桃源縣農(nóng)產(chǎn)品土壤修復(fù)VIP稻田鎘污染控制技術(shù)試點示范試驗

劉 洋 ，闕興貴 ，趙 琪 ，黃維志 ，薛 建

（1.桃源縣農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境保護(hù)管理站，湖南 桃源 415700；2.桃源縣農(nóng)業(yè)局，湖南 桃源 415700；3.桃源縣耕地質(zhì)量管理處，湖南 桃源 415700）

桃源縣是糧食生產(chǎn)大縣，也是商品糧輸出大縣和優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)基地縣，在全省乃至全國的農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食安全保障中均占有重要地位。全縣常年種植水稻12萬hm2（180萬畝）左右。桃源縣礦產(chǎn)資源豐富，加上20世紀(jì)80年代鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)無序發(fā)展，使桃源縣工礦企業(yè)周邊農(nóng)區(qū)均受到不同程度鎘等重金屬污染。農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地質(zhì)量安全隱患問題日益突出，致使桃源縣出現(xiàn)了稻米價格偏低、農(nóng)民賣糧難等現(xiàn)象，極大削弱了全縣農(nóng)民種糧的積極性，同時也對廣大民眾的身心健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。根據(jù)2014、2015年桃源縣的耕地重金屬污染普查和治理技術(shù)研究的初步成果，針對縣域內(nèi)的污染稻田，在桃源縣陬市鎮(zhèn)三里鋪村、楓樹鄉(xiāng)白洋河村相續(xù)開展了農(nóng)產(chǎn)品土壤修復(fù)技術(shù)試點示范工作。通過嚴(yán)格操作技術(shù)規(guī)程，跟進(jìn)肥水管理等相關(guān)技術(shù)工作，為開展大面積稻田土壤修復(fù)技術(shù)提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障，為實現(xiàn)邊進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)邊實現(xiàn)土壤修復(fù)提供技術(shù)支撐。

1 基本情況

（1）試驗地的基本情況。小區(qū)試驗田及大田示范選擇在陬市鎮(zhèn)三里鋪村、楓樹鄉(xiāng)白洋河村開展雙季稻區(qū)試驗示范點，示范點能確保有充足清潔水源（井水、山塘水等）以保證全生育期淹灌、代表本區(qū)的土壤類型、土壤全鎘含量在為0.3～2.0 mg/kg之間、pH值在6.0以下的集中連片且同一水平的示范田，二個村共7.21hm2（108.1畝），其中陬市鎮(zhèn)三里鋪村17、18組試點面積3.83hm2（57.5畝）、楓樹鄉(xiāng)白洋河村南育片9組試點面積3.37hm2（50.6畝）。

（2）試驗點的主要污染源類型（土壤背景鎘含量較高、工業(yè)污染、礦業(yè)污染、養(yǎng)殖污染等等）、污染特點及灌溉水的來源。根據(jù)2013年全縣土壤重金屬污染普查取樣檢測結(jié)果選擇土壤鎘背景值相對較高的陬市鎮(zhèn)三里鋪村、楓樹鄉(xiāng)白洋河村作為試驗示范點。試驗示范點一直為桃源縣雙季稻主產(chǎn)區(qū)，水稻種植水平較好，化肥農(nóng)藥施用水平較好，灌溉水源清潔、充足（三里鋪村灌溉水源為沅江、白洋河村灌溉水源為地下水）。

（3）試驗點的耕作制度，冬季作物種植情況。試驗點為桃源縣雙季稻主產(chǎn)區(qū)，一年兩熟制，冬閑。

（4）項目的組織實施情況。為確保高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量完成好此次試驗，在試驗過程中縣農(nóng)業(yè)局高度重視VIP稻田鎘污染控制技術(shù)試驗。①提高認(rèn)識，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，縣農(nóng)業(yè)局充分認(rèn)識此項工作的重要性和緊迫性，切實加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，組織骨干力量，成立專門班子，負(fù)責(zé)本次試點工作的組織和實施。積極向縣委縣政府匯報，爭取領(lǐng)導(dǎo)重視支持，確保按時按質(zhì)按量完成工作任務(wù)；②明確責(zé)任，分級負(fù)責(zé)。本次試點工作進(jìn)度緊、要求嚴(yán)，每一項工作明確責(zé)任分工，縣農(nóng)環(huán)站確定一名專人負(fù)責(zé)，責(zé)任落實到人，負(fù)責(zé)縣內(nèi)2個VIP試驗點示范的具體實施和后續(xù)管理工作；③加強(qiáng)培訓(xùn)，確保質(zhì)量。2017年的VIP修復(fù)技術(shù)模式區(qū)域化研究與示范工作安排在不同污染程度和成土母質(zhì)的區(qū)域，主要是為重金屬污染耕地修復(fù)治理和后續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整探索經(jīng)驗。該項工作涉及因素多，技術(shù)性強(qiáng)，質(zhì)量控制要求嚴(yán)，加強(qiáng)了技術(shù)示范的培訓(xùn)、監(jiān)督管理和業(yè)績考核，合格上崗，確保桃源縣有一支懂技術(shù)、責(zé)任心強(qiáng)的專門隊伍，保證實施過程嚴(yán)格按照技術(shù)方案來進(jìn)行。桃源縣農(nóng)業(yè)局技術(shù)指導(dǎo)工作由農(nóng)環(huán)站站長負(fù)責(zé)。

