水分调控下绿肥种植和石灰施用对双季稻稻米镉含量的影响.pdf

中国水稻科学(Chin J Rice Sci),2024,38(2):211222 http:/ 211 DOI:10.16819/j.1001-7216.2024.231005 水分调控下绿肥种植和石灰施用对双季稻稻米镉含量的影响 唐志伟1 朱相成2 张俊1,*邓艾兴1 张卫建1(1中国农业科学院 作物科学研究所，北京 100081；2宜春学院 生命科学与资源环境学院 农学系，宜春 336000；*通信联系人，email:)Effects of Green Manure Planting and Lime Application on Cadmium Content in Double-cropping Rice Under Controlled Irrigation TANG Zhiwei1,ZHU Xiangcheng2,ZHANG Jun1,*,DENG Aixing1,ZHANG Weijian1(1 Institute of Crop Sciences,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China;2 Department of Agronomy,College of Life Sciences and Resource Environment,Yichun University,Yichun 336000,China;*Corresponding author,email:)Abstract:【Objective】Cadmium(Cd)pollution in farmland is a major environmental challenge affecting the development of high-quality rice production in China,impacting both rice commodity value and human health.This study conducted a large-area field trial to investigate the effects of green manure planting and lime application on rice yield and Cd content in grain under controlled irrigation,aiming to provide technical references for rice production safety.【Method】Early and late rice varieties used in the experiment were Xiangzaoxian 24 and Huarun 2,respectively.The field experiment was conducted in Yiyang City,Hunan Province,where five treatments were set up:conventional cultivation(CK),controlled irrigation(W),green manure+controlled irrigation(GW),lime+controlled irrigation(LW),and green manure+lime+controlled irrigation(GLW).【Result】Compared with the CK treatment,the average cadmium content in brown rice in the early and late rice under the W,GW,and LW treatments was significantly reduced by 34.5%,83.5%,and 83.3%,respectively.The average cadmium content in rice grain was significantly reduced by 26.3%,82.5%,and 83.4%,respectively.As for GLW,compared to CK,the cadmium content in brown rice of late rice was only significantly reduced by 43.7%,and that of rice grain was significantly reduced by 40.8%correspondingly.Compared with the CK treatment,the average cadmium content in rice husk in early rice and late rice under GW and LW treatments was significantly