南方稻田土壤有效態(tài)鎘提取方法研究

熊婕，朱奇宏，黃道友*，朱捍華，許超，王帥，王輝

（1. 中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

鎘（Cd）是我國(guó)農(nóng)田最為主要的重金屬污染元素之一，其點(diǎn)位超標(biāo)率高達(dá)7.0%[1]，且農(nóng)業(yè)部的調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)稻米鎘的超標(biāo)比例高達(dá)10.0%[2]。鎘污染稻田多分布在我國(guó)南方地區(qū)[3-4]，稻田鎘污染已威脅到我國(guó)的糧食安全[5-6]。明確南方稻田土壤鎘污染程度和風(fēng)險(xiǎn)，是指導(dǎo)南方鎘污染稻田管理和修復(fù)治理的重要前提。我國(guó)的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[7]和食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[8]中，均以土壤全鎘含量作為土壤鎘污染的評(píng)價(jià)指標(biāo)。然而，相較于土壤全鎘含量，采用單一提取劑測(cè)定的土壤有效態(tài)鎘含量能夠更好地反映土壤中鎘的移動(dòng)性和植物吸收積累鎘的風(fēng)險(xiǎn)[9]。研究確定適用于我國(guó)南方稻田土壤的有效態(tài)鎘提取方法，對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)南方稻田鎘污染風(fēng)險(xiǎn)以及指導(dǎo)鎘污染農(nóng)田修復(fù)具有重要意義。

目前，國(guó)際常用的土壤有效態(tài)鎘提取劑有無(wú)機(jī)鹽提取劑，如CaCl2、NaNO3、NH4OAc；酸類提取劑，如CH3COOH、HCl、Mehlich I；螯合試劑，如DTPA、EDTA、Mehlich III[10]。各國(guó)有效態(tài)鎘的標(biāo)準(zhǔn)提取方法不一，法國(guó)采用DTPA-TEA法，英國(guó)采用EDTA法，瑞士采用NaNO3法，荷蘭采用CaCl2法，意大利采用NH4OAc-EDTA法[10-11]。我國(guó)以DTPA法為土壤中有效態(tài)鎘的標(biāo)準(zhǔn)提取方法[12]，但DTPA法最初是針對(duì)中性和偏堿性旱作土壤提出的，而我國(guó)南方稻田土壤多呈酸性，且長(zhǎng)期經(jīng)歷反復(fù)的干濕交替過(guò)程，導(dǎo)致該方法在表征我國(guó)南方稻田土壤鎘有效性時(shí)效果不佳[13]。為此，本研究選取我國(guó)南方典型鎘污染稻田土壤，對(duì)9種提取方法開(kāi)展對(duì)比分析，采用提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，以期確定適用于我國(guó)南方稻田土壤的有效態(tài)鎘提取方法。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與預(yù)處理

湖南省位于我國(guó)中南部，全省的水稻種植面積和產(chǎn)量均位居全國(guó)首位，也是稻田鎘污染問(wèn)題最為突出的省份之一。為此，本研究以湖南省稻田為主要對(duì)象，樣品采集自湖南省的37個(gè)縣（市、區(qū)）。供試土壤樣品為包括板頁(yè)巖風(fēng)化物（樣本數(shù)n=11）、第四紀(jì)紅色粘土（n=17）、河湖沉積物（n=22）、花崗巖風(fēng)化物（n=7）、砂礫巖風(fēng)化物（n=12）、石灰?guī)r風(fēng)化物（n=12）和紫色砂頁(yè)巖風(fēng)化物（n=9）在內(nèi)的7種成土母質(zhì)發(fā)育的水稻土，采集的早稻品種包括湘早秈32（n=10）、湘早秈45（n=14）、中嘉早 17（n=13）、中早 39（n=16）、株兩優(yōu) 189（n=11）和株兩優(yōu) 819（n=26），晚稻樣品包括金優(yōu) 59（n=18）、湘晚秈12號(hào)（n=22）和湘晚秈13號(hào)（n=31）等水稻品種。

