H值對比

3.2 不同處理對稻米鎘含量的影響

從表4可見，V+n、VIP、VIP+n技術(shù)模式與對照相比都有不同程度降低稻米鎘含量的效果，以VIP+n技術(shù)模式最顯著，早、晚稻米分別降低0.330、0.191 mg/kg，降低92.4%、72.1%，其次是VIP技術(shù)模式，其降鎘效果為79.8%、52.5%，兩處理的早晚稻米都符合GB2762-2012《食品中污染物限量》的規(guī)定（＜0.20 mg/kg）。

表4 比對試驗稻米鎘含量比較 mg/kg

4 小結(jié)與討論

（1）通過示范和比對試驗，VIP和VIP+n技術(shù)能降低稻米鎘含量。大面積示范中，早稻稻米合格率為94.0%，晚稻稻米合格率為70.0%，早稻稻米鎘含量低于晚稻，合格率高于晚稻。比對試驗中VIP+n技術(shù)模式效果最顯著，早、晚稻米鎘含量分別降低0.330、0.191 mg/kg，降低92.4%、72.1%。VIP+n修復(fù)技術(shù)降低稻米鎘含量效果達到了預(yù)期目標(biāo)，較為理想。這與王蜜安等［6］和陳東哲等［7］的結(jié)果相同。

（2）本試驗中，示范田施用生石灰和土壤調(diào)理劑不能降低稻田土壤有效態(tài)鎘，但比對試驗中可降低27.3%，因此施用生石灰和土壤調(diào)理劑能否降低稻田土壤有效態(tài)鎘，還需要深入研究。但可顯著提高土壤pH值，示范片100個點位樣品土壤pH值都有提高，提高12.37%，比對試驗土壤pH值提高12.5%。這與高云華等［8］和李伯平［9］研究結(jié)果相似。

（3）通過示范和比對試驗結(jié)果表明，在大面積范圍內(nèi)釆用VIP+n修復(fù)技術(shù)模式修復(fù)治理中、輕度鎘污染稻田，可有效地降低稻米鎘含量，以保障糧食生產(chǎn)的健康發(fā)展和質(zhì)量安全。