reduced by 71.3%and 74.2%,respectively.However,in GLW,it was significantly reduced by 38.5%only in the late-season rice.The average cadmium content in stems and leaves in early rice and late rice under GW and LW treatments was significantly reduced by 85.3%and 79.1%,respectively,but that of GM was significantly reduced by 51.9%only in the late rice.Compared with the CK treatment,the soil pH value in the early and late rice under the W,GW,and LW treatments was significantly increased by 6.2%,23.7%,and 20.0%,respectively.The average soil effective Cd content in the early and late rice under the GW treatment was significantly reduced by 20.0%to 22.6%during the filling period.Compared to CK,the GW and LW treatments significantly reduced Cd translocation from early rice hulls to brown rice.Except for the W treatment,where the differences between early rice hulls and late rice stems and leaves were not significant,other treatments significantly reduced the enrichment of soil Cd in stems and leaves,brown rice,and rice hulls.There was no significant difference in rice yield among treatments.【Conclusion】Under flooding irrigation after panicle differentiation,planting leguminous green manure in winter or lime application in spring could ensure rice production safety in lightly cadmium-polluted paddy fields without affecting rice yield.Key words:cadmium polluted rice fields;double-cropping rice system;controlled irrigation;green manure planting;lime application 摘 要：【目的】农田镉(Cd)污染是当前我国水稻产业高质量发展面临的主要环境问题之一，严重影响稻米商品价值和人民健康。本研究采用田间大区试验，探究水分调控下绿肥种植、石灰施用对稻米 Cd 含量及水稻产量的影响，以期为水稻安全生产提供技术参考。【方法】试验用早、晚稻品种分别为湘早籼 24 号和华润 2 号，试验地在湖南省益阳市，设置常规栽培(CK)、水分调控(W)、绿肥+水分调控(GW)、石灰+水分调控(LW)、绿肥+石灰+水收稿日期：2023-10-16；修改稿收到日期：2023-11-29。基金项目：现代农业产业技术体系建设专项（CARS-22）。212 中国水稻科学(Chin J Rice Sci)第38卷第2期(2024年3月)分调控(GLW)共5个处理。【结果】与CK处理相比，W、GW和LW处理早晚稻平均糙米镉含量分别显著降低34.5%、83.5%和83.3%，稻谷镉含量分别显著降低26.3%、82.5%和83.4%；GLW处理仅晚稻的糙米镉含量显著降低43.7%，稻谷镉含量显著降低 40.8%。相比 CK处理，GW和LW处理早晚稻平均稻壳镉含量分别显著降低71.3%和74.2%，茎叶镉含量显著下降85.3%和79.1%；GLW处理仅晚稻的稻壳镉含量显著降低38.5%，茎叶镉含量显著降低51.9%。相比 CK 处理，W、GW 和 LW 处理早晚稻平均灌浆期土壤 pH 值分别显著提高 6.2%、23.7%和 20.0%，GW 处理早晚稻灌浆期土壤有效镉含量显著降低 20.0%22.6%。