2014年3月于早稻種植前在每個(gè)代表性田塊選取5個(gè)分樣點(diǎn)，采集每個(gè)分樣點(diǎn)處0～20 cm的表層土壤，每個(gè)分樣點(diǎn)0.2 kg，共1.0 kg，混勻后代表該樣點(diǎn)的土壤樣品，共采集90個(gè)土壤樣品。土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干，四分法縮至0.25 kg，研磨，分別過(guò)1 mm和0.15 mm的尼龍篩后密封保存待測(cè)。早稻和晚稻成熟時(shí)期在采集土壤的對(duì)應(yīng)田塊，以梅花5點(diǎn)法采集稻谷樣品，每個(gè)稻谷分樣點(diǎn)選取1株水稻，采集其全部稻谷，共采集5株水稻的稻谷，混勻后為該樣點(diǎn)稻谷樣品，共采集早晚稻稻谷樣品各90個(gè)。稻谷樣品經(jīng)自來(lái)水和去離子水清洗，于烘箱60 ℃烘至恒重，分離出稻米，用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎后密封保存待測(cè)。

1.2 土壤提取態(tài)鎘分析方法

本研究采用0.1 mol/L CaCl2（T1）、0.01 mol/L CaCl2（T2）、DTPA（T3）、NH4OAc（T4）、TCLP（T5）、HCl（T6）、Mehlich III（T7）、NaNO3（T8）和Mehlich I（T9）共9種提取方法分析土壤中提取態(tài)鎘含量。詳細(xì)提取方法見(jiàn)表1，提取溶液中的鎘含量采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES，720ES）進(jìn)行測(cè)定。

1.3 其他指標(biāo)與分析方法

土壤粘粒含量采用0.5 mol/L Na6O18P6分散，激光粒度分析儀（Mastersizer 2000）測(cè)定[16]；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定[17]；陽(yáng)離子交換量（CEC）采用乙酸銨交換法測(cè)定[17]；pH值采用PHs-3C酸度計(jì)測(cè)定，2.5∶1水土比（V∶W）[17]。土壤全量鎘采用HCl-HNO3-HClO4（VHCl∶VHNO3∶VHClO4=15∶5∶3）消化，稻米鎘采用 HNO3-HClO4（VHNO3∶VHClO4=5 ∶1）消化[17]，分別應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSS-5和GSB-23對(duì)土壤和稻米進(jìn)行質(zhì)量控制，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES，720ES）測(cè)定。土壤和稻米樣品指標(biāo)均設(shè)置3個(gè)重復(fù)進(jìn)行測(cè)量分析，每批樣品加測(cè)兩個(gè)平行空白樣。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理和圖表制作采用Microsoft Excel 2016，各提取態(tài)鎘含量與土壤全鎘以及稻米鎘含量的相關(guān)性分析采用IBM SPSS Statistics 21.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤基本性質(zhì)和稻米鎘含量

7種成土母質(zhì)發(fā)育水稻土的理化性質(zhì)如pH值、粘粒含量、有機(jī)質(zhì)等均存在一定的差異。從總體來(lái)看，土壤pH的均值為5.82（表2），以酸性土壤為主。土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，平均含量為41.24 g/kg，粘粒含量的平均含量為11.56%，陽(yáng)離子交換量的均值為14.29 cmol/kg。

表1 土壤提取態(tài)鎘分析方法Table 1 Methods of extractable Cd in soils

土壤全鎘的含量范圍為0.18～2.36 mg/kg，平均含量為0.44 mg/kg，為國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)II級(jí)限值（0.30 mg/kg）[7]的1.47倍，整體超標(biāo)率高達(dá)63.3%（57/90）。早稻米鎘含量范圍為0.01～0.63 mg/kg，平均值為0.11 mg/kg，低于國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)限值（0.20 mg/kg）[7]，9個(gè)稻米樣品鎘含量高于標(biāo)準(zhǔn)值，超標(biāo)率為10.0%。晚稻米鎘平均含量為0.21 mg/kg，略超出標(biāo)準(zhǔn)值，分布區(qū)間為0.01～2.54 mg/kg，27個(gè)稻米樣品鎘含量高于標(biāo)準(zhǔn)值，超標(biāo)率為30.0%。

表2 供試土壤基本性質(zhì)和稻米鎘含量Table 2 Properties of the tested soils and Cd contents in rice

