浙北水稻植株中硒及重金屬元素分布特征

康占軍 岑靜 宋明義 馮立新 盧新哲

摘要：在浙北選擇3處采集6組水稻植株樣品測(cè)定其硒及其他重金屬元素含量，結(jié)果表明，水稻植株中硒及重金屬元素含量規(guī)律明顯，各器官內(nèi)的硒含量由高到低依次為根、葉、莖、籽實(shí)，根系中硒含量明顯高于其他3個(gè)器官；重金屬元素主要集中在根系中，銅、鋅元素在水稻莖中含量相對(duì)較高；適當(dāng)延長(zhǎng)稻谷成熟期，稻米中重金屬含量變化相對(duì)較小，但可增加硒的含量。

關(guān)鍵詞：浙北；水稻；植株；硒元素；重金屬元素；根

中圖分類號(hào)： X712；S511.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0349-03

隨著人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中有益、有害元素的日益重視，作為主要糧食作物，稻米中硒及重金屬元素的相關(guān)評(píng)價(jià)工作也越來(lái)越重要。目前，硒及重金屬元素在水稻植株不同部位的分布已有較多研究[1-4]。

作物生長(zhǎng)往往呈“S”形曲線，在作物生長(zhǎng)初始期、快速增長(zhǎng)期、緩慢停滯期，植株體內(nèi)各元素遷移是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。水稻抽穗結(jié)實(shí)期生長(zhǎng)雖然變緩，但仍是提高稻品質(zhì)的重要時(shí)期，研究這一期間水稻植株內(nèi)各元素的遷移、分布隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，對(duì)控制稻米中各元素的含量具有重要意義。試驗(yàn)以浙江省海鹽縣澉浦鎮(zhèn)的水稻植株及其根系土為對(duì)象，研究自然狀態(tài)下不同品種水稻植株根、莖、葉、籽實(shí)在水稻抽穗結(jié)實(shí)期對(duì)硒及重金屬元素的吸收規(guī)律，為提高稻米品質(zhì)、合理控制農(nóng)產(chǎn)品中重金屬元素含量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

海鹽縣澉浦鎮(zhèn)位于浙江省北部平原，錢塘江入?？诒卑叮娣e65 km2，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，雨量豐沛。平原區(qū)面積約為20 km2，土壤類型以水稻土為主，是浙北水稻重要種植區(qū)，水稻收獲期在11月初；西南地區(qū)為侏羅紀(jì)晚期（J3h）火山碎屑巖及花崗巖出露區(qū)，總面積約為19 km2，海拔高度為100 m左右。

1.2 樣品采集及檢測(cè)指標(biāo)

在表層土壤調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，選擇具有代表性的采樣點(diǎn)3處，于水稻抽穗結(jié)實(shí)期分別按根、莖、葉、籽實(shí)4個(gè)部位，整株采集6組水稻植株樣品共26份（表1），其中，GPN24與GPN23位于同一塊田。另選擇1處，按1～7 d時(shí)間間隔同位采集4份籽實(shí)樣品。樣品自然風(fēng)干，送國(guó)土資源部合肥礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心測(cè)試Cr、Zn、Pb、Cu、Ni、Cd、As、Hg及Se等9項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 樣品測(cè)試

籽實(shí)經(jīng)分揀、去除石子等，清水淘洗干凈，用去離子水淘洗3遍，晾干， 用專用機(jī)具無(wú)污染加工至粒度直徑約245 μm

2 結(jié)果與分析

2.1 表層土壤硒及重金屬元素含量特征

表層土壤是農(nóng)作物中各元素的主要來(lái)源，對(duì)其元素含量的高低起至關(guān)重要的作用。在研究區(qū)采集平原區(qū)表層土壤815份進(jìn)行分析，結(jié)果由表3可見(jiàn)，平原區(qū)表層土壤除Cr、Ni外，其他各元素均低于或接近浙北背景值。根據(jù)“富硒土壤具有一定規(guī)模，約占耕地總面積的60%”這一富硒土壤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)土壤總體上略高于此標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)國(guó)家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—1995）對(duì)重金屬進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)土地質(zhì)量基本情況較好。

2.2 水稻植株各器官對(duì)硒及重金屬元素的吸收規(guī)律

由表4可見(jiàn)，水稻植株體內(nèi)各元素分布規(guī)律比較明顯；適當(dāng)延長(zhǎng)稻谷的成熟期，稻米中As、Hg含量基本無(wú)變化或含量變化較小，而Zn、Pb、Cr含量減少，Cd、Cu含量先增加后減少；根、莖、葉及籽實(shí)中Cd、Zn含量分別增加約29%、24%，Cr、Ni含量分別減少約25%、22%，其他元素變化不大；重金屬元素主要集中在根系中，水稻莖中Cu、Zn含量相對(duì)較高；Se在水稻植株各部位的含量高低為：根>葉>莖>籽實(shí)，根系中含量明顯高于其他3處，葉片中Se含量約為莖中的1.4～1.98倍，但水稻植株Se總含量相對(duì)變化不大，這可能是由于在水稻成熟期，水稻植株對(duì)土壤中的Se停止吸收，而根系中的Se逐漸向葉片中遷移；不同品種的水稻對(duì)元素的吸收具有差異性[5-6]，韓祖2（糯谷）植株對(duì)Se的吸收能力要高于其他2個(gè)品種，3個(gè)水稻品種對(duì)Se的吸收能力大小依次為韓祖2、秀水134、尖谷；隨著成熟期的延長(zhǎng)，除根系中Se含量明顯降低外，其他器官的Se含量呈微量增加趨勢(shì)，其中，糯谷籽實(shí)Se含量增加更為明顯，增加約54.5%，這可能與糯谷生長(zhǎng)期較長(zhǎng)、抽穗結(jié)實(shí)期略滯后于其他品種有關(guān)。

2.3 水稻植株對(duì)Se的富集作用

富集系數(shù)是指某種物質(zhì)或元素在生物體內(nèi)的濃度與生物生長(zhǎng)環(huán)境（水、土壤、空氣）中該物質(zhì)或元素的濃度之比，不僅與環(huán)境中元素或物質(zhì)的種類和濃度有關(guān)，而且與元素的價(jià)態(tài)、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)形式、溶解度、生物種類、生物器官組織、各生物生長(zhǎng)階段的生理特性和外界環(huán)境有關(guān)。由表5可見(jiàn)，各器官Se富集系數(shù)差異較大，其中，根系富集系數(shù)最大，介于0.61～093之間；葉片對(duì)元素在植物體內(nèi)的遷移起至關(guān)重要的作用，對(duì)Se的富集略高于莖；籽實(shí)富集系數(shù)最小，介于0.07～0.18之間；糯谷籽實(shí)中Se的富集系數(shù)大于其他2個(gè)品種水稻。

3 結(jié)論

不同品種的水稻對(duì)硒及重金屬元素的累積存在差異性，糯谷水稻大于其他2個(gè)品種；適當(dāng)延長(zhǎng)稻谷成熟期，稻米中重金屬含量變化較小，但可增加Se含量；重金屬元素主要集中在根系中，Cu、Zn元素在莖中含量相對(duì)較高，這為土壤中重金屬的修復(fù)提供了新思路。水稻植株各器官Se含量高低整體為：根系>葉片>莖>籽實(shí)，根系富集系數(shù)最大，對(duì)土壤中硒的吸收能力最強(qiáng)，籽實(shí)最弱。

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