VIP稻田镉污染控制技术的研究与应用

2017年沅江市农业局项目办在南嘴镇百家沟村实施了VIP稻田镉污染控制技术的研究与应用试验示范项目, 根据试验示范数据结果:通过使用低镉品种, 改良稻田灌溉模式, 施用石灰调节土壤酸碱度, 以及配合施用生态有机肥等, 可以明显降低稻米中镉含量。

1 项目实施的基本情况

2017年, 沅江市重金属污染VIP技术修复治理试验示范点选择在南嘴镇百家沟村。小区试验面积0.23hm2左右, 另外示范面积1.33hm2, 对照面积1.76hm2, 共3.33hm2面积。试验田灌溉水源主要来源于大农小二型水库, 水质清洁无污染。试验点稻田集中连片, 属双季稻产区, 且肥力水平、污染程度一致;距主要交通干道200m以上。

1.1 试验示范点的位置

试验示范点安排在沅江市南嘴镇百家沟村殷家湾组, 试验小区设在袁传斌农户的0.23hm2稻田, 示范区设在沈平安农户的1.33hm2稻田, 对照区设在彭四喜农户的1.76hm2稻田。

1.2 试验点的主要污染源类型:

一是大气沉降。包括工业生产、汽车尾气、轮胎磨损。二是河湖沉积重金属污染。三是农药化肥农膜。

1.3 试验点的主要稻田土壤类型、成土母质

试验点土壤属第四纪红壤, 成土母质为河湖沉积物。

1.4 项目的组织实施情况

今年, 沅江市从南嘴镇百家沟村殷家湾组选取了集中连片3.33hm2稻田进行试验示范。此次实验分为两大部分:一是VIP修复治理小区试验:选取0.23hm2左右的田地进行小区试验, 试验点早稻使用低镉品种“湘早籼32号”, 地方对照品种使用当地品种“中早39”。晚稻低镉品种使用“湘晚籼13号”, 地方对照品种使用“岳优9113”。小区试验共30个, 即10个处理×3次重复。每个小区6m×5m, 小区间留走道和灌排水沟, 小区间作埂, 田埂高度保持在30cm左右, 并覆盖农膜, 分小区单排单灌, 防止小区间串流影响试验效果, 小区总面积达900m2。二是VIP修复治理大田示范:选择1.33hm2稻田开展适应本地区低成本修复模式 (T2和T5) 进行示范。三是在用余下的1.76hm2稻田采用当地大面积推广种植的品种进行对照。通过使用低镉品种, 改良稻田灌溉模式, 调节土壤酸碱度, 并在此基础上配合施用生态有机肥等, 从而有效降低稻种镉含量, 实现镉污染稻田边生产边修复治理和有效降低大米镉含量的目标。

2 试验的实施方案

2.1 小区试验的实施方案

各处理主要各项农事操作, 特别是管水施肥、降镉产品等方面的详细记载。

2.1.1 试验品种名称及生育期。

早稻低镉品种为湘早籼32号, 当地品种为中早39, 3月26日播种, 4月25日移栽, 成熟期分别为7月15日、17日;晚稻低镉品种为湘晚籼13号, 当地品种为岳优9113, 播种时间6月22日, 7月20日移栽, 成熟期分别是11月8日、10月29日。

2.1.2 小区试验与示范区的肥料施用情况。

早稻在翻整大田时667m2施基肥碳铵35kg、钙镁磷25kg, 5月5日667m2施追肥尿素8kg;晚稻在翻整大田时667m2施基肥45%复合肥20kg、7月24日667m2施追肥尿素9kg。

2.1.3 T1 (CK) 、T2 (V) 、T4 (P) 、T5 (VP) 等非I处理的灌水田间操作。

早稻移栽开始到6月6号晒田前田间灌水深度4~5cm, 晒田从6月6日至18日, 计12d;6月18日后田间灌水深度4~5cm至腊熟期自然落干;晚稻移栽开始到8月24号晒田前田间灌水深度4~5cm, 晒田从8月24日至9月2日, 计8d;9月2日后田间灌水深度4~5cm至腊熟期自然落干。

2.1.4 T3 (I) 、T6 (IP) 、T7 (VIP) 、T8-10等I处理的灌水田间操作。

早稻和晚稻从移栽开始到腊熟期前一直保持田间灌水深度4~5cm, 不晒田, 到腊熟期田水自然落干。

2.1.5 小区试验中P处理及示范区P处理的石灰施用操作。

早稻和晚稻分别在5月25日和8月20日施生石灰60kg/667m2。

2.1.6 小区试验中n处理的施用操作。

早稻和晚稻的T8、T9处理分别在4月25日、7月20日 (即移栽时) 施用生态有机肥100 kg/667m2;早稻和晚稻的T10处理分别在6月15日、9月15日 (始穗期) 喷施硅硒肥, 浓度为0.17‰。

