低积累水稻品种筛选试验

乃冬梅，黄正刚，黄上争

（1.田东县农产品质量安全检验检测站，广西壮族自治区 田东 531500；2.田东县农业技术推广中心，广西壮族自治区 田东 531500；3.百色市农业生态和资源保护站，广西壮族自治区 百色 533000）

随着工业化和城市化的快速发展，农业生产面临着越来越多的环境挑战，尤其是土壤重金属污染问题。重金属如镉、铅等的积累不仅影响农作物的生长，而且会通过食物链对人类健康构成潜在威胁。

水稻作为全球范围内重要的粮食作物，其对重金属的积累特性受到了广泛关注，在这样的背景下，开展低积累水稻品种的筛选试验尤为重要。为了寻找在重金属污染土壤中能够最小化重金属积累的水稻品种，本文进行了试验筛选，以期为人们的饮食安全提供可靠保障。

1 材料与方法

1.1 试验区域概述

试验区域位于长期受到轻微至中度工业污染的地区。试验区表层土壤重金属点位评价结果如表1所示。

表1 试验区表层土壤重金属点位评价结果Tab.1 Evaluation results of heavy metal points in surface soil in test area

试验区土壤主要是砂质壤土，具有较好的排水性和透气性，但同时也因历史上的工业活动而受到一定程度的重金属污染，土壤主要超标元素为镉、砷、铬等，81%调查点位样品中镉含量介于风险筛选值和严格管控值之间，其次是砷，67%调查点位样品中砷含量介于风险筛选值和严格管控值之间，铬、汞、铅均不超标。

1.2 水稻品种选择

本文共选取了16 个水稻品种，其中自购7 种、当地农技部门推荐8 种以及当地水稻品种1 种，具体如表3所示。选取标准主要基于品种的成熟期、产量潜力以及对当地气候和土壤条件的适应性。其中，特别注意选择了不同成熟期的品种，以便评估成熟期对重金属积累的可能影响。同时，还考虑了品种的抗病性和耐逆性，因为这些因素也可能影响植株对重金属的吸收和积累[1]。

表3 采用水稻品种统计表Tab.3 The statistical table of adopted rice varieties

1.3 试验设计

1.3.1 试验小区规划和布设

试验区实施16 个水稻品种、两种叶面阻隔剂（硅类——降镉灵和硒类——锅无忧）和空白对照的完全区组试验，设置4个区组，即4个重复，分别以I、II、III和IV表示，每个区组包含48个试验小区，小区面积25 m2，共计192 个试验小区。水分按当地常规进行管理。为符合试验小区完全随机布置设计的要求，本方案应用随机数生成器生成的每区组48个小区。各小区间预留1 个空行，每一个区组间预留2 个空列，确保品种之间能够有效区分，试验区四边各预留1 m以上保护行。

按科研试验要求进行相关小区布设、建立隔离设施，完成从整地、育苗、移植、管护等工作，并完成样品采集。每试验小区配有统一说明牌和编号牌，各重复小区的品种、播种期、插秧期、插秧密度保持一致，各重复肥料施用种类、施用量、施用方式、施用时间均一致，各重复小区的田间管理严格保持一致（包括：灌溉、排水、中耕、除草、病虫防治等）[2]。

1.3.2 试验小区叶面阻隔剂施用

选择经过试用过、具有较好降低植株镉含量的2种叶面阻隔剂“降镉灵”和“镉无忧”，设置3 个处理（2 种叶面阻隔剂和1个空白对照），重复4次。

两种叶面阻隔剂施用处理：降镉灵原液，施用量每个小区用15 mL 原液兑清水10 倍以上喷施。镉无忧施用量为每小区用原液3 mL兑清水100倍以上喷施。

每个处理试验小区均喷施2 次，分别于孕穗期（2020 年10 月2 日）和灌浆期（2020 年10 月10 日）各喷施1 次，采用人工喷雾器对水稻叶面均匀喷施，达到叶片正反两面全部湿润，但尚未滴水为宜。对照处理小区喷施清水，喷施量与处理相同[3]。

1.3.3 试验区测试样品采样

采用五点法，使用竹铲采集耕层土壤（0～20 cm），每个样品约1 kg，置于土壤样品采集袋中，进行重金属检测。

2 结果与分析

2.1 小区试验水稻品种产量

叶面阻控剂处理下水稻产量统计如图1 所示。与本地水稻品种野香优明月丝产量378.9 kg/667 m2相比，桂育12 和桂香18 水稻产量分别提高4.43%和2.64%，但差异不显著，其中桂育12水稻品种产量最高，单产为395.36 kg/667 m2，其余13 个品种产量均低于本地野香优明月丝品种。

图1 叶面阻控剂处理下水稻产量统计柱状图Fig.1 Histogram of rice yield statistics under foliar control agent treatment

由图1看出，桂育12、桂香18、恒丰优666和野香优明月丝等4 个品种的水稻单产均超过400.0 kg/667 m2，且桂育12 和桂香18 较本地品种野香优明月丝产量提高了2.20%和1.67%，但差异不显著；同样，对镉无忧而言，桂育12、桂香18 和恒丰优666 等3 个品种单产也超过400.0 kg/667 m2，与本地品种野香优明月丝水稻产量398.5 kg/667 m2相比，桂育12、桂香18和恒丰优666等3个品种的水稻产量分别提高了4.29%、3.46%和2.53%。可见，降镉灵和镉无忧对桂育12、桂香18 和恒丰优666 等3 个品种的产量有一定的提高，且总体上降镉灵较镉无忧对不同品种产量的提升效果更佳。