相比 CK 处理，GW 和 LW 处理可显著降低早稻稻壳中的Cd 向糙米转运；除 W 处理早稻稻壳和晚稻茎叶较 CK 处理差异不显著外，其余各处理均可显著降低土壤中的 Cd向茎叶、糙米和稻壳富集。各处理间水稻产量差异不显著。【结论】在水稻孕穗后淹水灌溉基础上，配套冬季豆科绿肥种植或春季石灰施用，可实现轻度镉污染稻田水稻安全生产，不影响水稻丰产。关键词：镉污染稻田；双季稻；水分调控；绿肥种植；石灰施用 水稻(Oryza sativa L.)是我国最重要的口粮作物，其高产、稳产和优质对保障我国粮食安全具有重要意义1。2014 年 全国土壤污染状况调查公报显示，镉(Cd)污染物点位超标率为 7.0%，位于 8 种无机污染物之首；从分布情况看，Cd 污染物含量呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势2。在常规栽培条件下，水稻对土壤中的 Cd 有较强的富集能力，长期食用 Cd 污染稻米会影响人体的骨骼、心脑血管和神经系统，严重危害人民的身体健康3-4。由于南方双季稻区土壤 Cd 含量背景值比较高，且土壤普遍偏酸性，提高了土壤中 Cd的生物有效性，稻米 Cd 含量超标风险高5,6。降低南方双季稻区稻米 Cd 含量对于保障国民身体健康和推动水稻产业可持续发展意义重大。目前，适用于 Cd 污染农田的土壤修复技术主要包括农艺修复技术、土壤钝化技术和植物修复技术等7,8。农艺修复技术和原位钝化技术因具有操作简便、费用低、技术较成熟等优点，从而在生产中广泛应用7,9。因此，当前研究者大多围绕种植低Cd 积累水稻品种10、进行淹水灌溉11、施用有机物料12等农艺调控措施，增施生石灰13、黏土矿物14、沸石15等原位钝化技术来降低稻米 Cd 含量。土壤中 Cd的活性和生物有效性受酸碱度(pH)、氧化还原电位(Eh)、有机质、阳离子交换量等土壤理化性质的影响9。长期淹水条件下，土壤处于强还原状态，土壤中的 SO42被硫酸盐还原菌还原成 S2，由于 Cd具有很强的亲硫性质，Cd2+与 S2形成难溶的 CdS沉淀，从而可以降低 Cd 的活性16。石灰可以通过提高 pH 值，促使土壤中的有效 Cd 向还原态和残渣态转化，削弱土壤 Cd 的迁移能力，降低作物对 Cd的富集能力17。紫云英种植并还田是南方地区提升耕地质量和改善稻田生态环境的一项重要农艺措施18。一方面，紫云英根系及其茎叶还田产生的溶解性有机物和富里酸/腐殖酸与 Cd 螯合或络合，从而改变 Cd 的赋存形态，降低 Cd 的生物有效性；另一方面，紫云英还田可以为土壤微生物提供碳源，增强土壤酶活性和铁锰氧化物还原过程，促进根表铁膜形成，进而降低土壤 Cd 活性19。目前关于水分调控、绿肥、石灰等单一措施对水稻产量与稻米 Cd 含量调控的研究较多，但在水分调控基础上探讨绿肥和石灰对双季稻稻米降 Cd效应的研究鲜见报道。本研究拟通过探究水稻生殖生长期淹水管理下，绿肥种植与石灰施用对稻米 Cd含量及产量的影响，以期为水稻安全生产提供技术参考。1 材料与方法 1.1 试验地概况 2021 年 3 月至 10 月在湖南省益阳市赫山区泉交河镇(28 28 57 N，112 32 02 E)开展田间试验。该地气候类型为亚热带季风气候，土壤类型为红黄泥，质地为黏壤土，其 020 cm 理化性状的背景值如表 1 所示。2021 年日累积降雨量和日平均温度如图 1 所示。1.2 供试材料 试验用早稻品种为湘早籼 24 号(常规稻，低镉积累品种)，晚稻品种为华润 2 号(常规稻，低镉积累品种)。绿肥选用紫云英品种湘紫 2 号，石灰选用生石灰。1.3 试验设计 采用大区对比试验设计，共设置 5 个处理：常规栽培处理(CK)、水分调控处理(W)、绿肥+水分调控处理(GW)、石灰+水分调控处理(LW)、绿肥+石灰+水分调控处理(GLW)；各处理不设重复，各大区面积为 53 m 25 m=1325 m2。常规栽培处理的水分管理方式为移栽后至返青期采取湿润灌溉，分蘖期田间保持 35 cm 水层，茎蘖数达到计划有效穗数的 80%时晒田，孕穗至齐穗期保持 23 cm 水层，灌浆至成熟期采取干湿交唐志伟等：水分调控下绿肥种植和石灰施用对双季稻稻米镉含量的影响 213 替灌溉，每次灌溉 23 cm，并且等上一次灌水落干后再灌下一次水，如此反复，水稻收获前 1 周落干。肥料管理方式为早、晚稻均于抛秧前施用复合肥(N-P2O5-K2O=18-10-12)750 kg/hm 作基肥，于分蘖期(抛秧后第 7 天)施用尿素(含 N 46%)75 kg/hm2作追肥，不施用穗肥；折合纯 N 169.5 kg/hm2，P2O5 75 kg/hm2，K2O 90 kg/hm2。水分调控、绿肥+水分调控、石灰+水分调控、绿肥+石灰+水分调控处理的水分管理方式为移栽后至返青期采取湿润灌溉，分蘖期田间保持 35 cm水层，茎蘖数达到计划有效穗数的 80%时晒田，孕穗至成熟期持续保持 23 cm 水层，水稻收获前 1周落干。绿肥于头一年晚稻收获后留高茬套播紫云英，播种量为 37.5 kg/hm2，地上部鲜质量为 18.5 t/hm2，次年春季将紫云英于盛花期翻压还田。