不同水稻品種籽粒對土壤鎘吸收差異性的初步研究

張　成，李　浩，任樹友，何　斌，陳春霞，賴　佳

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

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不同水稻品種籽粒對土壤鎘吸收差異性的初步研究

張成，李浩*，任樹友，何斌，陳春霞，賴佳

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

20個水稻品種在3個試驗(yàn)點(diǎn)開展的田間試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻品種籽粒鎘的積累能力與土壤鎘含量具有正相關(guān)性。水稻對鎘的積累和耐性具有明顯的品種間差異，篩選水稻糙米鎘含量低的品種，能有效解決鎘污染稻田水稻安全生產(chǎn)問題。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在土壤中低度重金屬污染下，水稻品種輻優(yōu)21、B優(yōu)840和金優(yōu)284能較好地降低鎘的吸附，水稻籽粒Cd含量不超標(biāo)。

水稻；重金屬鎘；品種

鎘對人類和動植物具有強(qiáng)烈毒害作用，是目前危害最嚴(yán)重的農(nóng)田重金屬污染。重金屬因其非生物降解性和持久性已引起人們廣泛的關(guān)注[1]。其中，鎘(Cd)元素具有高移動性和高毒害性，被認(rèn)為是危害公眾健康的主要物質(zhì)之一。水稻是世界第二大、我國第一大糧食作物，也是最容易吸收和積累Cd的大宗糧食作物之一[2]。相關(guān)研究表明，土壤中的重金屬并不能被植物完全吸收，而是通過一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化，變成可被植物吸收的有效態(tài)，才能被植物吸收、累積、循環(huán)進(jìn)入人體[3-4]。因此，選育一些對有效態(tài)重金屬吸附量少的水稻品種，是保障糧食安全的關(guān)鍵。本文通過對20個水稻品種開展田間試驗(yàn)，觀察其在大田生產(chǎn)中的表現(xiàn)，探討其實(shí)際應(yīng)用的可行性，篩選穩(wěn)定的重金屬鎘低吸附水稻品種，為最終形成重金屬污染的綜合防控體系提供技術(shù)支撐。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域

成都市位于四川盆地西部，地勢東南低，西北高，平均海拔約500m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫16℃，年均降水量1000mm，多云霧，短日照。本研究試驗(yàn)選擇在成都市具有代表性的地勢平坦、灌排水方便、土壤肥力均勻的水稻土類灰棕潮田土屬、沖積黃泥田土屬、紫潮田土屬3個糧油、蔬菜產(chǎn)地為試驗(yàn)地點(diǎn)。試驗(yàn)前對試驗(yàn)耕地進(jìn)行了土壤主要重金屬全量的檢測，參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)Ⅱ類土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判別，3個試驗(yàn)點(diǎn)(其中1號為灰棕潮田土屬、2號為沖積黃泥田土屬、3號為紫潮田土屬)的Cd均有不同程度的超標(biāo)，其中1號輕度污染，2號和3號中度污染，其余Pb、Hg、As含量均不超標(biāo)，如表1所示。

表1　試驗(yàn)點(diǎn)土壤主要重金屬全量

1.2試驗(yàn)方案

表2　參試水稻品種一覽

各處理具體田間管理措施如下：

底肥：用三元復(fù)合肥(15∶15∶15)35kg/667m2；肥料重金屬檢測結(jié)果符合國標(biāo)要求，如表3、表4所示。

表3　復(fù)混肥重金屬全量

表4　肥料重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)

追肥：返青期用尿素(N46%)6kg/667m2；拔節(jié)期用尿素(N46%)5kg/667m2，氯化鉀15kg/667m2。

作物生育期內(nèi)按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行管理并及時(shí)防治病蟲害。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS19.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析處理。

1.3樣品采集與檢測

本試驗(yàn)于2014年9月采用人工方式，按小區(qū)采集水稻籽粒樣，小區(qū)多點(diǎn)采集成熟稻穗1kg，并手工脫粒裝入塑料袋，共180份樣品。樣品取回后自然風(fēng)干制樣密封待檢，作物籽粒鎘的測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鎘的測定》(GB/T5009.15-2003)執(zhí)行。