圖1 不同提取方法的提取能力Fig. 1 Extraction capacity of different extraction methods

2.2 各提取方法的提取能力

提取劑對(duì)土壤中鎘的提取能力是選擇適宜提取方法的重要衡量指標(biāo)之一，提取能力較弱將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性造成不利影響，提取能力太強(qiáng)可能導(dǎo)致對(duì)土壤有效態(tài)鎘的高估。將王水-高氯酸消解的土壤全鎘含量視為100%，以此作為參照分析9種提取方法的提取能力（圖1）。其提取態(tài)鎘占全鎘含量的比例（提取率）依次為T7＞T6＞T9＞T3＞T1＞T5＞T4＞T2＞T8， 提 取 率 的 變 化 范 圍 為4.7%～74.4%。9種方法的提取能力存在較大差異，T7和T6的提取能力較強(qiáng)，其提取態(tài)鎘含量分別占土壤全鎘含量的74.4%和69.8%；T9和T3的提取能力次之，T1和T5的提取能力居中；T8的提取能力最弱，其提取態(tài)鎘含量?jī)H為土壤全鎘含量的4.7%。

9種提取方法的提取態(tài)鎘與土壤全鎘的相關(guān)關(guān)系存在較大差異。對(duì)于總體樣品，提取能力弱的T2和T8的提取態(tài)鎘與土壤全鎘含量的相關(guān)性沒(méi)有達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。提取能力中等的T1和T9的提取態(tài)鎘與土壤全鎘呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)（r）較小，分別為0.209和0.237（表3）。其余5種提取劑的提取態(tài)鎘與土壤全鎘的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），提取能力最強(qiáng)的T7的提取態(tài)鎘與土壤全鎘的相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.898。由于樣品數(shù)相對(duì)較少，各提取態(tài)鎘與不同成土母質(zhì)發(fā)育土壤的全鎘含量的相關(guān)分析和總體分析的結(jié)果有所不同。除了花崗巖風(fēng)化物外，T2和T8的提取態(tài)鎘與其余成土母質(zhì)發(fā)育土壤的全鎘含量相關(guān)性不顯著（P＞0.05）。提取能力較強(qiáng)的無(wú)機(jī)鹽提取劑（T1和T4）和酸類提取劑（T5、T6和T9）僅與部分成土母質(zhì)發(fā)育土壤的全鎘含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），酸類提取劑的提取態(tài)鎘與土壤全鎘之間的相關(guān)系數(shù)（r）較大。螯合提取劑（T3和T7）的提取態(tài)鎘與土壤全鎘的相關(guān)性較好，T3的提取態(tài)鎘與7種成土母質(zhì)發(fā)育土壤的全鎘含量均達(dá)到顯著相關(guān)水平（P＜0.05）。

表3 不同成土母質(zhì)水稻土提取態(tài)鎘含量與土壤全鎘含量的相關(guān)關(guān)系（r）Table 3 Correlations between extractable Cd in different soil parent materials and total Cd contents in soils (r)

2.3 稻米鎘與土壤鎘的相關(guān)關(guān)系

土壤全鎘含量與早稻、晚稻以及兩季稻米鎘含量相關(guān)性均不顯著（P＞0.05），可見(jiàn)土壤全鎘含量雖能直觀地表示土壤受鎘污染的程度，但其并不能較好地反映土壤中鎘的植物有效性和吸收積累的風(fēng)險(xiǎn)（表4）。從相關(guān)系數(shù)來(lái)看，9種提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系多優(yōu)于土壤全鎘與稻米鎘的關(guān)系。土壤提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系受到水稻季別的影響，8種提取態(tài)鎘含量與早稻（當(dāng)季）米鎘含量的相關(guān)關(guān)系達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），僅T7的提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系為顯著水平（P＜0.05）。提取態(tài)鎘含量與晚稻（后茬）米鎘含量的相關(guān)關(guān)系明顯弱于與早稻米鎘含量的關(guān)系，其中達(dá)到極顯著相關(guān)水平（P＜0.01）的有T1、T2、T4、T8和T9五種方法，達(dá)到顯著水平（P＜0.05）的為T5和T6兩種提取方法，而T3和T7的提取態(tài)鎘含量與晚稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系尚未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。早晚稻稻米綜合分析結(jié)果顯示，除T3和T7兩種方法提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量未達(dá)到顯著水平外，其他7種方法的提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系均達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01）。

表4 稻米鎘含量與土壤提取態(tài)鎘及全鎘含量的相關(guān)關(guān)系（r）Table 4 Correlations between Cd contents in rice and extractable Cd and total Cd contents in soils (r)