石灰+水分调控处理于早稻整地前将生石灰施入稻田，绿肥+石灰+水分调控处理于早稻紫云英翻压前将生石灰施入稻田；早稻石灰施用量均为 1.5 t/hm2。各处理于同一天进行旋耕整地作业，其他管理方式同常规栽培处理。早、晚稻移栽方式为人工抛栽，密度约为 30104穴/hm2。早稻于 3 月 11 日播种，4 月 15 日移栽，7月 8 日收获；晚稻于 6 月 5 日播种，7 月 12 日移栽，10 月 5 日收获。双季水稻秸秆全量旋耕还田。1.4 测定项目及方法 1.4.1 土壤 pH 值 早、晚稻乳熟期(齐穗后第 10 天)，各大区按五点取样法取 020 cm 耕层土壤，自然风干后粉碎过表 1 试验地土壤基本理化性质 Table 1.Basic physical and chemical properties of soil in the experimental site 处理 Treatment pH 值 pH value 有机质Organic matter(g/kg)全氮 Total nitrogen(g/kg)全磷 Total phosphorus(g/kg)全钾 Total potassium(g/kg)碱解氮 Available nitrogen(mg/kg)速效钾Available potassium(mg/kg)总镉 Total cadmium(mg/kg)有效镉 Available cadmium(mg/kg)CK 5.00.0 b 41.71.0 a 1.40.1 ab0.50.0 b 0.30.0 a 183.03.0 a84.80.0 a 0.40.0 a 0.20.0 a W 5.10.0 a 42.51.5 a 1.40.1 ab0.60.0 a 0.30.1 a 163.03.0 b78.15.8 b 0.40.0 b 0.20.0 c LW 5.00.0 b 41.31.0 a 1.50.0 a 0.60.0 a 0.30.0 a 145.03.0 c76.42.9 b 0.40.0 b 0.20.0 b GW,GLW 5.10.1 ab 39.32.8 a 1.30.0 b 0.50.1 b 0.30.0 a 143.51.5 c74.70.0 b 0.30.0 b 0.20.0 c CK、W、LW、GW 和 GLW 分别代表常规栽培、水分调控、石灰+水分调控、绿肥+水分调控和绿肥+石灰+水分调控。下同。其中，GW 和 GLW处理背景值取样点为同一绿肥种植田块。同列不同小写字母表示处理间存在显著性差异（P0.05）。The treatments CK,W,LW,GW,and GLW represent conventional cultivation,controlled irrigation,lime+controlled irrigation,green manure+controlled irrigation and green manure+lime+controlled irrigation,respectively.Among them,the soil samples for background values of GW and GLW treatments were taken from the same field where the green manure was planted.Different lowercase letters in the same column indicate significant differences at 0.05 level(P0.05).图 1 试验地 2021 年日累积降雨量与日平均温度 Fig.1.Daily precipitation and average air temperature in 2021 at the experimental site 214 中国水稻科学(Chin J Rice Sci)第38卷第2期(2024年3月)100 目筛备用。土壤 pH 值采用 pH 计(德国，SARTORIUS PB-10)进行测定(水土比为 2.51)。1.4.2 土壤有效镉(DTPA 提取态镉)含量 取1.4.1 所述过筛土壤样品10.00 g，加入DTPA 提取剂20.00 mL，摇匀后振荡4 h，离心后取上清液稀释至适宜浓度，过滤膜后采用电感耦合等离子体质谱(杭州谱育科技发展有限公司，SUPEC 7000)进行测定。1.4.3 植株总镉含量 早、晚稻成熟期，各大区按五点取样法，每个取样点一次重复，共 5 次重复。每个点选择具有代表性的植株 5 株，将植株茎、叶、籽粒各部位分离装入牛皮纸袋，置于烘箱中 105下杀青 30 min，80下烘干至恒重。先将各处理部分籽粒放入砻谷机脱壳，分离糙米和稻壳；再将各处理植株茎叶、籽粒、糙米、稻壳依次放入高速粉碎机粉碎，过 60目筛备用。