镉铅超标农田养蚕试验分析

颜新培，龚 昕，黄仁志，蒋诗梦，雷 鸣，龙唐忠，贾超华，秦志雄

（1. 湖南省蚕桑科学研究所，湖南长沙410127；2. 湖南农业大学资源与环境学院，湖南长沙410128）

湖南有色金属矿藏十分丰富，素有“有色金属之乡”之称。近年来，随着湖南有色金属矿山开采和冶炼行业的发展，矿区周围土壤和水域镉铅等重金属污染的程度日益加重。因此，研究有效治理土壤重金属污染方式和替代产业调整模式，已成为湖南省农业可持续发展和生态系统安全循环的当务之急。桑树属桑科桑属多年生、阔叶型、落叶性木本植物，生物量大、生长迅速，对镉等重金属污染具有较好的耐受性和吸附能力，农民通过栽桑养蚕可绕开食物链环节获得较好的经济效益，减轻政府治理投入和维护乡村社区稳定的压力。本项实验在岳阳市某工矿区选择典型的镉铅超标农田栽桑养蚕，通过其桑蚕经济性状及效益比较分析，证实镉铅污染农田栽桑养蚕的可行性，为镉铅污染农田安全、经济、高效、生态利用和污染区产业结构调整进行有益的探索。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2013年2月在岳阳市某工矿区选择典型的镉铅超标农田（镉监测点监测值最低为1.15 mg/kg、最高值为5.75mg/kg 及超标3～18 倍，铅轻度超标）。在试验区栽植粤桑11 号（A）、农桑14 号（B）、强桑1 号（C）3个桑品种，每个品种分别按1 000 株/667m2（1）、2 000 株/667m2（2）、3 000 株/667m2（3）密度栽植。桑树苗发芽前离地面25cm 高时剪去苗干，当年养成2～3 根壮枝。2014年桑树发芽前，在离地面60cm 处剪去，养成第一支干，发芽后每根支干选留2～3个壮芽，每株养成5～6根壮条。2014年5月上旬收蚁，供试家蚕品种为湖滨×明光的春制越年反交种，至4 龄蚕后按3个桑品种、3种密度、3个重复分区饲养，每区200 头，共27个区，采试验田桑叶饲养；以非镉铅污染农田桑叶养蚕为对照，设3个重复。整个试验共饲养30个区。

1.2 调查方法

2014年5月上旬调查不同桑树品种的生长状况。在家蚕盛熟后第7 天进行蚕茧调查。从各区普通茧中称出斤茧颗数（用每千克颗数表示），抽样削茧调查普茧死笼数，根据各区双宫和下屑茧死笼茧数计算出全区死笼率（%），再计算出各区虫蛹统一生命率。每区随机鉴别雌雄茧2 5 颗，调查全茧量（g）、茧层量（g），计算雌雄平均全茧量、茧层量及茧层率。

1.3 分析方法

用数理统计方法对各区数量性状进行方差分析、F测验、各因素各水平间显著性测验。

2 结果与分析

2.1 不同桑树品种的生长状况

2014年5月上旬调查不同桑树品种的生长状况。粤桑11 号树形稍开展，群体整齐，枝条直；节间距5.0 cm，叶序2/5，叶心脏形和长心形，叶色翠绿，叶尖长尾状；春季成熟叶长25.0 cm，叶幅20.0 cm，叶柄长6 厘米；顶芽壮，黄绿色；产叶量31 796 kg/hm2。

农桑14 号树形直立，树冠紧凑，枝条粗直而长；节距3.7 cm，叶序3/8，叶心脏形，墨绿色，叶尖短尾状；春季成熟叶长23.5 cm，叶幅20.5 cm，叶柄长8 厘米；桑产叶量为38 480 kg/hm2。

强桑1 号树形直立，树冠紧凑，枝条粗长；节距3.6 cm，叶序2／5、3／8，叶长心形，深绿色，叶尖尾状；春季成熟叶长30.5 cm，叶幅24 cm；桑产叶量为35 570 kg/hm2。