將土壤樣品按照不同成土母質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析稻米鎘與土壤提取態(tài)鎘含量的相關(guān)關(guān)系（表5），可見(jiàn)不同成土母質(zhì)土壤的分析結(jié)果與總體土壤樣品的分析結(jié)果較為一致。對(duì)于大部分成土母質(zhì)發(fā)育的土壤，無(wú)機(jī)鹽提取劑（T1、T2、T4和T8）的提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系優(yōu)于酸類提取劑（T5、T6和T9）和螯合提取劑（T3和T7）。不同成土母質(zhì)發(fā)育土壤的提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系同樣受到水稻季別的影響。無(wú)機(jī)鹽提取劑提取的板頁(yè)巖風(fēng)化物、第四紀(jì)紅色粘土、河湖沉積物以及花崗巖風(fēng)化物發(fā)育土壤的提取態(tài)鎘含量與早稻（當(dāng)季）米鎘含量呈顯著（P＜0.05）和極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。不同成土母質(zhì)土壤提取態(tài)鎘含量與晚稻（后茬）米鎘含量的相關(guān)關(guān)系較弱，除T8外，3種無(wú)機(jī)鹽提取劑提取的河湖沉積物發(fā)育土壤的提取態(tài)鎘含量與晚稻米鎘含量呈顯著（P＜0.05）和極顯著正相關(guān)（P＜0.01），4種無(wú)機(jī)鹽提取劑提取的板頁(yè)巖風(fēng)化物發(fā)育土壤的提取態(tài)鎘含量與晚稻米鎘含量均達(dá)到極顯著相關(guān)水平（P＜0.01）。將早晚稻稻米綜合分析，結(jié)果顯示，4種無(wú)機(jī)鹽提取劑提取的板頁(yè)巖風(fēng)化物、河湖沉積物和砂礫巖風(fēng)化物發(fā)育土壤的提取態(tài)鎘含量與早晚稻米鎘含量達(dá)到顯著（P＜0.05）和極顯著相關(guān)水平（P＜0.01）。

表5 稻米鎘含量與不同成土母質(zhì)土壤提取態(tài)鎘含量的相關(guān)關(guān)系（r）Table 5 Correlations between extractable Cd in different soil parent materials and Cd contents in rice (r)

表6 不同品種水稻米鎘含量與提取態(tài)鎘含量的相關(guān)關(guān)系（r）Table 6 Correlations between soil extractable Cd and Cd in rice of different rice varieties (r)

考慮到不同品種水稻對(duì)鎘的累積能力差異，將不同水稻品種的米鎘含量與提取態(tài)鎘含量分別進(jìn)行了相關(guān)分析（表6）。由于樣本數(shù)相對(duì)較少，其相關(guān)性的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果與總體分析結(jié)果存在一定的差異。與酸類和螯合提取劑相比，無(wú)機(jī)鹽提取劑的提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的相關(guān)性較好，其提取態(tài)鎘含量與大多數(shù)水稻品種的米鎘含量呈顯著和極顯著正相關(guān)，與總體分析結(jié)果基本一致。對(duì)于早稻而言，除了T7，其余8種提取劑的提取態(tài)鎘含量和株兩優(yōu)819的稻米鎘含量相關(guān)性都不顯著（P＞0.05）。而9種提取態(tài)鎘含量與中早39的稻米鎘含量均達(dá)到極顯著相關(guān)水平（P＜0.01）。晚稻中3個(gè)主要品種水稻的相關(guān)性分析結(jié)果差異較大。金優(yōu)59的稻米鎘含量與采用的9種方法提取的提取態(tài)鎘含量相關(guān)性均不顯著（P＞0.05），湘晚秈13號(hào)稻米鎘也僅與T1的提取態(tài)鎘含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。湘晚秈12號(hào)的稻米鎘與無(wú)機(jī)鹽提取劑的提取態(tài)鎘含量均達(dá)到極顯著相關(guān)水平（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)（r）為 0.539～0.696。