称取 0.5 g 过筛样品(精确至 0.0001 g)，置于消解罐内，加入 3 mL 硝酸、3 mL 氢氟酸 60 加热 30 min 预消解，然后加入 2 mL 过氧化氢，浸泡 30 min 放入超级微波消解仪中进行消解，冷却后转移至 25 mL 容量瓶中定容，过微孔滤膜后采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行测定。1.4.4 产量及产量构成因素 分别于早、晚稻成熟期，各大区使用取样框(1 m1 m=1 m2)按五点取样法取样，每个取样点收获 1 m2，脱粒、晒干后按含水量 14%计算实际产量。各大区分别计算各取样点内的水稻株数和有效穗数，按平均单株有效穗数取代表性植株 5 株计算每穗总粒数、结实率与千粒重。1.5 数据处理 采用 Excel 2016 进行数据整理与图表制作，SPSS 22.0 进行统计分析，采用 LSD 法进行多重比较，采用 Pearson 方法进行显著性检验。水稻各部位 Cd 富集系数(Bioconcentration factor，BF)和转运系数(Transfer factor，TF)计算公式20如下：BF=水稻各组织中 Cd 含量(mg/kg)/土壤中 Cd含量(mg/kg)TF糙米/茎叶=水稻糙米中 Cd 含量(mg/kg)/水稻茎叶中 Cd 含量(mg/kg)TF稻壳/茎叶=水稻稻壳中 Cd 含量(mg/kg)/水稻茎叶中 Cd 含量(mg/kg)TF糙米/稻壳=水稻糙米中 Cd 含量(mg/kg)/水稻稻壳中 Cd 含量(mg/kg)2 结果与分析 2.1 不同调控措施对土壤pH值与有效镉含量的影响 2.1.1 土壤 pH 值 由图 2 可知，处理间早稻和晚稻乳熟期土壤 pH值存在显著差异。早稻季 LW、GW 和 W 处理的 pH值分别显著高于 CK 处理 25.9%、21.0%和 5.1%，但 GLW 处理与 CK 处理差异不显著。晚稻季 GW、LW 和 W 处理的 pH 值分别显著高于 CK 处理26.4%、14.1%和 7.3%，但 GLW 处理与 CK 处理差同一生长季不同小写字母表示处理间存在显著性差异（P0.05）。下同。Different lowercase letters in the same growing season indicate significant differences at 0.05 level(P0.05).The same below.图 2 不同处理对水稻乳熟期土壤 pH 值的影响 Fig.2.Effect of different treatments on soil pH value at the milk-maturing stage of rice 唐志伟等：水分调控下绿肥种植和石灰施用对双季稻稻米镉含量的影响 215 异不显著。2.1.2 土壤有效镉含量 由图 3 可知，早稻和晚稻乳熟期各处理间土壤有效 Cd 含量存在显著差异。早稻季土壤有效 Cd含量以 GW 处理最低，与 CK、W 和 GLW 相比分别显著降低 20.0%、25.2%和 29.0%，但与 LW 处理差异不显著。晚稻季土壤有效 Cd 含量以 GW 处理最低，与其他处理相比显著降低了 21.7%22.6%，但其他处理间差异均不显著。2.2 不同调控措施对水稻地上部各部位镉含量的影响 由表 2 可知，早稻和晚稻茎叶、籽粒、糙米和稻壳中总 Cd 含量处理间差异显著。相比 CK 处理，早稻季 W 处理茎叶、籽粒和糙米 Cd 含量分别显著降低 31.2%、25.9%和 38.1%，但其稻壳 Cd 含量与CK 差异不显著；GW 处理茎叶、籽粒、糙米和稻壳 Cd 含量分别显著降低 84.4%、83.3%、82.5%和68.2%；LW 处理分别显著降低 87.2%、90.7%、90.5%和 81.8%。GLW 处理水稻茎叶、籽粒、糙米和稻壳Cd 含量与 CK 处理差异均不显著。与 CK 相比，晚稻季 W 处理水稻籽粒、糙米和稻壳 Cd 含量分别显著降低 26.8%、31.0%和 28.2%，但其茎叶 Cd 含量与 CK 处理差异不显著；GW 处理分别显著降低86.1%、81.7%、84.5%和 74.4%；LW 处理分别显著降低 71.1%、76.1%、76.1%和 66.7%；GLW 处理则分别显著降低 51.9%、40.8%、43.7%和 38.5%。相比 CK，W 处理虽然显著降低了双季水稻糙米 Cd 含量，但糙米中的 Cd 含量仍高于食品安全国家标准(GB 27622022)的限量(0.2 mg/kg)20；GW 和 LW 处理双季水稻糙米 Cd 含量显著低于 CK图 3 不同处理对水稻乳熟期土壤有效镉含量的影响 Fig.3.Effects of different treatments on soil available cadmium content at the milk-maturing stage of rice 表 2 不同处理对水稻成熟期植株镉含量的影响 Table 2.Effects of different treatments on cadmium content of rice plants at the mature stage