蒋小芳
(安顺市平坝区农村能源工作站,贵州安顺 561100)
水稻是安顺市平坝区主要的粮食作物之一,每年种植面积达7 333.33 hm2,有研究表明[1-2],水稻作为谷类作物中富集镉能力最强的作物,极易将镉转移到稻米中,导致稻米出现镉超标,因而保障水稻质量安全成为平坝区粮食安全的一个重要内容。平坝区土壤污染主要表现为镉、砷单一污染或镉、砷复合污染[3]。镉作为农田污染最为严重的重金属之一,具有很强的毒性,过量的镉积累不但影响水稻产量,降低农产品品质,同时也通过食物链危害人体健康,因此,降低稻米的镉含量,实现水稻安全生产迫在眉睫。降低土壤中重金属镉含量的传统方法普遍存在工程量大、成本高,且容易造成二次污染的问题。作物基因性差异是引起水稻镉吸收累积差异的重要原因,不同水稻品种对镉的吸收、富集能力存在数倍至几十倍的差异。张庭艳等[4]研究表明在贵州高原地区相同条件下不同水稻品种稻米镉含量的差值最高可达7.36 mg/kg。我国水稻品种的多样性为镉低积累水稻品种的筛选提供了丰富的种质和基因资源,通过选择重金属镉低积累水稻品种来保障镉污染土壤中作物的安全生产,具有技术简单、经济成本低、环境友好的特点,是受污染耕地安全利用的重要途径。平坝区镉轻中度污染耕地面积较大,合理筛选镉低积累水稻品种,是实现平坝区水稻安全生产最经济有效的方法。因此,在安顺市平坝区进行镉低积累水稻品种筛选试验,为平坝区镉轻中度污染稻田水稻品种选择提供参考。
试验于2021 年5—10 月在安顺市平坝区十字乡九甲村进行,试验地土壤呈酸性,pH 5.1,土壤镉含量为0.308 mg/kg。
选择尊优3 号、T 香优557、泰优98、泰优553、宜香4245、宜香2079 及泰优粤占共7 个平坝区当地水稻主栽品种为试验材料,参试品种来源见表1。
表1 参试水稻品种及来源
试验采用随机区组排列,每个供试品种为1 个处理,共7 个处理。考虑到边际效应与成本因素,小区设计为5 m×6 m 的矩形,面积353.33 m2,小区边界设宽度30 cm、高度30 cm 的土垄,压实平整后覆0.15 mm 的防水黑膜,小区间土垄两侧各设30 cm 的缓冲区,每个处理设3 次重复,共21 个小区。为避免外部对田间小区的干扰,原有田埂两侧设置70 cm宽缓冲区。依照地势建设灌排沟渠,确保水源到达每个田间小区,各小区水流无串流现象,灌排沟渠渠宽0.9 m,渠深视现场具体情况而定。试验田多次翻耕、耙平,减小小区土壤镉含量差异。水稻种子用量1 kg/667m2,4 月10 日开始育种,5 月15 日进行大田移栽,插秧密度一致,按当地种植习惯进行施肥、除草、灌溉等常规田间管理。9 月26 日收获。
每个小区设置1个水稻监测点位,样品采集于收获期进行,每个小区按对角线法进行5点取样,每个采样点上选择连续3穴健康的水稻,采集其完整的稻穗形成单个样品,再将5 个单样混合后构成对应田间小区的水稻样品,采样量大于1.5 kg。以小区为单位收获全部水稻测产,收割稻穗脱粒,晒干后称重,进行单打实收测产。水稻样品采集后由贵州益可达科技有限公司制备流转,贵州省华测检测技术有限公司进行重金属镉指标值检测。
由表2 可知,7 个供试水稻品种产量均在610 kg/667m2以上,其中,宜香4245 产量最高,为672.15 kg/667m2;泰优553 其次,为648.52 kg/667m2;泰优粤占第三,为635.40 kg/667m2;尊优3 号第四,为630.50 kg/667m2;T 香优557 第五,为627.50 kg/667m2;宜香2079 第六,为616.00 kg/667m2;泰优 98 第七,为613.70 kg/667m2。宜香4245 与泰优553、泰优粤占、尊优3 号间无显著差异,显著高于T香优557、宜香2079、泰优98。
表2 不同水稻品种的产量
由表3 可知,7 个供试水稻品种的平均镉含量均在0.1 mg/kg 以下。根据《食品安全国家标准食品中污染物限量值》(GB2762—2022),水稻镉含量限值为0.2 mg/kg,7个水稻品种糙米的镉含量均未超标。其中,宜香4245糙米的镉含量最高,为0.069 mg/kg,显著高于其余品种;泰优98、泰优粤占、宜香2079、尊优3 号糙米的镉含量为0.028~0.031 mg/kg,均显著低于宜香4245,显著高于T 香优557、泰优553;T 香优557、泰优553两个水稻品种糙米的镉含量较低,分别为0.017 mg/kg、0.011 mg/kg,泰优553 显著低于其余品种。
表3 不同水稻品种糙米的镉含量mg/kg
对安顺市平坝区镉低积累水稻品种筛选试验结果表明,尊优3 号、T 香优557、泰优98、泰优553、宜香4245、宜香2079、泰优粤占7个水稻品种产量均达610 kg/667m2,且7个水稻品种糙米的平均镉含量为0.011~0.069 mg/kg,低于国家食品限量值标准,均未超标。7 个水稻品种均适宜在平坝区镉轻中度污染耕地种植。其中,泰优553糙米的镉含量最低,为0.011 mg/kg,显著低于其余品种;产量第二,为648.52 kg/667m2。综合糙米镉的含量及产量指标,泰优553 效果最好,建议在平坝区镉轻中度污染耕地推广种植。