不同水稻品種對瀘州農(nóng)田土壤鎘富集差異研究

鄭海芳，張 強(qiáng)，田 翠，劉 霜，羅小嬌，張維娜，吳 娟

(1.瀘州市綜合農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心，四川 瀘州 646000；2.瀘州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 瀘州 646000)

1 引言

水稻在我國種植有七千多年的歷史，是我國種植面積僅次于玉米的第二大糧食作物，全國2/3以上的人口以稻米為主食，因而稻米質(zhì)量安全直接關(guān)系著國民健康和社會安定[1，2]，近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)田重金屬污染及稻米重金屬超標(biāo)日益突出問題，已成為備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。重金屬鎘為植物生長發(fā)育非必需元素，是毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一[3]，還會在稻谷內(nèi)大量積累，并隨食物鏈進(jìn)入人體，危害人體健康。因此，本研究選取16個(gè)不同水稻品種，探討不同水稻品種對農(nóng)田土壤鎘富集差異，篩選出鎘低富集水稻品種，為輕度鎘污染區(qū)水稻安全種植提供選種參考。

2 材料與方法

2.1 大田土壤概況

大田地處于四川省瀘縣兆雅一個(gè)種糧專業(yè)合作社。土壤類型為水稻土，常年有灌溉水，試驗(yàn)前大田分為16個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域在0～15 cm 耕作層采用梅花點(diǎn)法設(shè)5個(gè)點(diǎn)，取樣混合成1個(gè)土壤樣品，共16個(gè)水稻土壤，將采集的水稻土壤樣品自然風(fēng)干，除去土樣中石子和動植物殘?bào)w等異物，用木棒研壓混勻后用四分法縮分至約500 g，通過2 mm尼龍篩，用瑪瑙研缽將通過2 mm尼龍篩的土樣研磨至全部通過 100目尼龍篩，裝樣品袋備用檢測。土壤鎘檢測按照國家標(biāo)準(zhǔn)《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》(GB/T 17141-1997)石墨爐檢測，土壤 pH值用雷磁(PHS-3C型)測定。

2.2 水稻品種及種植情況

結(jié)合瀘州市水稻種植情況，選用了市場上銷售比較好的水稻品種，選取了3個(gè)早熟品種，1個(gè)中熟品種，12個(gè)晚熟品種，詳細(xì)信息見表1。大田分為16個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域面積約6 m2，區(qū)域之間有30 cm的間隙，每個(gè)區(qū)域的水稻品種采用隨機(jī)移栽的。

表1 水稻品種及生長期情況

2.3 水稻抽樣、制樣及檢測

由于不同水稻品種生育期有差異，2020年7月28日至8月10日，分3次完成早、中、晚熟水稻籽粒抽樣。每個(gè)水稻品種籽粒，網(wǎng)袋編號晾曬。去除雜質(zhì)，去殼，磨碎成均勻的粉末樣品，顆粒度不大于0.425 mm。儲于潔凈的塑料瓶中，并標(biāo)記編號，于室溫下保存?zhèn)溆脵z測。水稻稻米鎘的檢測按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測定(GB/T5009.15-2003)濕式消解法消解檢測，使用儀器為原子吸收分光光譜儀(美國熱電ICE3500)。

2.4 水稻稻米重金屬富集指數(shù)及質(zhì)量安全水平評價(jià)方法

稻米鎘富集指數(shù)=稻米鎘含量/土壤全鎘含量[4]，依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)》(GB2762—2017)和全國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬安全評估技術(shù)規(guī)定，稻米鎘質(zhì)量安全水平采用單因子指數(shù)法計(jì)算得到[5]，具體計(jì)算公式如下：

Ei=Ai/Si

(1)

式(1)中：Ei為稻米中重金屬i的單因子指數(shù);Ai為農(nóng)產(chǎn)品中重金屬i的實(shí)測濃度;Si為農(nóng)產(chǎn)品中重金屬i的限量標(biāo)準(zhǔn)值。

稻米鎘質(zhì)量安全水平等級劃分為 3 個(gè)等級，具體如表 2 所示。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同水稻品種對應(yīng)的土壤鎘含量情況

如表3所示，根據(jù)國家《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618-2018)，水田土壤pH值≤5.5，鎘限量為0.3 mg/kg；5.5

表2 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等級劃分依據(jù)

3.2 不同的水稻品種對應(yīng)的稻谷鎘含量

如表4所示，不同品種之間差異比較大。

16個(gè)品種稻米鎘均不超標(biāo)。土壤鎘平均含量為0.339 mg/kg，稻谷鎘平均含量為0.131 mg/kg。，其中稻谷鎘含量小于0.10 mg/kg的有5個(gè)品種，分別為3號旌優(yōu)127、9號Y兩優(yōu)1號、10號晶兩優(yōu)534、12號岡優(yōu)188和16號均隆718，稻谷鎘含量在0.10 mg/kg～0.15 mg/kg之間有5個(gè)，分別是1號的川優(yōu) 6203、11號德優(yōu)4727、13號的Ⅱ優(yōu)838、14號的渝香203和15號的宜香4245，稻谷鎘含量大于0.15 mg/kg的有6個(gè)，分別是2號的瀘優(yōu)11092、4號的C兩優(yōu)華占、5號的宜香優(yōu)2115、6號的內(nèi)5優(yōu)H25、7號的岡48優(yōu)38、8號的川作優(yōu)619。其中2號的瀘優(yōu)11092和5號的宜香優(yōu)2115稻谷鎘含量較高，接近GB 2762-2017 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》稻谷鎘0.20 mg/kg的限量標(biāo)準(zhǔn)。Ei都小于1，都處于安全水平。

3.3 鎘富集系數(shù)

不同水稻品種的稻米鎘富集指數(shù)存在一定差異。鎘富集指數(shù)變幅為0.203～0.627。鎘富集指數(shù)低于0.3的有5個(gè)水稻品種，分別是旌優(yōu)127、Y兩優(yōu)1號、晶兩優(yōu)534、岡優(yōu)188、均隆718，其中晶兩優(yōu)534鎘富集指數(shù)最低為0.203。

表3 不同水稻品種對應(yīng)的土壤鎘含量

表4 不同水稻品種對應(yīng)的產(chǎn)品鎘含量

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，16個(gè)不同品種水稻稻米鎘含量及富集系數(shù)存在較大差異，水稻土壤鎘平均含量為0.339 mg/kg，稻谷鎘平均含量為0.131 mg/kg，稻谷鎘質(zhì)量安全水平Ei都小于1，均處于安全水平。鎘富集指數(shù)變幅為0.203～0.627，這16個(gè)水稻品種均可用于輕度鎘污染區(qū)水稻安全種植，其中鎘富集指數(shù)低于0.3的有5個(gè)水稻品種，分別是旌優(yōu)127、Y兩優(yōu)1號、晶兩優(yōu)534、岡優(yōu)188、均隆718。