2.2 试验的结果分析

2.2.1 对小区试验结果进行分析。

早稻10个处理小区:当地品种+CK (T1) 、低镉品种+CK (T2) 、当地品种+优化水管 (T3) 、当地品种+生石灰 (T4) 、当地品种+生石灰 (T5) 、当地品种+优化水管+生石灰 (T6) 、低镉品种+优化水管+生石灰 (T7) 、低镉品种+生石灰+生物有机肥 (T8) 、低镉品种+优化水管+生石灰+生物有机肥 (T9) 、低镉品种+优化水管+生石灰+生物有机肥 (T10) , 对土壤PH值、土壤含镉量 (mg/kg) 和糙米镉含量 (mg/kg) 分别进行了检测, 其平均值分别为:T1:5.31, 0.24, 0.046。T2:5.24, 0.23, 0.062。T3:5.06, 0.24, 0.059。T4:5.07, 0.25,

0.040。T5:5.52, 0.24, 0.026。T6:5.47, 0.24, 0.033。T7:5.31, 0.24, 0.086。T8:5.44, 0.26, 0.064。T9:5.59, 0.24, 0.048。T10:5.71, 0.24, 0.032;晚稻T1--T10各处理的土壤PH值、土壤含镉量 (mg/kg) 和糙米镉含量 (mg/kg) 分别进行了检测, 其平均值分别为:T1:5.73, 0.13, 0.235。T2:5.63, 0.13, 0.150。T3:5.37, 0.13, 0.224。T4:5.92, 0.12, 0.195。T5:6.18, 0.11, 0.155。T6:6.15, 0.10, 0.181。T7:6.29, 0.11, 0.192。T8:6.40, 0.12, 0.183。T9:6.43, 0.13, 0.181。T10:6.53, 0.11, 0.145。

2.2.2对示范的数据结果进行分析。

早稻低镉品种+CK (T2) 、低镉品种+生石灰 (T5) 、对照 (常规种植T1) :对土壤PH值、土壤含镉量 (mg/kg) 和糙米镉含量 (mg/kg) 分别进行了检测, 其平均值分别为:T2:5.19, 0.21, 0.082。T5:5.09, 0.24, 0.018。T1:5.06, 0.27, 0.064。

晚稻低镉品种+CK (T2) 、低镉品种+生石灰 (T5) 、对照 (常规种植T1) :对土壤PH值、土壤含镉量 (mg/kg) 和糙米镉含量 (mg/kg) 分别进行了检测, 其平均值分别为:T2:5.89, 0.12, 0.139。T5:5.93, 0.09, 0.211。T1:5.96, 0.14, 0.150。

结论:按照2016年重金属检测结果显示:示范点土壤PH值在4.7-5.9之间, 稻谷镉含量在0.290mg/kg以上。而试验结果显示, 土壤PH值在6.5之下, 稻谷的镉含量降低很明显。只是小区处理间没有明显的差异性。

3 存在的问题和不足

试验中, 我们严格按照实施方案的处理要求进行操作, 在撒施生石灰后, 由于我市连续受强降雨影响, 水流过大, 无法顺畅排水, 造成了试验小区间水位串流, 直接影响了试验示范的对比效果。

现在农民注重的是看得见的经济效益, 修复治理重金属污染耕地是一项以社会效益、长远效益为主的工作, 开展修复治理工作比较费时费工, 增加了劳动强度, 没有补助资金农民普遍不愿接受。

4 下一步工作计划

针对2017年试验示范存在的诸多问题, 我们将总结经验, 加强对专业技术队伍和种植区农户的技术指导与培训, 提高团队的责任意识, 规范稻田重金属污染VIP技术修复治理的技术标准。并且密切关注天气变化, 科学应对恶劣天气给试验示范造成的不良影响。

摘要：通过使用低镉品种, 改良稻田灌溉模式, 施用石灰调节土壤酸碱度, 以及配合施用生态有机肥等, 达到有效降低稻米镉含量, 实现镉污染稻田边生产边修复治理和有效降低大米镉含量的目标。

关键词：稻田镉污染,控制技术,降镉措施研究与应用