不同水稻品種稻谷對(duì)土壤中鎘富集特性初探

白榮輝

摘 要：選取適宜福建漳州市栽培的甬優(yōu)2640、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、恒豐優(yōu)粵合絲苗、荃優(yōu)822、甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540等8個(gè)水稻品種為材料，采用單因素田間試驗(yàn)，研究稻谷對(duì)土壤中鎘（Cd）富集特性。結(jié)果表明：8種水稻品種對(duì)土壤中鎘的富集特性有所差異，甬優(yōu)2640、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、恒豐優(yōu)粵合絲苗、荃優(yōu)822、甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540稻谷中鎘的含量分別為0.181、0.493、0.468、0.339、0.683、0.141、0.063和0.102 mg·kg-1;甬優(yōu)2640、隆晶優(yōu)華占，隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、恒豐優(yōu)粵合絲苗、 荃優(yōu)822、甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540稻谷對(duì)土壤中總鎘和有效態(tài)鎘的富集系數(shù)分別為125.5%和317.0%、342.1%和864.3%、325.0%和821.1%、235.4%和594.8%、473.8%和1197.1%、98.2%和248.0%、43.5%和109.9%、70.8%和179.0%。綜上認(rèn)為，甬優(yōu)12可適宜在漳州市受鎘輕度污染（土壤中鎘總量<0.45 mg·kg-1）安全利用類(lèi)的水田種植;而種植其他的7個(gè)水稻品種，稻谷鎘含量是否超標(biāo)還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：水稻品種;稻谷;鎘;富集特性

中圖分類(lèi)號(hào)：S 511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：0253-2301（2021）03-0028-04

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.03.006

Abstract： The eight rice varieties， including Yongyou 2640， Longjingyou huazan， Longjingyou 534， Guang 8 youyuehe silk seedling， Hengfeng youyuehe silk seedling， Quanyou 822， Yongyou 12 and Yongyou 1540， which were suitable for cultivation in Zhangzhou City of Fujian Province， were selected as the materials to study the enrichment characteristics for cadmium （Cd） in soil of rice through the single factor field experiment. The results showed that： the enrichment characteristics for cadmium in soil were different among the eight rice varieties. The content of Cd in Yongyou 2640， Longjingyou huazan， Longjingyou 534， Guang 8 youyuehe silk seedling， Hengfeng youyuehe silk seedling， Quanyou 822， Yongyou 12 and Yongyou 1540 were 0.181， 0.493， 0.468， 0.339， 0.683， 0.141， 0.063 and 0.102 mg·kg-1， respectively. The Enrichment coefficiens for the total Cd and available Cd in soil of Yongyou 2640， Longjingyou huazan， Longjingyou 534， Guang 8 youyuehe silk seedling， Hengfeng youyuehe silk seedling， Quanyou 822， Yongyou 12 and Yongyou 1540 were 125.5% and 317.0%， 342.1% and 864.3%， 325.0% and 821.1%， 235.4% and 594.8%， 473.8% and 1197.1%， 98.2% and 248.0， 43.5% and

109.9%， 70.8% and 179.0%， respectively. In conclusion， Yongyou 12 was suitable to be planted in the paddy field of safe utilization which was slightly polluted by Cd （total Cd in soil<0.45 mg·kg-1） in Zhangzhou. However， for the other 7 rice varieties planted， whether the cadmium content in rice exceeded the standard still needed to be further verified.

Key words： Rice variety; Rice; Cadmium; Enrichment characteristics

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加速和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品大量施用，污水、污泥農(nóng)用造成農(nóng)田土壤重金屬污染日趨嚴(yán)峻，嚴(yán)重影響稻米品質(zhì)和食品安全。研究表明，鎘侵入人體會(huì)對(duì)肺 、腎 、肝、免疫系統(tǒng)和生殖器官等產(chǎn)生一系列損傷[1]，舉世震驚的日本“痛痛病”即由鎘污染引起。福建漳州是首批全國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū)，水稻是漳州主要的糧食作物。推行種植鎘低富集水稻品種，是鎘污染水田實(shí)施安全利用、確保水稻糧食作物安全生產(chǎn)的重要措施之一。迄今，雖然對(duì)耕地土壤中鎘的富集特性及鎘低富集水稻品種的篩選已有一些研究[2-11]，但水稻品種繁多并有適于栽培區(qū)域的極限性，現(xiàn)有多數(shù)鎘低富集水稻品種并不適宜福建漳州區(qū)域種植。為此，開(kāi)展適宜漳州區(qū)域栽培的重金屬低富集水稻品種篩選試驗(yàn)研究，可為鎘污染水田實(shí)施安全利用措施進(jìn)行品種調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)確保水稻糧食安全生產(chǎn)、推進(jìn)綠色水稻生產(chǎn)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 水稻品種 隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、恒豐優(yōu)粵合絲苗、荃優(yōu)822、甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540、甬優(yōu)2640。

