桃源县农产品土壤修复VIP稻田镉污染控制技术试点示范试验

刘 洋 ，阙兴贵 ，赵 琪 ，黄维志 ，薛 建

（1.桃源县农业资源与环境保护管理站，湖南 桃源 415700；2.桃源县农业局，湖南 桃源 415700；3.桃源县耕地质量管理处，湖南 桃源 415700）

桃源县是粮食生产大县，也是商品粮输出大县和优质稻生产基地县，在全省乃至全国的农业发展和粮食安全保障中均占有重要地位。全县常年种植水稻12万hm2（180万亩）左右。桃源县矿产资源丰富，加上20世纪80年代乡镇企业无序发展，使桃源县工矿企业周边农区均受到不同程度镉等重金属污染。农产品产地质量安全隐患问题日益突出，致使桃源县出现了稻米价格偏低、农民卖粮难等现象，极大削弱了全县农民种粮的积极性，同时也对广大民众的身心健康构成了严重威胁。根据2014、2015年桃源县的耕地重金属污染普查和治理技术研究的初步成果，针对县域内的污染稻田，在桃源县陬市镇三里铺村、枫树乡白洋河村相续开展了农产品土壤修复技术试点示范工作。通过严格操作技术规程，跟进肥水管理等相关技术工作，为开展大面积稻田土壤修复技术提供强有力的技术保障，为实现边进行农业生产边实现土壤修复提供技术支撑。

1 基本情况

（1）试验地的基本情况。小区试验田及大田示范选择在陬市镇三里铺村、枫树乡白洋河村开展双季稻区试验示范点，示范点能确保有充足清洁水源（井水、山塘水等）以保证全生育期淹灌、代表本区的土壤类型、土壤全镉含量在为0.3～2.0 mg/kg之间、pH值在6.0以下的集中连片且同一水平的示范田，二个村共7.21hm2（108.1亩），其中陬市镇三里铺村17、18组试点面积3.83hm2（57.5亩）、枫树乡白洋河村南育片9组试点面积3.37hm2（50.6亩）。

（2）试验点的主要污染源类型（土壤背景镉含量较高、工业污染、矿业污染、养殖污染等等）、污染特点及灌溉水的来源。根据2013年全县土壤重金属污染普查取样检测结果选择土壤镉背景值相对较高的陬市镇三里铺村、枫树乡白洋河村作为试验示范点。试验示范点一直为桃源县双季稻主产区，水稻种植水平较好，化肥农药施用水平较好，灌溉水源清洁、充足（三里铺村灌溉水源为沅江、白洋河村灌溉水源为地下水）。

（3）试验点的耕作制度，冬季作物种植情况。试验点为桃源县双季稻主产区，一年两熟制，冬闲。

（4）项目的组织实施情况。为确保高标准、高质量完成好此次试验，在试验过程中县农业局高度重视VIP稻田镉污染控制技术试验。①提高认识，加强领导，县农业局充分认识此项工作的重要性和紧迫性，切实加强领导，组织骨干力量，成立专门班子，负责本次试点工作的组织和实施。积极向县委县政府汇报，争取领导重视支持，确保按时按质按量完成工作任务；②明确责任，分级负责。本次试点工作进度紧、要求严，每一项工作明确责任分工，县农环站确定一名专人负责，责任落实到人，负责县内2个VIP试验点示范的具体实施和后续管理工作；③加强培训，确保质量。2017年的VIP修复技术模式区域化研究与示范工作安排在不同污染程度和成土母质的区域，主要是为重金属污染耕地修复治理和后续结构调整探索经验。该项工作涉及因素多，技术性强，质量控制要求严，加强了技术示范的培训、监督管理和业绩考核，合格上岗，确保桃源县有一支懂技术、责任心强的专门队伍，保证实施过程严格按照技术方案来进行。桃源县农业局技术指导工作由农环站站长负责。

2 试验实施方案

（1）小区试验。小区试验田及小区原则上按照2015年试验的排列保持不变，在每个试验点区域内，选择1丘近似长方型、面积0.2hm2（3亩）左右的田块，建设规范化的小区，开展小区试验。