2 試驗實施方案

（1）小區(qū)試驗。小區(qū)試驗田及小區(qū)原則上按照2015年試驗的排列保持不變，在每個試驗點區(qū)域內(nèi)，選擇1丘近似長方型、面積0.2hm2（3畝）左右的田塊，建設(shè)規(guī)范化的小區(qū)，開展小區(qū)試驗。

（2）小區(qū)布設(shè)。每個試驗點，設(shè)置30個小區(qū)，每個小區(qū)30m2；每10個小區(qū)1組，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。先用田埂分出試驗區(qū)域，再分成3個區(qū)組，每個區(qū)組再用田埂分成10個小區(qū)，小區(qū)間作埂分隔，并留走道和灌、排水溝。田埂高度要求30cm，并覆蓋農(nóng)膜，確保每個小區(qū)單灌、單排、小區(qū)間不串水。早稻整地時不破壞2015年的小區(qū)田?。ò籽蠛釉囼烖c因農(nóng)戶將試驗田收回，并且將試驗田的田埂破壞，因此2017年將白洋河試驗點小區(qū)試驗田塊移到旁邊的另一丘塊），早、晚兩季在同一試驗田進(jìn)行，保持小區(qū)排列不變，即在早稻人工收獲時不用機(jī)械收，采用人工挖或小型機(jī)械整地，避免破壞小區(qū)田埂，按照原試驗設(shè)計處理繼續(xù)開展晚稻試驗。

（3）處理設(shè)置。每個試點選用1個低鎘品種和1個當(dāng)?shù)刂髟运酒贩N，當(dāng)?shù)刂髟运酒贩N盡量與2015年相同。設(shè)置10個處理。T1為對照處理；T2～T7為VIP單項及組合處理；T8～T10為VIP+n綜合處理。試驗中使用的土壤重金屬污染修復(fù)產(chǎn)品、葉面阻控劑等產(chǎn)品，嚴(yán)格按照省農(nóng)環(huán)站審核推薦的產(chǎn)品中進(jìn)行選定，以免造成二次污染或嚴(yán)重減產(chǎn)，并按要求明確各處理的具體操作，如不同水稻生育期的水分管理、石灰的施用量及施用方法等。

3 結(jié)果分析

（1）小區(qū)試驗結(jié)果分析。從小區(qū)試驗檢測結(jié)果來看，一是小區(qū)試驗采用低鎘品種和施用生石灰、鈍化劑等降鎘技術(shù)處理，小區(qū)土壤鎘含量均有一定程度的減少；二是隨著試驗的進(jìn)行，土壤中有效態(tài)鎘含量（檢測平均值）晚稻明顯低于早稻；三是V、VP、VIP、VIP+N等降鎘技術(shù)處理，糙米中鎘含量明顯低于CK（對照），早稻、晚稻糙米VIP++S+F處理鎘含量檢測平均值 0.096、0.044mg/kg分別比 CK（對照）0.428mg/kg、0.300mg/kg少 0.332、0.256mg/kg。

（2）大田示范結(jié)果分析。示范與對照田相比較，一是早稻IP（采用當(dāng)?shù)仄贩N+優(yōu)化水分管理+施用生石灰）處理糙米鎘含量檢測平均值與CK（對照）有小幅增加，但VIP（采用低鎘品種+優(yōu)化水分管理+施用生石灰）處理、VIP+S（采用VIP+土壤鈍化劑）較IP（采用當(dāng)?shù)仄贩N+優(yōu)化水分管理+施用生石灰）處理與CK（對照）糙米鎘含量檢測值均有所減少；二是晚稻VIP（采用低鎘品種+優(yōu)化水分管理+施用生石灰）、VIP+S（采用VIP+土壤鈍化劑）處理示范田比對照田檢測平均值分別減少了0.131mg/kg、0.179mg/kg。

從小區(qū)試驗和大田示范以及方差分析結(jié)果表明：采用“VIP”降鎘技術(shù)，能控制土壤中的有效態(tài)鎘，降低鎘的活性，阻止水稻對鎘吸收，降低稻米中鎘的含量。采用VIP、VIP+N等降鎘技術(shù)處理措施對于降低土壤鎘含量效果顯著，該方法簡單易行，廣大農(nóng)民容易接受和掌握。

4 試驗前景

土壤重金屬超標(biāo)問題的產(chǎn)生，根源在于長期以來的礦產(chǎn)開采、冶煉，工礦企業(yè)廢水、降塵、城鎮(zhèn)生活污水的隨意排放，以及耕作方式改變等多種原因，從而造成了耕地重金屬含量超標(biāo)或土壤鎘等重金屬的活性增強(qiáng)。因此，抓好桃源縣耕地鎘等重金屬污染治理與修復(fù)，切實解決稻米鎘超標(biāo)問題已刻不容緩。桃源也是農(nóng)業(yè)大縣，主要農(nóng)作物是水稻，是國家商品糧基地和優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)基地，水田面積約7.27萬hm2（109萬畝），旱澇保收面積80%以上，有豐富的石灰礦資源，只要強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)與宣傳，充分利用這些資源和技術(shù)，在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下，農(nóng)民易懂易使用，能夠迅速使用到生產(chǎn)中去，可以實現(xiàn)污染稻田的農(nóng)業(yè)安全利用，重振農(nóng)民種糧的積極性。通過推廣應(yīng)用水稻“VIP”降鎘技術(shù)，可大幅降低鎘在土壤中的活性，使水稻少吸收（積累）或不積累鎘，以達(dá)到米鎘含量＜0.20mg/kg的目的，為消費者提供安全口糧。