3 討論

3.1 不同提取方法的提取能力差異

在不同土壤條件下，供試的9種方法提取的土壤鎘形態(tài)不同，因而其提取能力存在差異。9種提取方法的提取能力為 T7＞T6＞T9＞T3＞T1＞T5＞T4＞T2＞T8。Mehlich III和 Mehlich I方法能提取水溶態(tài)、交換態(tài)、絡(luò)合態(tài)以及部分酸溶態(tài)鎘[18]。DTPA方法適用于偏中性或石灰性土壤，在應(yīng)用于酸性土壤時(shí)，除了水溶態(tài)和交換態(tài)鎘外，碳酸鹽結(jié)合態(tài)和部分有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的鎘亦可被提取出來(lái)[19]。酸類提取劑如HCl和TCLP，pH值較低，溶解能力較強(qiáng)，除了可交換態(tài)鎘，還能提取出土壤中的碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)及有機(jī)結(jié)合態(tài)鎘[20]。無(wú)機(jī)鹽提取劑提取的鎘形態(tài)一般為水溶態(tài)與可交換態(tài)，所以對(duì)土壤鎘的提取能力較弱。

本研究采用了四種無(wú)機(jī)鹽提取劑對(duì)供試土壤中的鎘進(jìn)行提取分析。NH4OAc與土壤鎘發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成穩(wěn)定化合物，自身的緩沖能力可使土壤溶液pH值降低，從而提取出部分碳酸鹽結(jié)合態(tài)鎘，所以NH4OAc對(duì)酸性土壤中鎘的提取能力較強(qiáng)[21]。Na+等單價(jià)陽(yáng)離子對(duì)土壤表面吸附位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)能力較弱[13]，因此NaNO3呈現(xiàn)出較低提取能力，與Feng等[22]研究結(jié)果一致。Ca2+作為土壤中主要陽(yáng)離子，在土壤懸浮液中凝聚能力比單價(jià)陽(yáng)離子（Na+和NH4+）強(qiáng)[11,23]，而氯化物提取劑與鎘的螯合作用主要取決于提取劑濃度[24]，高離子強(qiáng)度可增強(qiáng)Cd2+從帶負(fù)電荷的土壤表面的解吸[25]，所以0.1 mol/L CaC12對(duì)土壤中鎘的提取能力強(qiáng)于其余無(wú)機(jī)鹽提取方法。

3.2 不同提取方法的適用性差異

土壤有效態(tài)鎘含量主要用來(lái)反映土壤中鎘的植物可利用性和移動(dòng)性，因而在農(nóng)田土壤中其與植物吸收積累鎘的相關(guān)關(guān)系是評(píng)價(jià)有效態(tài)鎘提取方法適用性的重要指標(biāo)。本研究結(jié)果表明，無(wú)機(jī)鹽試劑的提取態(tài)鎘含量與稻米鎘的相關(guān)關(guān)系優(yōu)于酸類提取劑和螯合試劑，其中0.1 mol/L CaCl2的提取態(tài)鎘含量與稻米鎘含量的關(guān)系最為緊密。

前期在旱作土壤上的大量研究結(jié)果證實(shí)，無(wú)機(jī)鹽試劑的提取態(tài)鎘含量能夠較好地反映土壤中鎘的植物可利用性，其中CaCl2法大多表現(xiàn)良好[26-28]。章明奎等[29]研究表明早熟禾吸收鎘量與CaCl2和NH4OAc的提取態(tài)鎘含量顯著相關(guān)，但與提取能力較強(qiáng)的Mehlich I和Mehlich III的提取態(tài)鎘含量相關(guān)性不顯著。Gleyzes等[21]也發(fā)現(xiàn)硝酸鹽或鈣鹽提取的污染土壤中的痕量金屬元素與植物具有良好的相關(guān)性。Houba等[27]認(rèn)為0.01 mol/L CaC12溶液的pH、濃度和組成與土壤溶液相似，其提取態(tài)鎘含量可以較好地表明土壤鎘的生物有效性。Meers等[28]研究禾本科植物對(duì)鎘的吸收情況發(fā)現(xiàn)，較弱的提取劑反而具有較高的相關(guān)性，而且比較分析了12種提取方法，表明0.01 mol/L CaCl2能很好地評(píng)估鎘的植物利用度。造成這種差異的原因可能是無(wú)機(jī)鹽提取劑能較好地保持土壤原有性質(zhì)，而螯合提取劑和酸類提取劑在提取過(guò)程中可能導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)和鎘形態(tài)的變化，進(jìn)而影響其表征土壤中鎘植物有效性的效果[29]。然而，劉玉榮等[30]認(rèn)為低濃度的無(wú)機(jī)鹽試劑提取的提取態(tài)鎘含量較低，重金屬元素的背景值相對(duì)較大，可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測(cè)定造成干擾。本研究采用的0.1 mol/L CaCl2較目前旱地常用的0.01 mol/L CaCl2鹽濃度更高，其提取率相應(yīng)地由16.3%提升至41.9%，而且其提取態(tài)鎘含量與不同季別的稻米鎘含量均達(dá)到極顯著相關(guān)水平（P＜0.01），能夠較好地反映土壤中鎘的植物有效性，可推薦為我國(guó)南方稻田土壤有效態(tài)鎘的提取方法。