（2）小区布设。每个试验点，设置30个小区，每个小区30m2；每10个小区1组，3次重复，随机区组排列。先用田埂分出试验区域，再分成3个区组，每个区组再用田埂分成10个小区，小区间作埂分隔，并留走道和灌、排水沟。田埂高度要求30cm，并覆盖农膜，确保每个小区单灌、单排、小区间不串水。早稻整地时不破坏2015年的小区田埂（白洋河试验点因农户将试验田收回，并且将试验田的田埂破坏，因此2017年将白洋河试验点小区试验田块移到旁边的另一丘块），早、晚两季在同一试验田进行，保持小区排列不变，即在早稻人工收获时不用机械收，采用人工挖或小型机械整地，避免破坏小区田埂，按照原试验设计处理继续开展晚稻试验。

（3）处理设置。每个试点选用1个低镉品种和1个当地主栽水稻品种，当地主栽水稻品种尽量与2015年相同。设置10个处理。T1为对照处理；T2～T7为VIP单项及组合处理；T8～T10为VIP+n综合处理。试验中使用的土壤重金属污染修复产品、叶面阻控剂等产品，严格按照省农环站审核推荐的产品中进行选定，以免造成二次污染或严重减产，并按要求明确各处理的具体操作，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 结果分析

（1）小区试验结果分析。从小区试验检测结果来看，一是小区试验采用低镉品种和施用生石灰、钝化剂等降镉技术处理，小区土壤镉含量均有一定程度的减少；二是随着试验的进行，土壤中有效态镉含量（检测平均值）晚稻明显低于早稻；三是V、VP、VIP、VIP+N等降镉技术处理，糙米中镉含量明显低于CK（对照），早稻、晚稻糙米VIP++S+F处理镉含量检测平均值 0.096、0.044mg/kg分别比 CK（对照）0.428mg/kg、0.300mg/kg少 0.332、0.256mg/kg。

（2）大田示范结果分析。示范与对照田相比较，一是早稻IP（采用当地品种+优化水分管理+施用生石灰）处理糙米镉含量检测平均值与CK（对照）有小幅增加，但VIP（采用低镉品种+优化水分管理+施用生石灰）处理、VIP+S（采用VIP+土壤钝化剂）较IP（采用当地品种+优化水分管理+施用生石灰）处理与CK（对照）糙米镉含量检测值均有所减少；二是晚稻VIP（采用低镉品种+优化水分管理+施用生石灰）、VIP+S（采用VIP+土壤钝化剂）处理示范田比对照田检测平均值分别减少了0.131mg/kg、0.179mg/kg。

从小区试验和大田示范以及方差分析结果表明：采用“VIP”降镉技术，能控制土壤中的有效态镉，降低镉的活性，阻止水稻对镉吸收，降低稻米中镉的含量。采用VIP、VIP+N等降镉技术处理措施对于降低土壤镉含量效果显著，该方法简单易行，广大农民容易接受和掌握。

4 试验前景

土壤重金属超标问题的产生，根源在于长期以来的矿产开采、冶炼，工矿企业废水、降尘、城镇生活污水的随意排放，以及耕作方式改变等多种原因，从而造成了耕地重金属含量超标或土壤镉等重金属的活性增强。因此，抓好桃源县耕地镉等重金属污染治理与修复，切实解决稻米镉超标问题已刻不容缓。桃源也是农业大县，主要农作物是水稻，是国家商品粮基地和优质稻生产基地，水田面积约7.27万hm2（109万亩），旱涝保收面积80%以上，有丰富的石灰矿资源，只要强化技术培训与宣传，充分利用这些资源和技术，在专业技术人员指导下，农民易懂易使用，能够迅速使用到生产中去，可以实现污染稻田的农业安全利用，重振农民种粮的积极性。通过推广应用水稻“VIP”降镉技术，可大幅降低镉在土壤中的活性，使水稻少吸收（积累）或不积累镉，以达到米镉含量＜0.20mg/kg的目的，为消费者提供安全口粮。