適于浙江省種植的鎘低累積水稻品種篩選

李貴松，徐火忠，吳林土，葉春福，洪海清，郭彬

(1.松陽縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 松陽 323400；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

水稻是我國最主要的糧食作物，約有60%的人口以大米為主食，人均攝入量約為238.3 g·d-1[1]。水稻對鎘(Cd)的吸收明顯強于玉米、大豆等其他大宗農(nóng)作物，長期食用Cd超標(biāo)大米會引發(fā)痛痛病等嚴(yán)重疾病[2]。在中國南方部分地區(qū)，稻米 Cd 含量超標(biāo)事件時有發(fā)生，并引發(fā)了社會關(guān)注的食品安全問題[3]。鑒于我國人多地少的國情，Cd污染農(nóng)田不宜長期撂荒修復(fù)，而需采取有效措施確保作物安全生產(chǎn)[4]。推廣應(yīng)用Cd低累積水稻品種是解決我國南方Cd輕度污染農(nóng)田安全生產(chǎn)的一個重要途徑。我國湖南[5-6]、廣西[7]、廣東[8]等一些省份已在低 Cd水稻品種篩選方面開展了大量的試驗研究。但受水稻品種區(qū)域適種性的限制，其他省份篩選的低 Cd 品種并不適合在浙江省種植推廣，且本地農(nóng)民種植意愿也較低。目前，關(guān)于適合浙江省推廣種植的低Cd水稻品種篩選研究還不多見。此外，以往大部分田間試驗報道僅為1 a的篩選結(jié)果，不同水稻品種不同年間對Cd的吸收穩(wěn)定性是否存在差異也需要開展進一步研究。

本研究以浙江省主推水稻品種為主要試驗材料，在浙江某輕度Cd污染農(nóng)田開展了連續(xù)2 a的田間試驗，對水稻產(chǎn)量與稻米Cd含量進行了綜合比較，為明確適宜浙江省安全種植的Cd低累積水稻品種推廣提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2017年、2018年在浙江某輕度Cd污染農(nóng)田上進行。土壤類型為水稻土，土壤pH 5.43，有機質(zhì)含量18.1 g·kg-1，堿解氮含量131 mg·kg-1，速效磷含量24.6 mg·kg-1，土壤全Cd含量0.37 mg·kg-1。

參試的品種(系)有浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自選的水稻種質(zhì)資源43份(表1)；浙江省主推的水稻品種6個：甬優(yōu)9號、甬優(yōu)12、甬優(yōu)15、甬優(yōu)538、中浙優(yōu)1號、中浙優(yōu)8號。

1.2 方法

試驗設(shè)微區(qū)試驗和小區(qū)試驗。

微區(qū)試驗。參試的為43份自選的水稻種質(zhì)資源。每個品種(系)栽植1個微區(qū)，面積2 m2，微區(qū)間間隔50 cm，四周設(shè)1 m保護行。小區(qū)試驗。參試的為6個浙江省主推水稻品種，每個品種栽植1個小區(qū)，面積15 m2，每個小區(qū)間隔1 m，周圍設(shè)1 m保護行。

水稻浸種5 d，露白后穴播，行、株距25 cm×15 cm，每穴播3粒，待水稻長至兩葉一心后間苗。所有小(微)區(qū)田間管理與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理方式保持一致。

1.3 檢測項目與方法

水稻收獲時每個品種取樣3株，測定稻米Cd含量。對小區(qū)試驗的水稻品種進行測產(chǎn)，并考察水稻產(chǎn)量三要素。將收獲的稻米70 ℃烘至恒重，采用純硝酸-微波消解儀消解。土壤樣本風(fēng)干過篩后，采用硝酸-氫氟酸-過氧化氫7∶1∶2的消解體系，微波消解儀消解。消解溶液定容后，ICP-MS法測定Cd含量，結(jié)果以3次的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2016軟件進行制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 微區(qū)試驗43個水稻品種(系)稻米Cd含量

表1表明，2017年有8個品種(系)的稻米Cd含量超過國家稻米Cd限量標(biāo)準(zhǔn)(0.20 mg·kg-1)，2018年僅1個品種(系)超標(biāo)；但2 a平均值，除R4020外，其他42個品種(系)均低于國家稻米Cd限量標(biāo)準(zhǔn)，有10個品種低于0.10 mg·kg-1，其中加33最低，為0.050 mg·kg-1，相對較低的品種還有南粳46、秀水137以及甬優(yōu)538等。表明低種植累積品種是Cd輕度污染農(nóng)田安全利用的一項重要措施。此外，連續(xù)2 a的測定還發(fā)現(xiàn)，不同品種水稻Cd吸收能力的穩(wěn)定性存在差異，2 a間稻米Cd含量相對偏差<20%的僅有8個，相對偏差≤40%的有23個。這一方面可能與2 a間的氣候、水分管理存在差異有關(guān)，另一方面也與稻米品種本身對Cd的累積特性不穩(wěn)定有關(guān)。

表1 連續(xù)2 a微區(qū)試驗43個水稻品種(系)稻米粒Cd含量表現(xiàn)

2.2 小區(qū)試驗6個水稻品種產(chǎn)量及稻米Cd含量

表2表明，2017年由于受臺風(fēng)影響，6個參試品種水稻產(chǎn)量均低于2018年，其中差異最大的為甬優(yōu)12，差異最小的為甬優(yōu)538。甬優(yōu)538連續(xù)2 a產(chǎn)量最高，且667 m2均高于700 kg。對產(chǎn)量三要素的分析表明，有效穗數(shù)較多的為中浙優(yōu)1號，千粒重較大的為甬優(yōu)9號，每穗實粒數(shù)較多的為甬優(yōu)538，說明決定水稻產(chǎn)量的最關(guān)鍵要素為每穗實粒數(shù)。

表2 連續(xù)2 a小區(qū)試驗6個水稻品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成三要素表現(xiàn)

如圖1所示，6個品種稻米Cd含量均低于國家限量標(biāo)準(zhǔn)。連續(xù)2 a的檢測發(fā)現(xiàn)，與微區(qū)試驗結(jié)果一致，不同年間水稻Cd累積存在一定差異，2018年稻米Cd含量與2017年的相比，甬優(yōu)9號、甬優(yōu)12、甬優(yōu)15以及中浙優(yōu)1號有所增加，甬優(yōu)538和中浙優(yōu)8號有所降低。2 a Cd含量相對較高的為甬優(yōu)15和中浙優(yōu)1號，相對較低的為甬優(yōu)538。表明適合浙江省Cd低污染農(nóng)田推廣種植的水稻品種為甬優(yōu)538。

圖1 2017年、2018年6個水稻品種稻米Cd含量

3 小結(jié)

2017年、2018年微區(qū)與小區(qū)試驗結(jié)果表明，甬優(yōu)538為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、稻米Cd低累積的水稻品種，適宜在浙江省鎘低污染農(nóng)田推廣種植。