1.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn) 于2019年8月至11月在福建省漳州市漳浦縣官潯鎮(zhèn)進(jìn)行。土壤黏粒、粉粒、砂粒機(jī)械組成分別占14.0%、26.5%和59.5%，pH值5.3，陽(yáng)離子交換量4.4 cmol·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量26.2 g·kg-1;土壤中總鎘、有效態(tài)鎘含量分別為0.144和0.057 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 田間設(shè)計(jì) 試驗(yàn)田面積2000 m2，每個(gè)供試水稻品種小區(qū)面積67 m2，隨機(jī)排列，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù)，各小區(qū)及重復(fù)間設(shè)有隔離行。水稻田水肥管理等按當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)常規(guī)栽培技術(shù)。

1.2.2 樣品采集 各供試水稻品種在成熟收獲時(shí)，采用雙對(duì)角線(xiàn)法進(jìn)行采集5個(gè)分樣，每個(gè)分點(diǎn)約采集200 g稻谷樣品，混合形成混合樣品取約0.5 kg，自然曬干后供測(cè)試。

1.2.3 鎘含量測(cè)定 供試水稻品種稻谷中的鎘含量測(cè)定采用GB 5009.15-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測(cè)定》[15]標(biāo)準(zhǔn)方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

富集系數(shù)=稻谷中鎘含量土壤中總鎘（有效態(tài)鎘）含量×100%

稻谷中鎘含量及富集系數(shù)的方差分析，采用IBM SPSS Statistics 19及Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻谷中鎘含量測(cè)定結(jié)果

供試的8個(gè)水稻品種在成熟收獲時(shí)采集的稻谷樣品，經(jīng)對(duì)鎘含量的測(cè)定結(jié)果（圖1）顯示， 8個(gè)水稻品種稻谷中鎘含量范圍為0.063～0.683 mg·kg-1。經(jīng)方差分析表明，8個(gè)水稻品種稻谷中鎘含量差異明顯，其中：恒豐優(yōu)粵禾絲苗與其他7個(gè)水稻品種差異達(dá)顯著水平（P<0.05）;隆晶優(yōu)華占與甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540、荃優(yōu)822、甬優(yōu)2640、

注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ分別為甬優(yōu)2640、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、恒豐優(yōu)粵禾絲苗、荃優(yōu)822、甬優(yōu)12和甬優(yōu)1540（圖2同）;圖中不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)顯著水平。

廣8優(yōu)粵禾絲苗的差異達(dá)顯著水平（P<0.05）;隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗與甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540、荃優(yōu)822、甬優(yōu)2640的差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。即8個(gè)水稻品種稻谷中鎘含量為：恒豐優(yōu)粵禾絲苗>隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534>廣8優(yōu)粵禾絲苗>甬優(yōu)2640、荃優(yōu)822、甬優(yōu)1540、甬優(yōu)12。

2.2 稻谷對(duì)鎘的富集特性

富集系數(shù)的大小反映了農(nóng)作物對(duì)土壤中重金屬富集程度的高低或富集能力的強(qiáng)弱，體現(xiàn)為農(nóng)作物對(duì)土壤中重金屬的富集特性。從圖1及表1可知，稻谷對(duì)土壤中總鎘、有效態(tài)鎘的富集系數(shù)分別為43.5%～473.8%和109.9%～1197.1%。其中：恒豐優(yōu)粵禾絲苗品種的稻谷對(duì)土壤中總鎘、有效態(tài)鎘的富集系數(shù)最高。設(shè)定在供試的8個(gè)水稻品種中，以富集系數(shù)最低的甬優(yōu)12為1倍基數(shù)，富集系數(shù)基數(shù)≤2倍為低富集、2>富集系數(shù)基數(shù)≤4倍為中富集、>4倍為高富集進(jìn)行分析，通過(guò)考察比較恒豐優(yōu)粵禾絲苗、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、甬優(yōu)2640、荃優(yōu)822、甬優(yōu)1540等7個(gè)水稻品種與甬優(yōu)12鎘的富集系數(shù)顯示（圖2），恒豐優(yōu)粵禾絲苗、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗具有高富集，其中恒豐優(yōu)粵禾絲苗>隆晶優(yōu)華占>隆晶優(yōu)534>廣8優(yōu)粵禾絲苗;荃優(yōu)822、甬優(yōu)2640具有中富集，其中甬優(yōu)2640>荃優(yōu)822;甬優(yōu)1540、甬優(yōu)12具有低富集，其中甬優(yōu)1540>甬優(yōu)12。

