鎘（Cadmium,Cd）是自然界一種很稀少且分布較分散的元素，它在隕石和地殼中的平均含量分別為 2.4mg/kg 和 0.2 mg/kg,也是一種主要的有害重金屬，土壤和水體中都含有微量鎘[1].鎘在環(huán)境中活性較強(qiáng)，不易降解，易發(fā)生生物累積，且在植物體內(nèi)具有隱蔽性。水稻（Oryza sativa L）是一種鎘積累能力較強(qiáng)的農(nóng)作物[2],所以鎘可通過(guò)水稻進(jìn)入食物鏈，威脅消費(fèi)者健康。近年來(lái)，由于工業(yè)“三廢”排放，城市生活污水和垃圾以及農(nóng)藥、化肥的不合理使用，稻田土壤的重金屬鎘含量日益增加。據(jù)報(bào)道[3],2010 年，我國(guó)受鎘、鉛、砷等重金屬污染的土地面積已近 2 000 萬(wàn) hm2,約占耕地總面積的五分之一。2012 年，王靜等[4]報(bào)道，全國(guó)鎘嚴(yán)重污染土地已超過(guò) 1.33 萬(wàn) hm2.在鎘污染農(nóng)田中有 5%~10%的面積嚴(yán)重減產(chǎn)，并且所產(chǎn)各類(lèi)糧食均不宜食用[5-6],這嚴(yán)重影響到我國(guó)的稻米數(shù)量和質(zhì)量安全。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2762-2012《食品中污染物限量》規(guī)定，稻米中鎘含量不得超過(guò) 0.2 mg/kg,但據(jù)調(diào)查，稻米鎘超標(biāo)現(xiàn)象在我國(guó)各地均有發(fā)生，尤其是在湖南、廣東、廣西、福建、浙江等省份，超標(biāo)率約在 5%~15%[2].因此，如何控制水稻鎘污染并實(shí)現(xiàn)其安全生產(chǎn)已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的課題。

　　目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)對(duì)稻米鎘污染的方法有很多，有以客土和淋洗等方法為主的物理措施，有以往土壤中施加改良劑為主的化學(xué)措施，也有以分子育種和生物修復(fù)為主的生物措施，以及以改善栽培方式為主的農(nóng)業(yè)措施和生態(tài)措施。從控制的程序來(lái)分大致可歸為三類(lèi)：第一是從源頭修復(fù)治理被鎘污染的土壤；第二是從水稻品種入手，篩選鎘低積累型的水稻品種；第三是通過(guò)加工技術(shù)降低稻米及其產(chǎn)品的鎘含量。

　　本課題組自 2010 年起，先后開(kāi)展了低鎘型水稻品種的篩選、水分管理的優(yōu)化、生石灰的施用等技術(shù)措施對(duì)水稻吸收與累積鎘影響的研究，發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)措施能降低鎘在水稻植株體內(nèi)的富集與籽粒中的積累，并綜合提出了以 VIP 為核心的綜合降鎘技術(shù)體系（V,Va-riety,選用低鎘型水稻品種；I,Irrigation,優(yōu)化水分管理；P,土壤 pH,施用石灰以提高土壤 pH）。于 2013 年通過(guò)了湖南省科技廳組織的成果鑒定 （湘科成登字第：943Y2013055 號(hào)）。為了研究 VIP 技術(shù)在不同條件下的適應(yīng)性，筆者在湖南省內(nèi)多個(gè)鎘污染區(qū)進(jìn)行了小區(qū)聯(lián)合試驗(yàn)研究。

1 材料與方法

　　1.1 試驗(yàn)材料

　　湘晚秈 12 號(hào)：系湖南省水稻研究所選育的 1 個(gè)中熟偏早晚秈優(yōu)質(zhì)新品種。該品種具有米質(zhì)優(yōu)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抗逆性好，適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。2001 年通過(guò)湖南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，2003 年通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定[7].

　　1.2 試驗(yàn)地及土壤情況

　　試驗(yàn)地的成土母質(zhì)及土壤背景全鎘含量見(jiàn)表 1.

　　1.3 試驗(yàn)處理

　　試驗(yàn)處理及主要內(nèi)容見(jiàn)表 2.

