不同葉面阻控劑對(duì)水稻生長和安全利用的影響

摘要 為探索水稻生產(chǎn)適用的高效、可推廣的葉面阻控劑，本研究選用4種葉面阻控劑（黃腐酸鉀、硅肥、鋅肥和硒肥），探究其對(duì)水稻生長及產(chǎn)量的影響，以及對(duì)鎘在水稻各器官中的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響。結(jié)果表明，在水稻分蘗期和灌漿期分別噴施4種葉面阻控劑后，水稻株高、分蘗數(shù)和千粒重均有不同程度增加，與空白對(duì)照相比，葉面阻控劑處理的水稻產(chǎn)量較空白處理增產(chǎn)0.34%～4.83%。葉面阻控劑施用后，水稻根部、莖部、葉部和籽粒中的鎘含量均有所下降，所有處理籽粒中鎘含量均符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。綜合水稻產(chǎn)量與降鎘效果，建議在輕度鎘污染稻田采取葉面噴施硅肥技術(shù)措施阻控水稻鎘吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，以實(shí)現(xiàn)水稻安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 水稻產(chǎn)量；黃腐酸鉀；硅肥；安全利用技術(shù)；耕地安全

中圖分類號(hào) S511" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A" " 文章編號(hào) 1007-7731（2024）15-0001-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.001

Effects of different foliar inhibitors on rice growth and safe utilization

LEI Chunsong1" " ZHANG Sue1" " ZOU Wenhua2" " ZHONG Lijun3" " YE Zhengqian4

（1Suichang County Agricultural and Rural Bureau， Suichang 323300， China;2Agricultural Extension Service Center of Sanren Township， Suichang 323300， China;3Agricultural Extension Service Center of Jinzhu Town， Suichang 323300， China;4Zhejiang Agriculture and Forestry University/ Key Laboratory of Bioremediation of Soil Pollution in"Zhejiang Province， Hangzhou 311300， China）

Abstract To explore efficient and scalable foliar resistance control agents in rice production， 4 foliar inhibitors （potassium fulvic acid， silicon fertilizer， zinc fertilizer， and selenium fertilizer） were selected to investigate its effects on rice growth and yield， as well as the effect of accumulation and transport of cadmium in various organs of rice. The results showed that after spraying four foliar inhibitors during the tillering and grain filling stages of rice， the plant height， tiller number， and thousand grain weight of rice increased to varying degrees. Compared with the blank control， the yield of rice treated with foliar inhibitors increased by 0.34% to 4.83%. After the application of foliar inhibitors， the cadmium content in the roots， stems， leaves， and grains of rice decreased， and the cadmium content in all treated grains met the national food safety standards. Based on the comprehensive analysis of rice yield and cadmium reduction effect， it is recommended to adopt foliar spraying of silicon fertilizer technology in mildly cadmium polluted rice fields to control the absorption and transport of cadmium in rice and achieve safe rice production.

Keywords rice yield; potassium fulvic acid; silicon fertilizer; safe utilization technology; cultivated land security

水稻作為主要的糧食作物之一，如何在不影響正常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的情況下降低水稻籽粒中鎘（Cd）的富集成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一[1-2]。葉面阻控劑作為一種葉面肥料，其不僅可以為水稻生長補(bǔ)充微量元素，同時(shí)也能阻控Cd向水稻籽粒中遷移[3-4]。王進(jìn)文等[5]研究了不同鈍化處理與葉面阻控劑對(duì)Cd污染稻田的修復(fù)效果，葉面阻控劑能有效抑制Cd在水稻植株內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)，降低糙米中的Cd含量；曹陽等[6]研究表明，葉面噴施硅肥可以通過形成不溶性硅-鎘復(fù)合物來降低土壤中Cd的有效性，減少其在根部的吸收，從而降低籽粒中的Cd含量。宋肖琴等[7]研究指出，葉面噴施黃腐酸鉀可以通過增加根細(xì)胞壁的厚度和改變細(xì)胞內(nèi)的離子通道活動(dòng)來限制Cd的上升移動(dòng)，進(jìn)而降低Cd向水稻籽粒中的轉(zhuǎn)移。由于Zn和Cd在植物內(nèi)部存在競爭吸收的關(guān)系，增加鋅的供應(yīng)可能通過競爭性抑制Cd的吸收，從而降低植物體內(nèi)Cd的積累[8]。王月玲等[9]研究表明，通過基施硒肥和葉面施用硒肥均能有效降低水稻籽粒Cd含量同時(shí)提高稻米對(duì)硒的富集。不同葉面阻控劑的效果不同，為評(píng)價(jià)不同葉面阻控劑在Cd污染農(nóng)田中的應(yīng)用效果，本試驗(yàn)設(shè)置4種葉面阻控劑，對(duì)比分析不同葉面阻控劑對(duì)水稻產(chǎn)量以及水稻各器官中Cd含量的影響，同時(shí)計(jì)算Cd在水稻內(nèi)的富集和轉(zhuǎn)移系數(shù)，以篩選出適宜Cd污染稻田水稻安全生產(chǎn)的葉面阻控劑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在浙江麗水遂昌縣某試驗(yàn)田塊，該田塊屬中亞熱帶季風(fēng)類型，冬冷夏熱，四季分明，雨量充沛，山地垂直，氣候差異明顯。年平均氣溫17.1 ℃，年均降水量1 559 mm。試驗(yàn)田塊土壤類型為潴育型水稻土，土壤理化性質(zhì)：pH 5.14，有機(jī)質(zhì)42.21 g/kg，堿解氮157.64 mg/kg，有效磷3.73 mg/kg，速效鉀56.44 mg/kg，全鎘0.40 mg/kg。