2.2 小区试验各水稻品种稻米镉含量

不同品种水稻籽粒的镉含量统计情况见图2。由图2 可以看出，未喷施叶面阻控剂（CK）处理下，广8 优169、恒丰优666、深两优8386、广8 优香丝苗、野香优703 和晶两优1212 等6 个品种的稻米镉含量均已超标（Cd＞0.20 mg/kg）。与当地品种野香优明月丝（稻米镉含量为0.195 mg/kg)相比，桂香18 和广8 优金占稻米镉含量显著低于野香优明月丝，含量分别为0.135 mg/kg和0.152 5 mg/kg，其余7 个品种稻米镉含量则与野香优明月丝差异不显著。

图2 不同品种水稻籽粒的镉含量统计柱状图Fig.2 Statistical histogram of cadmium content in rice grains of different varieties

喷施降镉灵和镉无忧两种阻控剂对不同水稻品种籽粒中的镉含量有不同程度的影响。从图2可以看出，喷施降镉灵和镉无忧后稻米镉含量均未超标，前者和后者处理下稻米镉含量范围分别在0.120～0.168 mg/kg和0.120～0.178 mg/kg。从喷施降镉灵对稻米镉含量的影响来看，广8 优169、恒丰优666、深两优8386、广8 优香丝苗、野香优703 和晶两优1212 等6 个品种较CK 稻米镉含量分别下降了34.13%、39.22%、32.10%、34.69、30.0%和41.46%，且喷施降镉灵后这6个品种稻米镉含量均低于0.20 mg/kg；而当地品种野香优明月丝在喷施降镉灵后较CK 稻米镉含量下降了25.64%。统计分析表明，桂香18、桂育11 号、晶两优1212 和野香优油丝的稻米镉含量显著低于其余品种，其含量分别为0.128、0.123、0.120、0.133 mg/kg。

从喷施镉无忧对稻米镉含量的影响来看，广8 优169、恒丰优666、深两优8386、广8 优香丝苗、野香优703和晶两优1212 等6个品种较CK 处理稻米镉含量分别下降了24.10%、45.10%、28.04%、30.61%、39.89%、31.71%，且喷施镉无忧后这6 种稻米镉含量均低于0.20 mg/kg；而当地品种野香优明月丝在喷施镉无忧后较CK 稻米镉含量下降了18.04%。统计分析表明，桂香18、特优5058 和桂育11 号稻米镉含量显著低于其余品种，其含量分别为0.120、0.127、0.125 mg/kg。可见，CK 处理下桂香18 和广8 优金占的稻米镉含量较低，降镉灵和镉无忧处理对广8 优169、恒丰优666、深两优8386、广8 优香丝苗、野香优703 和晶两优1212 等6 个品种的降镉效果更佳。

因此，结合不同水稻品种的产量，可选择桂香18和广8 优金占作为低积累品种进行推广应用，而广8 优169、恒丰优666、深两优8386、广8 优香丝苗、野香优703和晶两优1212等6个品种建议采用低积累品种+叶面阻控剂的技术模式进行推广应用。同时，其他低积累品种根据当地土壤环境和其他因素进行选择应用。

2.3 小区试验各水稻品种稻米其他重金属含量

水稻籽粒中的砷含量如表4 所示，而铬、铅和汞3种重金属含量未能检测出数据，可能是籽粒中所含的铬、铅和汞较少，机器未能进行准确测定所造成。

表4 不同水稻品种喷施两种叶面阻控剂的籽粒砷金属含量Tab.4 Arsenic metal content in grain of different rice varieties sprayed with two kinds of leaf surface control agents 单位：mg/kg

从表4可以看出，与CK相比，降镉灵处理下全部品种砷含量均有所降低，其中桂香18、广8 优169、恒丰优666、广8 优香丝苗和晶两优1212 等5 个品种降砷率均在30.0%以上，分别为43.75%、31.13%、31.25%、41.74%和32.71%，而当地品种野香优明月丝苗的降砷率为24.74%；同时，镉无忧处理下桂育12、桂香18、恒丰优666、特优5058、广8优香丝苗和野香优油丝等6个品种较CK 处理砷含量也分别降低了36.75%、46.88%、36.81%、36.84%、31.59%和52.60%，而当地品种野香优明月丝苗的降砷率为21.13%。可见，喷施降镉灵和镉无忧对桂香18、恒丰优666 和广8 优香丝苗等3 个品种的降砷均有显著的效果，降砷率均超过30.0%。

2.4 讨论

小区试验得出，16个品种低积累重金属顺序为：桂香18、广8 优金占、桂育12、特优5058 等，同时，两种叶面阻抗剂相比差异不显著；小区试验研究结果表明，野香优700、野香优莉丝、野香优9号、特优5058、广8优金占、桂育12 和桂香18 等7 个品种中的籽粒镉含量均显著低于其他品种（P＜0.05）；其中，桂香12 中的含量最低，为0.118 mg/kg。考虑不同水稻品种产量、食用成本等因素，推荐桂育12 为低积累品种推广应用。降镉灵和镉无忧这两种阻控剂均能有效地降低稻米中镉的含量，保证稻米达到食用稻米重金属含量安全标准；镉无忧的降镉率略高于降镉灵，但无显著差异，推荐镉无忧作为叶面阻控剂优选产品。

3 结语

综上所述，本文不仅成功筛选出了一批低积累水稻品种，而且为理解水稻对重金属吸收和积累的机制提供了重要数据，对于改善受污染土壤中的水稻种植具有重要的实践意义，为保障粮食安全和提高农产品质量提供了数据支持。未来，还需要进一步研究这些低积累品种的农艺性状，以及在不同环境条件下的表现，同时继续探索更多有效降低作物重金属积累的方法，如改良种植技术和土壤修复措施等，以更全面地应对农业生产中的重金属污染问题。