这3个品种在工矿区典型的镉铅超标农田生长良好，产叶量高，农艺性状优良，符合各品种的特征特性。

2.2 经济性状比较

各处理间虫蛹统一生命率、全茧量、茧层量、茧层率、斤茧颗数与对照相比，农桑系列指数几乎接近和超过对照，表现较优。经方差分析和F 测验。虫蛹统一生命率处理间、区组之间差异不显著；全茧量、茧层量、茧层率、斤茧颗数区组之间差异不显著；处理间全茧量、茧层量、茧层率、斤茧颗数F 值分别为9.55、6.14、5.13、15.42，存在极显著差异。采用LSR 法进一步检验测定全茧量、茧层量、茧层率各处理间平均数显著水平（表1）。

表1 全茧量、茧层量、茧层率、斤茧颗数各处理间多重比较

从差异显著性测验推断，全茧量、茧层量、茧层率、斤茧颗数各处理间有极显著差异。全茧量以B2、B1、B3最高，茧层量以B2、B1、B3 最高，茧层率以C3、B1、B3最高，斤茧颗数以B2、B1、B3 最低。通过多重比较差异显著性分析，综合各经济性状，初步推测在工矿区镉铅超标农田以栽植农桑14 号品种较好，密度为每667m2栽植1000～2000 株。

2.3 经济效益比较

斤茧颗数是盒种产茧量计算的基础，也是养蚕经济效益的基础。一盒蚕种按2.5 万头蚁蚕计算，根据表1 斤茧颗数和虫蛹统一生命率计算出一盒种的结茧颗数，再计算出盒种产茧量，蚕茧按40 元/kg 计算，可算出每盒种的产值即经济效益。

表2 显示，同样的密度以栽植农桑14 号盒种产茧量较高，产值即经济效益较好。对不同品种不同密度分析，以B1、B2 即农桑14 号品种栽植密度为1 000～2 000 株/667m2的经济效益较高。

3 讨论

（1）在岳阳市某工矿区选择典型的镉铅超标农田栽植桑树，3个品种生长良好，产叶量高，农艺性状优良，符合各品种的特征特性，说明桑树对镉、铅具有一定的耐受性和富集能力。据前期研究，桑树在镉为40 mg/kg 的土壤中都能正常生长，桑树也能在铅含量734 mg/kg 的污染土壤中生长而在外观上不表现出明显的受胁迫现象。因此在湖南大部分镉、铅等重金属污染区桑树都能作为替代作物栽植而不受胁迫。

（2）通过各处理间虫蛹统一生命率、全茧量、茧层量、茧层率、斤茧颗数进行方差分析和F 测验，组间差异不显著，说明处理间各重复区饲养过程中技术处理基本一致，发育匀整。通过对全茧量、茧层量、茧层率各处理间进行方差分析和F 测验，处理间各经济性状差异极显著。全茧量以B2、B1、B3 最高，茧层量以B2、B1、B3 最高，茧层率以C3、B1、B3 最高。斤茧颗数以B2、B1、B3为最少，产值即效益最高。通过多重比较差异显著性分析，综合各经济性状及效益，初步推测在工矿区镉铅超标农田第一年以栽植农桑14 号品种较好，适宜密度为1 000～2 000 株/667m2。

表2 各处理桑蚕经济效益比较

（3）该项实验通过镉铅超标农田养蚕的经济性状比较，证实了镉铅污染农田栽桑养蚕及产业结构调整的可行性，说明栽桑养蚕是镉铅污染耕地安全、经济、高效的生态利用模式。由于是一次春季饲养的数据，只能通过一次数据资料推断处理间差异显著性，不能完全反映处理间差异显著性。处理间差异显著性的真实性和处理间主要经济性状的显著值的准确性，需要多次数据的积累和分析才能确定。

[1]盛 骤,谢式千,潘承毅.概率论与数理统计(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1997.

[2]刘 权,陆星垣.蚕桑试验设计及统计方法[M].上海:上海科学技术出版社,1987.

[3]颜新培,黄仁志.湖南省现行家蚕品种人工饲料育蚕效果评价[J].湖南农业科学,2009,(2):137-138.

[4]颜新培,李章宝,黄仁志,等.湖南桑蚕品种主要经济性状平均数的置信限分析[J].湖南农业科学,2011,(9):152-154.