　　1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)面積為 30 m2.6 月中下旬播種，采用常規(guī)水育秧，秧齡 25~30 d,移栽秧齡 5.5~6.5 葉期，移栽規(guī)格 20 cm×20 cm,壯苗帶泥栽植；采用人工除草，不使用化學(xué)除草劑；小區(qū)間留走道和灌排水溝，小區(qū)間作埂，分小區(qū)單排單灌；按當(dāng)?shù)夭∠x(chóng)害情報(bào)進(jìn)行防治，用足水量，不打高濃度藥劑，比常規(guī)大田管理要多打幾次藥；施肥量及其他栽培管理技術(shù)措施參考當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)

　　1.5 VIP 技術(shù)的操作規(guī)程

　　（1）石灰的施用：分蘗末期每 667 m2施用生石灰60 kg,拌泥土 60 kg 施用（施用石灰時(shí)遮住對(duì)照區(qū)）。

　　（2）水分管理：長(zhǎng)期保持田間有淺水層，不曬田，直至收割前 7 d 左右，自然落干。

　　（3）生物菌肥的施用：每 667 m2施用 75 kg 生物菌肥，于移栽前作基肥施用。

　　（4）硒肥的施用：在始穗期和籽粒灌漿初期進(jìn)行 2次葉面噴施富硒營(yíng)養(yǎng)調(diào)理液，每次每 667 m2用量為 5g,對(duì)水 30 kg,選擇晴天下午進(jìn)行細(xì)噴霧。

　　1.6 觀察記載項(xiàng)目

　　1.6.1 土壤取樣移栽前在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的試驗(yàn)田內(nèi)隨機(jī)取 3 個(gè)樣品。

　　1.6.2 成熟期植株取樣每小區(qū)取 5 叢，齊泥割取，寫(xiě)好標(biāo)簽，每個(gè)樣品單獨(dú)裝袋。

　　1.6.3 稻株樣品處理及鎘含量測(cè)定取樣后，分成稻草和實(shí)粒兩部分，用 105℃殺青 30min,75℃條件下用烘箱烘干后再用粉碎機(jī)粉碎。鎘含量的測(cè)定利用原子吸收分光光度計(jì)，根據(jù) GB/T5009.15-2003 的測(cè)定方法測(cè)定水稻糙米中鎘的含量。

　　1.7 數(shù)據(jù)處理

　　采用 Excel 2003 和 SAS 9.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。多重比較采用 LSD 法。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　2.1 各因素對(duì)米鎘含量的影響

　　從表 3 可見(jiàn)，3 種成土母質(zhì)之間、3 種污染程度之間、6 種處理之間以及成土母質(zhì)和污染程度組合之間均存在極顯著差異，而其他組合效應(yīng)之間無(wú)顯著性差異。

　　2.2 不同控制技術(shù)對(duì)降低稻米鎘含量的影響

　　從表 4 可見(jiàn)，T1 處理糙米中鎘含量最高，為 0.22mg/kg.T5 和 T6 的處理效果較好，糙米中鎘含量最低，均為 0.15 mg/kg,比對(duì)照降低了 32%.T2、T3 和 T4 處理相比對(duì)照降低幅度依次為 9%、23%和 14%.其中，T3、T5、T6 與 T1 處理差異顯著，T5、T6 處理與 T1、T2、T4處理差異顯著，說(shuō)明 5 種控制技術(shù)都有降低稻米中鎘含量的作用，其中以 T5 和 T6 處理效果較好。

　　2.3 不同試驗(yàn)點(diǎn)稻米鎘含量差異比較

　　從表 5 可見(jiàn)，試驗(yàn)點(diǎn) HN5 的糙米中鎘含量最高，達(dá) 0.41 mg/kg,除 XT8 和 XY11 試驗(yàn)點(diǎn)外，與其他地點(diǎn)均存在顯著性差異；試驗(yàn)點(diǎn) XT7 的糙米中鎘含量最低，為 0.09 mg/kg,與部分試驗(yàn)點(diǎn)之間存在顯著差異。說(shuō)明在不使用任何控制技術(shù)情況下，稻米吸收鎘含量在地點(diǎn)間有很大差異，即跟試驗(yàn)點(diǎn)的成土母質(zhì)和土壤污染程度有關(guān)。從總體上來(lái)看，4 個(gè)地區(qū)都以土壤中度污染條件下糙米鎘含量最高，長(zhǎng)沙和衡南兩地以土壤重度污染條件下糙米鎘含量最低，湘潭和湘陰則以土壤輕度污染條件下糙米鎘含量最低。

　　2.4 不同試驗(yàn)點(diǎn)各控制技術(shù)對(duì)降低稻米鎘含量的比較效應(yīng)

　　從表 6 可見(jiàn)，長(zhǎng)沙 3 和 T3 組合對(duì)降低糙米中鎘含量效果最明顯，僅為 0.08 mg/kg,而衡南 5 和 T1 組合的處理效果最差，糙米中鎘含量高達(dá) 0.41 mg/kg,兩者相差 0.33 mg/kg.說(shuō)明所有組合中以 VIP 控制技術(shù)在成土母質(zhì)為板頁(yè)巖的高度污染土壤條件下處理效果最好，而對(duì)照在成土母質(zhì)為第四紀(jì)的中度污染條件下效果最差，其他組合介于兩者之間。