3 討論

迄今，盡管關(guān)于不同水稻品種對(duì)土壤中鎘的富集特性已有不少的研究[2-11]，但本試驗(yàn)研究中供試的8種水稻品種尚未見(jiàn)過(guò)相關(guān)的報(bào)道。Liu等[12-13]報(bào)道，不同品種水稻稻谷對(duì)土壤中鎘的富集程度存在顯著差異，Yu等[14]對(duì)43個(gè)水稻品種鎘的富集特性研究發(fā)現(xiàn)，不同品種水稻稻谷中鎘的含量最大相差7.3倍。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，供試8種水稻品種稻谷中鎘的含量有顯著性差異，恒豐優(yōu)粵禾絲苗、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、荃優(yōu)822、甬優(yōu)2640和甬優(yōu)1540對(duì)水田土壤中鎘的富集程度分別比甬優(yōu)12高9.89、6.84、6.47、4.41、1.89、1.13和0.63倍，表明不同水稻品種稻谷對(duì)土壤中鎘的富集特性具有很大的差異性。本試驗(yàn)研究相對(duì)于供試的8個(gè)水稻品種，其稻谷對(duì)水田土壤中鎘的富集特性劃分，所設(shè)定的評(píng)價(jià)方法是否合理科學(xué)尚值得商榷。按照此評(píng)價(jià)方法，8種水稻品種稻谷對(duì)水田土壤中鎘的富集特性，具有高富集的有4個(gè)水稻品種、占比50%，中、低富集的各有2個(gè)水稻品種、各占比25%。由此初步顯示，當(dāng)前福建漳州市栽培的一些水稻品種，可能對(duì)水田土壤中的鎘具有高富集，但還有待進(jìn)一步深入研究探討;同時(shí)也闡明研究篩選適宜漳州市種植的鎘低富集的水稻品種及其推廣應(yīng)用，對(duì)推進(jìn)受鎘污染耕地安全利用，確保水稻糧食安全生產(chǎn)具有重要的意義。

本試驗(yàn)研究的水田土壤中總鎘含量為0.144 mg·kg-1、有效態(tài)鎘含量為0.057 mg·kg-1，按照GB15618-2018《農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》[15]、DB35/T 859-2016《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染程度的分級(jí)》[16]對(duì)耕地土壤質(zhì)量類(lèi)別的劃分標(biāo)準(zhǔn)，雖然此水田土壤有受到鎘輕微的污染，但仍隸屬于優(yōu)先保護(hù)類(lèi)耕地類(lèi)別。本試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果表明，恒豐優(yōu)粵禾絲苗、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534和廣8優(yōu)粵禾絲苗等4個(gè)品種稻谷中鎘的含量分別高達(dá)0.683、0.493、0.468、0.339 mg·kg-1，根據(jù)GB 2762-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》[17]標(biāo)準(zhǔn)，鎘在稻谷中限量指標(biāo)為0.2 mg·kg-1，為此，該4個(gè)品種稻谷中鎘的含量分別高于限量指標(biāo)的2.42、1.47、1.34和0.70倍。由此表明，在受到鎘輕微污染的酸性水田土壤，按傳統(tǒng)常規(guī)栽培技術(shù)種植高富集水稻品種，稻谷中仍然存在著鎘含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

依照GB15618-2018《農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》[15]的要求，酸性（pH≤5.5）土壤安全利用類(lèi)水田的劃分指標(biāo)為0.3 mg·kg-1<鎘含量≤1.5 mg·kg-1。為此，根據(jù)土壤中總鎘含量與稻谷的富集系數(shù)進(jìn)行測(cè)算初步認(rèn)為，甬優(yōu)12可適宜在土壤中總鎘<0.45 mg·kg-1輕度污染安全利用類(lèi)水田上種植;而甬優(yōu)1540、荃優(yōu)822、甬優(yōu)2640、廣8優(yōu)粵禾絲苗、隆晶優(yōu)534、隆晶優(yōu)華占、恒豐優(yōu)粵禾絲苗分別宜于在土壤中總鎘<0.28、0.20、0.15、0.08、0.06、0.058和0.04 mg·kg-1輕微污染的水田上種植，但此結(jié)論還有待于在相應(yīng)不同受鎘污染度的水田土壤上，深入試驗(yàn)研究進(jìn)一步予以驗(yàn)證。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)研究結(jié)果初步表明，甬優(yōu)2640、隆晶優(yōu)華占，隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗、恒豐優(yōu)粵合絲苗、 荃優(yōu)822、甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540等8個(gè)水稻品種，稻谷中鎘的含量有顯著性的差異，恒豐優(yōu)粵禾絲苗>隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534>廣8優(yōu)粵禾絲苗>甬優(yōu)2640、荃優(yōu)822、甬優(yōu)1540、甬優(yōu)12，其中：恒豐優(yōu)粵禾絲苗、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗等4個(gè)水稻品種，稻谷中的鎘含量均高于GB 2762-2017《食品中污染物限量》[17]標(biāo)準(zhǔn)的限量指標(biāo)。

根據(jù)供試的8個(gè)水稻品種稻谷對(duì)土壤中鎘的富集特性，恒豐優(yōu)粵禾絲苗、隆晶優(yōu)華占、隆晶優(yōu)534、廣8優(yōu)粵禾絲苗具有高富集，荃優(yōu)822、甬優(yōu)2640具有中富集，甬優(yōu)1540、甬優(yōu)12具有低富集。甬優(yōu)12可適宜在漳州市受鎘輕度污染（土壤中鎘總量<0.45 mg·kg-1）安全利用類(lèi)的水田種植;而種植其他的7個(gè)水稻品種，稻谷中將存在著稻谷鎘含量是否確實(shí)超標(biāo)還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）