mg/kg季别 Growing season 处理 Treatment 茎叶 Stem and leaf 籽粒 Grain 糙米 Brown rice 稻壳 Rice husk 早稻 Early rice CK 1.090.32 a 0.540.06 a 0.630.09 a 0.220.06 a W 0.750.19 b 0.400.16 b 0.390.15 b 0.160.02 a GW 0.170.08 c 0.090.06 c 0.110.06 c 0.070.03 b LW 0.140.04 c 0.050.01 c 0.060.01 c 0.040.01 b GLW 0.980.17 ab 0.460.14 ab 0.520.15 ab 0.210.08 a 晚稻 Late rice CK 4.180.84 a 0.710.08 a 0.710.05 a 0.390.06 a W 3.310.44 a 0.520.03 b 0.490.02 b 0.280.02 b GW 0.580.35 c 0.130.08 c 0.110.06 c 0.100.02 c LW 1.210.56 bc 0.170.04 c 0.170.03 c 0.130.02 c GLW 2.011.42 b 0.420.24 b 0.400.23 b 0.240.09 b 同一生长季同列不同小写字母表示处理间存在显著性差异（P0.05）。下同。Different lowercase letters in the same column in the same growing season indicate significant differences at 0.05 level(P0.05).The same below.216 中国水稻科学(Chin J Rice Sci)第38卷第2期(2024年3月)和 W 处理，且低于国家食品安全标准。2.3 不同调控措施对水稻镉转运系数和富集系数的影响 表 3 表明，相比 CK 处理，GW 处理早稻TF稻壳/茎叶显著提高 138.1%，但早稻 TF糙米/稻壳显著降低 45.2%；LW 处理早稻 TF糙米/稻壳显著降低 53.7%。晚稻季不同处理间镉转运系数差异不显著。由表 4 可知，相比 CK 处理，早稻季 LW 处理BF茎叶、BF糙米和 BF稻壳分别显著降低 87.5%、90.2%和 80.3%，GW 处理分别显著降低 84.5%、82.8%和68.9%，W 处理分别显著降低 31.7%和 36.8%。晚稻季 GW 处理 BF茎叶、BF糙米和 BF稻壳分别显著降低86.0%、85.2%和 75.0%；LW 处理分别显著降低71.1%、75.0%和 67.6%；GLW 处理分别显著降低51.9%、42.9%和 38.0%；相比 CK，W 处理 BF糙米、BF稻壳分别显著降低 31.1%和 27.8%。2.4 不同调控措施对水稻产量及产量构成因素的影响 表 5 表明，不同处理间早稻有效穗数、结实率和晚稻有效穗数、每穗总粒数、结实率、千粒重存在显著性差异，但早稻每穗总粒数、千粒重、产量和晚稻产量差异不显著。早稻有效穗数以 LW 处理最高，较 CK、GW 处理显著增加 28.6%和 21.2%，但与 W 和 GLW 差异不显著；结实率以 W 处理最高，显著高于 GLW 处理 7.7%，但与其他处理差异不显著。晚稻有效穗数以 LW 处理最高，较 CK、GLW 显著增加 23.1%和 22.7%，但与 W 和 GW 差异不显著；每穗总粒数以 CK 处理最高，较 W、GW和 GLW 显著增加 27.2%、27.1%和 19.7%，但与 LW差异不显著；结实率以 GLW 处理最高，较 CK、LW显著增加 11.9%和 13.4%，但与 W 和 GW 差异不显著；千粒重以 GLW 处理最高，较 CK、LW 显著增加 8.1%和 9.0%，但与 W 和 GW 差异不显著。2.5 糙米镉积累和产量与相关指标的相关性分析 由表 6 可知，CK 处理糙米 Cd 含量与土壤 pH值显著负相关(P0.05)；W 处理糙米 Cd 含量与籽粒 Cd 含量极显著正相关(P0.01)，与土壤 pH 值显著负相关；GW 处理糙米 Cd 含量与 IF糙米/稻壳显著正相关；LW 处理糙米 Cd 含量与籽粒 Cd 含量、稻壳 Cd 含量、茎叶 Cd 含量极显著或显著正相关，与土壤 pH 值、TF糙米/茎叶、TF稻壳/茎叶极显著或显著负相关。