湖北省主栽籼稻镉低积累品种筛选

刘 荣，陈 晨，柯晓畅，刘晓继，洪 俊，张敏敏，聂新星，杨 利

（1.湖北省潜江市高石碑镇农业技术推广服务中心，湖北 潜江 433116；2.湖北省农业科学院植保土肥研究所/农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室/农业环境治理湖北省工程研究中心，武汉 430064；3.大冶市生态能源推广服务中心，湖北 大冶 435199；4.大冶市种植业服务中心，湖北 大冶 435199）

重金属镉（Cd）是重要的无机污染物［1］，水稻（Oryza sativaL.）是中国人的主食，其对Cd 具有较强的吸收转运能力［2］，食用超标稻米成为Cd 进入人体的主要途径［3］。Cd 污染稻田是亟须解决的问题。国内外学者开展了相关研究［4］，其中，低镉积累水稻品种是指相同环境条件下稻米Cd 积累量较低的水稻品种［5］。实践表明，种植Cd 低积累水稻品种是实现安全利用类稻田稻米安全生产经济有效的途径和必要条件［6］。

受工矿业污染物排放［7］、不合格农业投入品大量使用及其部分区域地质高背景值［8］等原因影响，湖北省耕地土壤环境受到污染，筛选出一批Cd 低积累水稻品种具有重要意义［6，9-11］。本研究选取湖北省主栽的40 个籼稻品种，通过田间试验筛选出Cd低积累水稻品种，为湖北省Cd 污染安全利用类稻田的稻米安全生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点与水稻品种

试验于2021 年5—10 月在湖北省大冶市某污染农田进行，试验所在区域属北亚热带季风湿润气候。耕层土壤pH 6.32，有机质含量30.5 g/kg、全Cd含量0.60 mg/kg、有效态Cd 含量0.27 mg/kg。参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018），试验地土壤Cd 含量超过风险筛选值，但低于风险管制值，属于安全利用类土壤。

供试的40 个水稻品种均为湖北省市售品种，包括籼型常规稻品种6 个、籼型杂交稻品种34 个（表1）。

表1 供试水稻品种信息

1.2 试验设计与田间管理

每个供试水稻品种为1 个处理，重复3 次，小区面积10 m2，随机区组排列。所有水稻品种于2021年5 月21 日播种，6 月15 日人工移栽，株行距为16.7 cm×26.7 cm，杂交稻每穴2 株苗，常规稻每穴3株苗。施肥方式为移栽前1 周撒施底肥（450 kg/hm2掺混肥），移栽7 d 后追施分蘖肥（75 kg/hm2尿素），抽穗期追施穗肥（75 kg/hm2尿素和75 kg/hm2氯化钾），肥料品种为尿素（含N 46%）、氯化钾（含K2O 60%）和掺混肥（N、P2O5和K2O 分别为20%、15%和15%，武汉楚虹农业发展有限公司生产）。小区试验周边设保护行，水分和病虫害管理按当地常规水分管理和病虫害防治措施进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量 水稻成熟后分小区单打单收并称鲜重，每小区保留稻谷1 kg，自然风干清除杂质和空瘪粒后，采用谷物水分仪测定其水分含量，按照籼稻标准含水量（13.5%）计算产量。

1.3.2 糙米Cd 含量 稻谷风干后，脱壳成糙米并粉碎，采用HNO3-H2O2消解，石墨炉原子吸收光谱仪（PinAAcle 900T 型，PerkinElmer 公司生产）测定，采用GBW（E）100348 大米粉成分分析标准物质进行质量控制。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016 软件进行数据处理，使用Origin Pro9.0 软件制图，利用SPSS 17.0 软件（LSD法，P＜0.05）对试验处理进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同水稻品种的产量

由图1 可知，不同水稻品种产量差异明显，产量变幅为4.70～7.95 t/hm2。整体来看，杂交稻平均产量（6.73 t/hm2）高于常规稻平均产量（5.56 t/hm2）。其中，两优289（V11）、全两优一号（V4）、全两优655（V13）、广两优1813（V16）和两优培九（V33）5 个杂交稻品种产量较高，为7.45～7.95 t/hm2；常规稻中虾稻1 号（V40）产量最高，为6.01 t/hm2。

图1 供试水稻品种的产量

2.2 不同水稻品种糙米Cd 含量

由图2 可知，不同水稻品种糙米Cd 含量在0.09～0.40 mg/kg。其中，隆稻3 号（V35）、深优5438（V27）、隆两优1686（V14）、巨2 优60（V17）和兴安香占（V36）5 个水稻品种糙米Cd 含量未超过《食品安全国家标准食品中污染物限量（GB 2762—2022）》中的限量值（0.2 mg/kg），其中，隆稻3 号（V35）糙米Cd含量最低，为0.09 mg/kg。如图3 所示，供试40 个水稻品种中杂交稻糙米平均Cd 含量（0.29 mg/kg）高于常规稻（0.24 mg/kg）。

图2 供试水稻品种糙米Cd 含量

图3 不同类型水稻品种糙米Cd 含量

2.3 糙米Cd 含量与产量相关性分析

由图4 可知，供试40 个水稻品种糙米Cd 含量与产量呈显著正相关关系，Person 相关系数为0.377。表明水稻产量是影响糙米Cd 含量的因素之一。

图4 供试水稻品种糙米Cd 含量与产量的相关性分析

3 小结与讨论

40 个水稻品种糙米Cd 含量在0.09～0.40 mg/kg，品种间差异较大，筛选出5 个糙米Cd 含量低于0.2 mg/kg 的水稻品种，其产量高低表现为隆两优1686（6.87 t/hm2）、巨2 优60（6.13 t/hm2）、兴安香占（5.91 t/hm2）、隆稻3 号（5.90 t/hm2）、深优5438（5.26 t/hm2）。兼顾高产量和糙米低Cd 含量，隆两优1686 和巨2 优60 可优先作为推荐水稻品种在湖北省Cd 污染安全利用类稻田中种植。

整体来看，与常规稻相比，杂交稻通常具有较高的产量，对Cd 的富集能力也较强。供试34 个杂交稻品种的平均产量（6.73 t/hm2）高于6 个常规稻品种的平均产量（5.56 t/hm2），杂交稻品种糙米Cd 平均含量（0.29 mg/kg）高于常规稻品种（0.24 mg/kg），且糙米Cd 含量与产量存在显著正相关关系。这与陈德等［10］、吕本春等［12］的结果较为一致，但也有研究发现杂交稻与常规稻糙米Cd 含量差异不显著［13］。筛选出的5 个Cd 低积累水稻品种中，隆两优1686、巨2 优60 和深优5438 为杂交稻，表明品种类型不是决定Cd 低积累性状的关键因素。

稻米Cd 含量既受基因型影响，又受气候、土壤和管理措施等因素调控，导致稻米Cd 积累量的差异［5］。因此，具体到某一区域种植时，必须通过田间试验进一步确定水稻品种低镉积累性状稳定表达的环境条件，即构建基于低镉积累水稻品种的稻米安全利用技术综合措施。