2　結(jié)果與分析

2.1不同土壤對水稻籽粒鎘含量的影響

不同土壤鎘含量對水稻籽粒吸收鎘有顯著的影響，鎘含量在品種間存在顯著差異。由表1、表5可知，試驗(yàn)點(diǎn)土壤鎘含量1號(0.4529)<3號(0.5677)<2號(0.7964)，由3個試驗(yàn)點(diǎn)收獲的水稻籽粒重金屬鎘測試結(jié)果來看，大部分品種之間表現(xiàn)為2號試驗(yàn)點(diǎn)水稻籽粒含量最高，1號試驗(yàn)點(diǎn)與3號試驗(yàn)點(diǎn)明顯較低；從土壤鎘含量來看，2號試驗(yàn)點(diǎn)土壤屬于中度污染，1號與3號試驗(yàn)點(diǎn)土壤屬于輕度污染，表明水稻籽粒的鎘含量與種植土壤的鎘污染程度具有一定正相關(guān)性。同時(shí)也可以看出1號試驗(yàn)點(diǎn)土壤鎘含量越低，水稻籽粒吸收富集的越少；2號試驗(yàn)點(diǎn)土壤鎘含量越高，水稻籽粒吸收富集的越多。

表5　水稻籽粒鎘平均含量

2.2低吸附重金屬鎘的水稻品種

由表6、表7可知，1號試驗(yàn)點(diǎn)土壤(pH5.65，Cd0.4529)在酸性條件下屬于輕度污染，大部分水稻籽粒鎘含量在限量指標(biāo)(0.2mg/kg)以下；3號試驗(yàn)點(diǎn)土壤(pH 6.74，Cd 0.5677)在酸性條件下屬于輕度污染，大部分水稻籽粒鎘含量在限量指標(biāo)(0.2mg/kg)以下；2號試驗(yàn)點(diǎn)土壤(pH 6.16，Cd 0.7964)在酸性條件下屬于中度污染，大部分水稻籽粒鎘含量在限量指標(biāo)(0.2mg/kg)以上。同品種水稻鎘含量在低污染土壤上可以是安全的，在中度污染以上土壤就變成超標(biāo)了，表明水稻品種在重金屬污染抗性上與土壤鎘含量有正相關(guān)性，與檢測結(jié)果相一致。在此次試驗(yàn)里，13號、15號和17號品種在鎘含量輕中輕度污染的土壤里種植，水稻籽粒中的鎘含量是安全的。

表6　水稻產(chǎn)品重金屬限量指標(biāo)

表7　水稻籽粒鎘平均含量

3　結(jié)　論

綜上所述，通過對成都市180個水稻樣品分析，發(fā)現(xiàn)水稻糙米對土壤Cd吸收與品種有關(guān),而不是一個對所有品種一成不變的固定值。水稻品種籽粒鎘的積累能力與土壤鎘含量具有一定正相關(guān)性。水稻對鎘的積累和耐性具有明顯的品種間差異，因此，篩選水稻糙米鎘含量低的品種，能有效解決鎘污染稻田水稻安全生產(chǎn)問題。中低度鎘污染的土地上種植低吸附Cd水稻輻優(yōu)21、B優(yōu)840、金優(yōu)284，可以有效抑制土壤中鎘的轉(zhuǎn)移，糙米Cd含量在安全范圍內(nèi)。

[1]涂仕華，馮文強(qiáng)，秦魚生.四川水稻鎘污染de防控技術(shù)[J].四川農(nóng)業(yè)科技，2009(4):51-52.

[2]李先喆，徐慶國，劉紅梅.栽培條件對水稻鎘積累的影響研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015(3):144-147.

[3]肖美秀，林文雄，陳祥旭，等.鎘在水稻體內(nèi)的分配規(guī)律與水稻鎘耐性的關(guān)系[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境科學(xué),2006,22(2)379-381.

[4]趙雄，李福燕，張冬明，等.水稻土鎘污染與水稻鎘含量相關(guān)性研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28(11):2236-2240.

2016-7-12

成都市本級第七批次科技項(xiàng)目(八大科技產(chǎn)業(yè)化工程重大項(xiàng)目成科計(jì)〔2013〕45號)

張成(1986-)，男，農(nóng)業(yè)推廣碩士，農(nóng)藝師，主要從事土壤植株檢測。E-mail: 2007-zhangcheng@163.com。*為通訊作者。