稻田镉污染VIP+n修复技术模式大面积示范效果

（衡东县农业农村局，湖南衡东 421400）

水稻是我国的主要粮食作物之一。随着社会经济的发展，工农业废弃物的排放以及化肥和农药等的不合理施用，农田镉污染情况逐渐加剧［1］。稻田土壤镉污染不但会影响水稻的生长发育，更影响稻米的产量和品质，稻米镉含量超标会影响人类健康［2～5］。2014年以来，湖南省的稻米中以镉为主的重金属超标问题，引起了全社会的关注。2016年，笔者在衡东县大浦镇三才村开展了VIP+n修复技术模式标准化示范，探索重金属污染耕地修复治理技术模式，构建VIP+n修复技术标准化、区域化、本土化的修复治理样板，以形成可复制、可推广的重金属污染耕地修复技术体系，为全面修复治理重金属污染耕地提供技术支撑和修复技术模式。

1 技术与方法

1.1 示范片基本情况

2016年度VIP+n修复技术模式标准化大面积示范片位于衡东县大浦镇三才村，稻田面积100 hm2，示范片内基础条件好、地势开阔，稻田集中连片，双季稻比例达90%，农田排灌、机耕道等基础设施较好。2005年进行了标准化良田建设，非潜育化稻田所占比例90%以上，能适应大型农机作业。环境条件达到要求，周边区域无明显重金属污染源，污染程度相对均匀。试验前稻田土壤取样检测，土壤全镉含量均值0.330 mg/kg、有效镉均值0.149 g/kg、pH5.74、阳离子交换量13.0 cmol/kg、有机质41.98 g/kg。灌溉水为天然水和水库水，灌溉水系相同，水源充足，水质符合国家农田灌溉水质标准，可保证全生育期淹灌需要。

1.2 VIP+n修复技术

全面统一推广VIP+n修复治理技术模式，即“低镉品种+淹灌+石灰+土壤调理剂+叶面阻控剂+翻耕”组合技术模式。

（1）种植镉低积累水稻品种。根据衡东县生态气候条件及种植习惯，从湖南省《应急性镉低积累水稻品种指导目录》中选择早稻品种株两优189，于3月15～20日以合作社为主体集中育秧，4月10～15日抛秧或机插；选择晚稻品种C两优266，于7月8～15日插秧。

（2）施用生石灰。采购200 t生石灰粉（CaO含量82%以上，镉含量0.232 mg/kg），在早稻移栽前的3月12～16日组织专业人员，按3000 kg/hm2的标准一次性均匀撒施到稻田中，接着翻耕。

（3）翻耕改土。按照《稻田镉污染修复治理翻耕改土技术规程》，在3月12～16日稻田施用生石灰后，用大型带铧拖拉机统一翻耕15～20 cm，将稻田表层土壤翻埋到底层。

（4）施用土壤调理剂。从湖南省农业委员会推荐的降镉效果明显、经济适用的产品中，选择湖南润邦生物工程有限公司生产的“湘润邦”土壤调理剂（CaO≥25%、SiO≥20%、K2O+P2O5≥3%），于4月1～10日按每公顷2250 kg施入稻田，随即整田、抛秧或机插。

（5）淹水灌溉。按照《稻田镉污染修复治理水稻田间水分管理技术规程》统一实施。早稻在5月至7月1日全面实施淹水灌溉，晚稻在8月至10月5日全面实施淹水灌溉。期间保持田间有水层，直到收割前7 d左右自然落干，特别是在抽穗前20 d至抽穗后20 d内保证田间有3 cm水层。

（6）喷施叶面阻控剂。从湖南省农业委员会推荐的降镉效果明显且经济适用的产品中，购入“归欣甲”叶面阻控剂（SiO≥20%、K2O≥8%，武汉市沃农肥业有限公司生产）。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结合病虫害防治统一各喷施两次。

1.3 比对试验

在VIP+n修复技术模式标准化大面积示范片内，按每6.67 hm2选择1丘667～1500 m2的典型田块，开展比对试验。将每丘试验田按“田”字型各均分为4块，其中一块为空白对照（CK），采用当地品种，不采取任何降镉措施，完全按当地模式栽培管理；一块采用低镉品种+施用生石灰+土壤调理剂+叶面阻控剂（VIP+n）；一块采用低镉品种+施用生石灰+土壤调理剂（VIP）；一块采用低镉品种+叶面阻控剂（V+n）。

