湄潭县镉低累积水稻品种筛选试验初报

陈 卓， 余 璐， 莫仁超， 刘 霞

(贵州省遵义市湄潭县农业农村局， 贵州 遵义 564100)

土壤重金属污染具有长期性、不可逆性、隐蔽性和不可降解性等特点，与食品安全息息相关。农田中的重金属不仅影响作物的生长发育，而且可通过食物链进入人体内，当富集到一定程度会危害人体健康[1]。水稻是全球三大粮食作物之一，是世界粮食安全的基石，同时也是对镉吸收最强的大宗谷类作物之一[2]。近些年，我国南方地区相继发生的“镉大米”事件，使得包括稻米等农产品镉污染问题受到社会的极大关注。水稻是一种富集镉能力较强的作物，不同水稻品种间镉积累量差异较大[3]。在土壤重金属污染没有得到根本治理的情况下，筛选、培育和推广镉低积累水稻品种是降低稻米镉污染风险的有效技术手段之一。推广镉低积累水稻品种，不需要增加额外投入，也不改变现有种植结构与方式，农民容易接受，投入少，见效快[4]。

基于此，针对镉污染土壤，探究10个不同水稻品种对各重金属的吸收差异，筛选镉低累积水稻品种，为重金属污染土壤的安全利用提供植物材料选择依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地点：湄潭县永兴镇共和村笋村坝三组。

供试土壤：为湄潭县潜育型水稻土(黄泥田)，土壤pH值为7.29，土壤镉、汞、砷、铅、铬含量分别为1.01 mg/kg、0.38 mg/kg、18.4 mg/kg、29 mg/kg、46 mg/kg，土壤环境质量类别为安全利用类，土壤超标元素为镉。

供试水稻品种：分别为宜香4245、宜香优2168、中优177、大粒香、双优505、宜香优2115、渝香203、玉针香、花香7号、蓉7优2115。

1.2 试验设计

每个品种为一个处理，共10个处理，每个处理3个重复，共30小区，采用随机排列。每个小区20 m2，长5 m，宽4 m，小区间0.4 m保护行，试验小区田间布置情况见图1。除品种外，各小区其他田间管理措施相同。2021年4月18日水稻育种苗床，开始育秧，育秧方式为水秧。5月26日进行移栽，每小区均种植193株，种植密度为6 433株/667 m2。5月23日施用基肥：复合肥25 kg/667 m2、氯化钾15 kg/667 m2，7月14日缓释分蘖肥15 kg/667 m2(尿素)。7月28日噻虫嗪10 g/667 m2，噻嗪·异丙威，15 g/667 m2，飘甲迪100 mL/667 m2。

图1 试验小区田间示意图

1.3 样品采集及制备

土壤样品采集: 移栽前按照《农用地土壤样品采集流转制备和保存技术规定》，在试验田块内采用5点取样法采集土壤样品，每个采集点钻取直径50 cm、表层0～20 cm土样5次进行混合，混合鲜土1 kg左右，用干净塑料袋密封。采样时首先清除土壤表层的植物残骸和石块等杂物，有植物生长的点位应除去土壤中植物根系；采样工具尽量用木铲、竹片取样品，如用铁铲、土钻石，必须用木铲刮去与金属采样器接触的部分，再用木铲收取样品，填写采样标签。

水稻样品采集：在农产品收获前2 d，避开边际效应，按照《农、畜、水产品污染监测技术规范》(NY/T 398-2000)，在每个小区内采集水稻样品，采用5点取样法采集水稻稻穗，同时填写采样标签。

样品制备：土壤和农产品样品制备要求按照《农用地土壤样品采集流转制备和保存技术规定》、《农用地农产品样品采集流转制备和保存技术规定》执行。土壤样品去除杂物自然风干后，研磨过100目筛。水稻样品脱粒后用清水冲洗、晾干或烘干(65±5)℃、去皮后研磨，使样品全部通过尼龙筛(筛网孔径0.25～0.4 mm)并混合均匀。

1.4 样品分析测定

土壤和水稻植株镉、汞、砷、铅、铬分析测方式如表1所示。

表1 土壤和农产品样品分析测试方法

1.5 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2010软件对试验数据进行整理和统计，利用IBM SPSS 22 Statistics软件进行Duncan方差分析(ANOVA)。