3.3 提取方法適用的限制

值得注意的是，雖然0.1 mol/L CaCl2可用作我國(guó)南方稻田土壤有效態(tài)鎘的提取方法，但其僅能在一定程度上反映稻田土壤中鎘的植物可利用風(fēng)險(xiǎn)。從0.1 mol/L CaCl2提取態(tài)鎘與早稻、晚稻、早晚稻米鎘含量的相關(guān)系數(shù)（r分別為0.618、0.338和0.363）來(lái)看，該方法能夠相對(duì)較好地預(yù)測(cè)當(dāng)季水稻對(duì)鎘的吸收與積累，但在評(píng)估后茬水稻的鎘積累風(fēng)險(xiǎn)時(shí)適用性有限。造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，水稻對(duì)鎘的吸收積累除受土壤鎘影響外，也與水稻品種、土壤環(huán)境、稻田管理等因素有關(guān)。

Herath等[31]發(fā)現(xiàn)是水稻品種的形態(tài)或生理特征導(dǎo)致了其對(duì)重金屬鎘的耐受性與吸收積累能力的差異。水稻的種植環(huán)境，如土壤pH值、陽(yáng)離子交換量及有機(jī)質(zhì)含量等都將影響稻米中鎘的累積水平[32]。以0.1 mol/L CaCl2的提取態(tài)鎘含量和土壤pH為變量與早稻米鎘的含量結(jié)合起來(lái)預(yù)測(cè)早稻對(duì)鎘的吸收累積水平，得到回歸方程：

其中：Cdrice和CdCaCl2分別表示早稻米鎘的含量和0.1 mol/L CaCl2的提取態(tài)鎘含量。方程中加入土壤pH后，R2提升較小，可能是因?yàn)?.1 mol/L CaCl2提取的有效態(tài)鎘與土壤pH存在自相關(guān)，所以建立的回歸方程中pH的影響較小。甘國(guó)娟等[33]的研究表明不同類型的土壤由于pH值、有機(jī)質(zhì)和粘粒含量等理化性質(zhì)的差異導(dǎo)致土壤鎘含量不同，影響土壤中鎘的生物有效性，從而導(dǎo)致稻米鎘累積程度的差異。Rizwan等[34]認(rèn)為除了土壤因素，水稻的種植模式，水分管理和肥料施用也將造成這一差異。因而，在實(shí)際應(yīng)用中，該方法最好用于當(dāng)季水稻的吸收積累風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，如果能夠結(jié)合水稻品種、土壤條件和管理因子則更佳。

4 結(jié)論

為確定適用于我國(guó)南方稻田土壤的有效態(tài)鎘提取方法，對(duì)比分析了螯合類、酸類和無(wú)機(jī)鹽類共9種提取方法的提取能力及其提取態(tài)鎘與稻米鎘的相關(guān)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，供試9種方法的提取態(tài)鎘含量占土壤全鎘的4.7%～74.4%，但不同方法的提取能力存在較大差異，基本呈現(xiàn)螯合提取劑和酸類提取劑提取能力較強(qiáng)，無(wú)機(jī)鹽提取劑提取能力最弱的變化規(guī)律。

供試9種方法的提取態(tài)鎘與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系整體上優(yōu)于土壤全鎘含量，而無(wú)機(jī)鹽試劑提取態(tài)鎘與稻米鎘含量的相關(guān)關(guān)系最好；其中0.1 mol/L CaCl2提取法具有較為適中的提取能力，且能夠較好反映水稻對(duì)稻田土壤中鎘的吸收累積風(fēng)險(xiǎn)，可推薦為我國(guó)南方稻田土壤有效態(tài)鎘提取方法，而該方法在稻田土壤鎘的當(dāng)季有效性評(píng)價(jià)上的適用性更佳。

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