1.4 样品采集和处理

示范片选点确定后，立即按照网格法每0.67 hm2设1个基础采样点位，共100个采样点位。在每季水稻成熟期，在每个基础采样点位，按5点法“一对一”采集土壤和稻谷样品。比对试验丘块，每丘田的各处理各布一个采样点位，采样时间及方法同示范片。

1.5 检测项目

土样检测全镉、有效态镉、pH值；稻谷样检测精米含镉量。

土壤镉测试标准：GB/T17141-1997；检测方法：石墨炉原子吸收分光光度法；检测单位：广电计量检测（湖南）有限公司。

稻米镉测试标准：GB5009.15-2014；检测方法：电感耦合等离子体质法；检测单位：湖南省农产品质量检验检测中心。

2 示范结果

2.1 土壤有效态镉含量和pH值

根据100个点位检测结果可见，稻田施用生石灰和土壤调理剂后，晚稻收获期土壤有效态镉含量为0.1599 mg/kg，比示范前的土壤有效态镉含量0.1487 mg/kg增加0.0112 mg/kg，提高7.53%。100个点位中有58个点位土壤有效态镉含量增加，占58.0%，减少的有31个点位，占31.0%，持平的11个点位，占11.0%（表1）。说明稻田经过种植水稻后土壤有效态镉有增加的风险，施用生石灰和土壤调理剂可能并不会降低稻田土壤有效态镉含量。晚稻收获期土壤pH值为6.45，比处理前增加0.71，提高12.37%，且100个点位的土壤pH值都升高了，说明施用生石灰和土壤调理剂能提高稻田土壤pH值。

表1 示范片土壤有效态镉含量和pH值检测结果

续表1

2.2 稻米镉含量

100个位点稻米检测结果，早稻稻米镉含量0.013～0.538 mg/kg，均值0.079 mg/kg，晚稻稻米镉含量0.023～0.850 mg/kg，均值0.174 mg/kg，晚稻稻米镉含量比早稻稻米镉含量高0.095 mg/kg，高121.6%（表2）。按照GB2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中关于稻米镉含量不得超过0.20 mg/kg的标准，早稻稻米镉含量有94个点位合格，合格率为94.0%，晚稻稻米镉含量有70个点位合格，合格率为70.0%。这说明早稻稻米镉含量低于晚稻，合格率高于晚稻，修复技术达到了预期目标，效果较为理想。

表2 示范片稻米镉含量检测结果 mg/kg

续表2

3 比对试验结果分析

3.1 不同处理土壤有效态镉含量和pH值

从表3可见，稻田施用生石灰和调理剂后土壤有效态镉含量显著低于没有施生石灰和调理剂的处理，降低了27.3%；同时土壤pH值也显著提高，提高了12.5%。

表3 不同处理土壤有效态镉含量和p H值对比

3.2 不同处理对稻米镉含量的影响

从表4可见，V+n、VIP、VIP+n技术模式与对照相比都有不同程度降低稻米镉含量的效果，以VIP+n技术模式最显著，早、晚稻米分别降低0.330、0.191 mg/kg，降低92.4%、72.1%，其次是VIP技术模式，其降镉效果为79.8%、52.5%，两处理的早晚稻米都符合GB2762-2012《食品中污染物限量》的规定（＜0.20 mg/kg）。

表4 比对试验稻米镉含量比较 mg/kg

4 小结与讨论

（1）通过示范和比对试验，VIP和VIP+n技术能降低稻米镉含量。大面积示范中，早稻稻米合格率为94.0%，晚稻稻米合格率为70.0%，早稻稻米镉含量低于晚稻，合格率高于晚稻。比对试验中VIP+n技术模式效果最显著，早、晚稻米镉含量分别降低0.330、0.191 mg/kg，降低92.4%、72.1%。VIP+n修复技术降低稻米镉含量效果达到了预期目标，较为理想。这与王蜜安等［6］和陈东哲等［7］的结果相同。

（2）本试验中，示范田施用生石灰和土壤调理剂不能降低稻田土壤有效态镉，但比对试验中可降低27.3%，因此施用生石灰和土壤调理剂能否降低稻田土壤有效态镉，还需要深入研究。但可显著提高土壤pH值，示范片100个点位样品土壤pH值都有提高，提高12.37%，比对试验土壤pH值提高12.5%。这与高云华等［8］和李伯平［9］研究结果相似。

（3）通过示范和比对试验结果表明，在大面积范围内釆用VIP+n修复技术模式修复治理中、轻度镉污染稻田，可有效地降低稻米镉含量，以保障粮食生产的健康发展和质量安全。