1.2 供試材料

水稻種子：選擇當(dāng)?shù)刂髟詥渭镜酒贩N華中優(yōu)8號(hào)，水稻種子購自當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場(chǎng)。

供試肥料：水稻專用配方肥（N∶P2O5∶K2O為20∶10∶15），惠多利農(nóng)資有限公司。

供試葉面阻控劑：（1）黃腐酸鉀，山東神兵生物科技有限公司；（2）硅肥，鄭州正大生物科技有限公司；（3）鋅肥，青島云農(nóng)國際進(jìn)出口有限公司；（4）硒肥，山東綠隴生物科技有限公司。所有供試葉面阻控劑均符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理：空白（噴施清水）、黃腐酸鉀（1 500 mL/hm2）、硅肥（1.5 kg/hm2）、鋅肥（15 kg/hm2）和硒肥（15 kg/hm2）處理。試驗(yàn)小區(qū)面積100 m2（長20 m，寬5 m），每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，共計(jì)15個(gè)小區(qū)，試驗(yàn)小區(qū)之間通過建立田埂并覆膜進(jìn)行隔斷，每個(gè)小區(qū)均設(shè)置單獨(dú)的進(jìn)、出水口，避免串水、串肥。

采用人工移栽插秧方式，按株行距25 cm × 10 cm種植，每穴2～3棵苗，淺插勻植。同時(shí)在種植前施用375 kg/hm2的水稻專用復(fù)合肥作為基肥，在秧苗移栽后10 d進(jìn)行追肥，追施150 kg/hm2尿素。其他種植管理與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理模式保持一致。各處理水稻葉面阻控劑在水稻分蘗末期和灌漿期噴施，選擇晴天或者多云天氣的午后3點(diǎn)左右噴施，以水稻葉片掛滿細(xì)小液滴為宜。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

分蘗數(shù)，取有代表性的樣本1～2叢，計(jì)算總株數(shù)，并分別計(jì)數(shù)每棵植株含有的分蘗數(shù)（個(gè)/株），計(jì)算平均值；株高，用手抓住一穴向上捋，由地面量至第二高度葉尖為水稻平均株高（cm）；千粒重，隨機(jī)選取脫粒后的實(shí)粒數(shù)1 000粒，放到干燥培養(yǎng)箱內(nèi)，將溫度調(diào)至84 ℃，24 h后谷粒達(dá)恒重，使用1%的電子天平稱重，為千粒重（g）；小區(qū)產(chǎn)量采取全小區(qū)收割后折算單位面積產(chǎn)量（kg/hm2）；（5）水稻收獲期在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按照5點(diǎn)法取植株樣，洗凈后將其分為根、莖、葉和穗（糙米），105 ℃殺青，再70 ℃烘干至恒重，分別稱取干重，粉碎備用。植物Cd含量參考GB 5009.15—2023《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測(cè)定》。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2021軟件進(jìn)行整理；用SPSS 27.0軟件進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)、單因素方差分析，Duncan法進(jìn)行多重比較；采用Origin 2022進(jìn)行作圖。富集系數(shù)（BCFA）=A器官中鎘含量/土壤鎘含量，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TFA-B）=A器官中鎘含量/B器官中鎘含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)水稻生長及產(chǎn)量的影響

不同葉面阻控劑對(duì)水稻生長及產(chǎn)量的影響見表1。由表1可知，在水稻生長的分蘗末期噴施葉面阻控劑后，不同處理的分蘗數(shù)差異不明顯，以硅肥和鋅肥處理的水稻分蘗數(shù)較高，分別為18.88、18.72個(gè)/株。各葉面阻控劑施用處理的株高均高于空白處理，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。不同處理的水稻千粒重差異較小，鋅肥和黃腐酸鉀處理的稻谷千粒重較空白處理分別增加1.87和1.66 g。從產(chǎn)量來看，以硅肥處理的產(chǎn)量最高，為6 914.66 kg/hm2，較空白處理增加318.48 kg/hm2，增幅4.83%，黃腐酸鉀、鋅肥和硒肥處理水稻產(chǎn)量較空白處理增幅分別為3.53%、2.46%和0.34%。