2 结果分析

2.1 不同水稻品种农艺性状及产量特征

通过对不同品种水稻农艺性状的统计计算理论产量(表2)，产量范围为497～682 kg/667 m2，各品种间产量相差较大；其中第一梯度品种为：蓉7优2115、宜香4245、中优177，产量在650 kg/667 m2左右；第二梯度品种为：大粒香、双优505、宜香优2168、渝香203、玉针香，产量在600 kg/667 m2左右；第三梯度品种为：宜香优2115、花香7号，产量在500 kg/667 m2左右。结果表明，不同品种水稻产量存在一定的差异性，蓉7优2115水稻产量最高，为682 kg/667 m2，花香7号产量最低，为496 kg/667 m2。

表2 不同品种水稻植株农艺性状

2.2 不同水稻品种重金属含量特征

10个水稻品种镉、汞、砷、铅、铬元素均未超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》中限量值(表3)。宜香优2115镉含量最高，为0.086 3 mg/kg，花香7号镉含量最低，为0.046 2 mg/kg，镉含量由高到低为：宜香优2115、大粒香、双优505、中优177、宜香4245、玉针香、渝香203、蓉7优2115、宜香优2168、花香7号；大粒香汞含量最高，为0.006 6 mg/kg，宜香4245、渝香203均为未检出，汞含量由高到低为：大粒香、宜香优2115、玉针香、花香7号、蓉7优2115、宜香优2168、中优177、双优505、宜香4245、渝香203；蓉7优2115砷含量最高，为0.059 3 mg/kg，大粒香砷含量最低，为0.001 6 mg/kg，各品种砷含量从大到小为：蓉7优2115、中优177、渝香203、花香7号、宜香优2168、宜香优2115、玉针香、双优505、大粒香、宜香4245；宜香优2115铅含量最高，为0.148 7 mg/kg，中优177铅含量最低，为0.067 4 mg/kg，各品种铅含量从大到小为：宜香优2115、花香7号、渝香203、大粒香、蓉7优2115、双优505、宜香4245、玉针香、宜香优2168、中优177；宜香优2115铬含量最高，为0.326 3 mg/kg，宜香4245最低，为0.138 9 mg/kg，各品种铬含量从大到小为：宜香优2115、玉针香、大粒香、双优505、蓉7优2115、中优177、宜香优2168、渝香203、花香7号、宜香4245。结果表明，供试的10个水稻品种均不存在重金属超标风险。

表3 不同品种水稻籽粒重金属含量 单位：mg/kg

3 讨 论

水稻是我国主要粮食作物之一，稻米镉超标问题严重威胁人体健康。降低稻米镉污染风险，实现水稻安全生产迫在眉睫。镉低积累水稻品种选育是降低稻米镉污染风险经济有效的方法之一[5]。供试的10个水稻品种重金属超标风险较低，但对重金属的吸收累积存在一定的差异，原因可能是水稻基因的表达存在差异[1]，以及不同水稻品种水稻根系吸收重金属镉后向茎叶及糙米的迁移率不同，不同水稻品种，不管是根膜、根部含镉量，还是地上部含镉量均存在显著差异，镉在不同品种植株的根和地上部积累和转移情况亦不同[6]，相关机制还需更进一步的研究。土壤pH是影响土壤镉生物有效性的主要因子之一，本研究稻田土壤pH相对较高(7.29)，后续的研究应增加在不同pH稻田低镉累积水稻品种筛选试验，丰富和完善湄潭县镉低累积水稻品种筛选体系，实现湄潭县不同污染稻田水稻的安全生产。

4 结 论

10个供试水稻品种产量整体较高，为497～682 kg/667 m2，较高的品种依次为蓉7优2115、宜香4245、中优177。10个供试水稻品种中镉、汞、砷、铅、铬元素均未超标，其中花香7号、宜香优2168、蓉7优2115为相对镉低累积水稻品种。综上，蓉7优2115产量最高，镉含量相对较低，可作为当地优先选择的低累积水稻品种。