表 3 不同调控措施对水稻镉转运系数的影响 Table 3.Effect of different treatments on cadmium transfer factor of rice 季别 Growing season 处理 Treatment Cd 由茎叶到糙米转运系数(TF糙米/茎叶)TF of Cd from stem and leaves to brown rice Cd 由茎叶到稻壳转运系数(TF稻壳/茎叶)TF of Cd from stem and leaves to rice husk Cd 由稻壳到糙米转运系数(TF糙米/稻壳)TF of Cd from rice husk to brown rice 早稻 Early rice CK 0.610.16 a 0.210.04 b 2.940.55 a W 0.560.22 a 0.230.10 b 2.430.64 a GW 0.800.49 a 0.500.30 a 1.610.65 b LW 0.470.14 a 0.350.10 ab 1.360.26 b GLW 0.560.24 a 0.220.11 b 2.580.47 a 晚稻 Late rice CK 0.170.03 a 0.100.02 a 1.870.40 a W 0.150.03 a 0.090.01 a 1.740.16 a GW 0.260.23 a 0.210.12 a 1.180.87 a LW 0.180.10 a 0.120.04 a 1.410.43 a GLW 0.470.50 a 0.270.33 a 1.841.02 a 表 4 不同调控措施对水稻镉富集系数的影响 Table 4.Effect of different treatments on cadmium bioconcentration factor of rice 季别 Growing season 处理 Treatment 茎叶 Cd 富集系数(BF茎叶)BF of Cd in stem and leaves 糙米 Cd 富集系数(BF糙米)BF of Cd in brown rice 稻壳 Cd 富集系数(BF稻壳)BF of Cd in rice husk 早稻 Early rice CK 3.030.88 a 1.740.24 a 0.610.17 a W 2.070.52 b 1.100.41 b 0.440.06 a GW 0.470.23 c 0.300.17 c 0.190.09 b LW 0.380.12 c 0.170.02 c 0.120.02 b GLW 2.720.48 ab 1.450.43 ab 0.580.23 a 晚稻 Late rice CK 11.62.33 a 1.960.13 a 1.080.18 a W 9.201.21 a 1.350.06 b 0.780.04 b GW 1.620.97 c 0.290.16 c 0.270.05 c LW 3.351.55 bc 0.490.09 c 0.350.06 c GLW 5.583.94 b 1.120.64 b 0.670.24 b 唐志伟等：水分调控下绿肥种植和石灰施用对双季稻稻米镉含量的影响 217 相关分析表明(表 7)，CK 处理产量与茎叶、糙米和稻壳 Cd 含量显著正相关，与土壤 pH 值、IF糙米/茎叶、IF稻壳/茎叶、IF糙米/稻壳极显著或显著负相关；W 处理产量与茎叶、稻壳 Cd 含量极显著正相关，与土壤 pH 值、IF糙米/茎叶、IF稻壳/茎叶极显著或显著负相关；LW 处理产量与茎叶、籽粒、糙米和稻壳 Cd 含量极显著正相关，与土壤 pH 值、IF稻壳/茎叶、IF糙米/茎叶极显著或显著负相关；GLW 处理产量则与土壤 pH 值显著负相关。3 讨论 3.1 水分调控、绿肥和石灰对稻米镉含量的影响 水分管理是实现稻米降 Cd 的有效措施，但其调控过程较为复杂，涉及多种因素21,22。本研究表明，在轻度 Cd 污染稻田，水分调控处理显著提高了双季稻乳熟期土壤 pH，显著降低了早稻成熟期茎叶、籽粒和糙米以及晚稻成熟期籽粒、糙米和稻表 5 不同处理对水稻产量及产量构成因素的影响 Table 5.Effects of different treatments on rice yield and its components 季别 Growing season 处理 Treatment 实际产量 Actual yield(t/hm2)有效穗数 Effective panicle number(104/hm2)每穗总粒数(粒)Spikelets per panicle结实率 Seed setting rate(%)千粒重 1000-grain weight(g)理论产量 Theoretical yield(t/hm2)早稻 Early rice CK 4.750.71 a 315.646.1 c 82.2114.95 a 82.33.4 ab 21.910.73 a 4.650.71 a W 5.080.11 a 392.225.1 ab 71.7210.32 a 85.72.0 a 22.941.10 a 5.540.95 a GW 4.720.82 a 361.050.6 bc 82.4911.17 a 81.63.6 ab 22.500.19 a 5.490.95 a LW 4.400.49 a 437.446.7 a 65.2213.72 a 81.34.2 ab 22.521.66 a 5.140.57 a GLW 4.480.78 a 393.249.6 ab 81.0116.09 a 79.57.6 b