2.2 對(duì)水稻各器官中鎘含量的影響

不同葉面阻控劑對(duì)水稻各器官中Cd含量的影響如圖1所示。由圖1可看出，水稻根部Cd含量以硅肥和硒肥處理較低，這表明硅肥和硒肥處理可以在一定程度上抑制水稻根部對(duì)土壤中有效態(tài)Cd的吸收，與空白處理相比，硅肥和硒肥處理的根部Cd含量分別下降了17.12%、15.51%，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。黃腐酸鉀和硒肥處理的水稻莖部Cd含量較低，其中黃腐酸鉀處理的水稻莖部Cd含量較空白處理下降了50.90%，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），硒肥處理的水稻莖部Cd含量較空白處理下降了59.30%，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。水稻葉部Cd含量以硒肥處理含量最低，較空白處理下降了55.44%，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。供試的4種葉面阻控劑均降低了水稻籽粒中Cd含量，黃腐酸鉀、硅肥、鋅肥和硒肥處理的水稻籽粒中Cd含量較空白處理分別下降54.74%、50.65%、49.35%和52.04%，差異均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.3 對(duì)水稻鎘轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

不同處理的水稻鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)見表2。由表2可知，黃腐酸鉀、鋅肥和硒肥處理降低了Cd從水稻植株根部向莖部的轉(zhuǎn)運(yùn)，其中以硒肥和黃腐酸鉀處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF根-莖）較低，分別為0.18和0.19。水稻Cd莖-葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF莖-葉）以硅肥處理最低，為0.65；黃腐酸鉀、鋅肥和硒肥處理的水稻TF莖-葉較空白處理表現(xiàn)出增加趨勢(shì)，這表明這3種葉面阻控劑可能將莖部的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)到葉部中進(jìn)行存儲(chǔ)，從而避免籽粒中Cd含量的累積。水稻Cd葉-籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF葉-籽粒）以硅肥處理最低。

不同處理的水稻鎘富集系數(shù)見表3。由表3可知，葉面噴施硅肥和硒肥處理的水稻根部Cd富集系數(shù)較空白對(duì)照處理明顯下降（Plt;0.05），這表明施用硅肥和硒肥可能通過抑制水稻根部對(duì)Cd的富集，進(jìn)而避免土壤中的Cd向水稻植株中轉(zhuǎn)移。黃腐酸鉀、鋅肥和硒肥處理的水稻莖部和葉部Cd富集系數(shù)明顯低于空白處理（Plt;0.05）。與空白處理相比，黃腐酸鉀、硅肥、鋅肥和硒肥處理的水稻籽粒Cd富集系數(shù)分別降低55.26%、50.00%、50.00%和52.63%，差異均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。噴施葉面阻控劑能夠降低水稻植株中的Cd向籽粒中遷移。

3 結(jié)論與討論

葉面阻控劑噴施作為一種高效降鎘措施，具有價(jià)格低廉、易操作和可推廣的優(yōu)點(diǎn)[10]。從試驗(yàn)結(jié)果來看，施用葉面阻控劑有利于改善水稻生長，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)，其中以噴施硅肥處理增產(chǎn)效果較為明顯。彭佳元等[11]研究表明，葉面噴施硅肥能夠提高水稻葉片烯酰輔酶A水合酶和葉綠素α加氧酶2個(gè)產(chǎn)量相關(guān)基因的表達(dá)量，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量；張陽等[12]研究了葉面噴施硅肥對(duì)水稻農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，硅肥施用后水稻植株顏色更綠、莖稈更粗壯且抗倒伏能力增強(qiáng)，水稻分蘗數(shù)、穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量均有所提高，本試驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)果基本一致。

黃腐酸鉀作為小分子有機(jī)酸，葉面噴施后可以進(jìn)一步抑制水稻根部的Cd向水稻莖部轉(zhuǎn)移，進(jìn)而減少Cd向籽粒中遷移[13]。葉面噴施硅肥不僅增加了水稻產(chǎn)量，還降低了水稻籽粒Cd含量。

綜上，本研究探究了不同葉面阻控劑對(duì)試驗(yàn)田塊水稻產(chǎn)量以及各器官Cd含量的影響。結(jié)果表明，在水稻分蘗期和灌漿期噴施4種葉面阻控劑，水稻產(chǎn)量均有不同程度增加，增幅0.34%～4.83%，以硅肥增產(chǎn)效果較好。葉面阻控劑的施用改變了Cd在水稻各器官中的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)，黃腐酸鉀和硒肥有利于降低Cd在水稻莖和葉片的累積，4種葉面阻控劑處理的水稻糙米中的Cd含量均符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)要求，其中黃腐酸鉀處理的糙米鎘含量最低。綜合考慮水稻增產(chǎn)和降Cd需求，建議采用葉面噴施硅肥方式實(shí)現(xiàn)Cd污染稻田的安全生產(chǎn)。

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（責(zé)任編輯：李 媛）