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組水稻植株樣品測定其硒及其他重金屬元素含量，結果表明，水稻植株中硒及重金屬元素含量規律明顯，各器官內的硒含量由高到低依次為根、葉、莖、籽實，根系中硒含量明顯高于其他3個器官；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較高；適當延長稻谷成熟期，稻米中重金屬含量變化相對較小，但可增加硒的含量。

關鍵詞：浙北；水稻；植株；硒元素；重金屬元素；根

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

隨著人們對農產品中有益、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評價工作也越來越重要。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]。

作物生長往往呈“S”形曲線，在作物生長初始期、快速增長期、緩慢停滯期，植株體內各元素遷移是一個動態過程。水稻抽穗結實期生長雖然變緩，但仍是提高稻品質的重要時期，研究這一期間水稻植株內各元素的遷移、分布隨時間變化的動態過程，對控制稻米中各元素的含量具有重要意義。試驗以浙江省海鹽縣澉浦鎮的水稻植株及其根系土為對象，研究自然狀態下不同品種水稻植株根、莖、葉、籽實在水稻抽穗結實期對硒及重金屬元素的吸收規律，為提高稻米品質、合理控制農產品中重金屬元素含量提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

海鹽縣澉浦鎮位于浙江省北部平原，錢塘江入?？诒卑?，面積65 km2，屬亞熱帶季風氣候，日照充足，雨量豐沛。平原區面積約為20 km2，土壤類型以水稻土為主，是浙北水稻重要種植區，水稻收獲期在11月初；西南地區為侏羅紀晚期（J3h）火山碎屑巖及花崗巖出露區，總面積約為19 km2，海拔高度為100 m左右。

1.2 樣品采集及檢測指標

在表層土壤調查研究的基礎上，選擇具有代表性的采樣點3處，于水稻抽穗結實期分別按根、莖、葉、籽實4個部位，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時間間隔同位采集4份籽實樣品。樣品自然風干，送國土資源部合肥礦產資源監督檢測中心測試Cr、Zn、Pb、Cu、Ni、Cd、As、Hg及Se等9項指標。

1.3 樣品測試

籽實經分揀、去除石子等，清水淘洗干凈，用去離子水淘洗3遍，晾干， 用專用機具無污染加工至粒度直徑約245 μm

2 結果與分析

2.1 表層土壤硒及重金屬元素含量特征

表層土壤是農作物中各元素的主要來源，對其元素含量的高低起至關重要的作用。在研究區采集平原區表層土壤815份進行分析，結果由表3可見，平原區表層土壤除Cr、Ni外，其他各元素均低于或接近浙北背景值。根據“富硒土壤具有一定規模，約占耕地總面積的60%”這一富硒土壤評價標準發現，研究區土壤總體上略高于此標準；根據國家《土壤環境質量標準》（GB 15618—1995）對重金屬進行評價，發現研究區土地質量基本情況較好。

2.2 水稻植株各器官對硒及重金屬元素的吸收規律

由表4可見，水稻植株體內各元素分布規律比較明顯；適當延長稻谷的成熟期，稻米中As、Hg含量基本無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含量相對較高；Se在水稻植株各部位的含量高低為：根>葉>莖>籽實，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總含量相對變化不大，這可能是由于在水稻成熟期，水稻植株對土壤中的Se停止吸收，而根系中的Se逐漸向葉片中遷移；不同品種的水稻對元素的吸收具有差異性[5-6]，韓祖2（糯谷）植株對Se的吸收能力要高于其他2個品種，3個水稻品種對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，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，其中，糯谷籽實Se含量增加更為明顯，增加約54.5%，這可能與糯谷生長期較長、抽穗結實期略滯后于其他品種有關。

2.3 水稻植株對Se的富集作用

富集系數是指某種物質或元素在生物體內的濃度與生物生長環境（水、土壤、空氣）中該物質或元素的濃度之比，不僅與環境中元素或物質的種類和濃度有關，而且與元素的價態、物質的結構形式、溶解度、生物種類、生物器官組織、各生物生長階段的生理特性和外界環境有關。由表5可見，各器官Se富集系數差異較大，其中，根系富集系數最大，介于0.61～093之間；葉片對元素在植物體內的遷移起至關重要的作用，對Se的富集略高于莖；籽實富集系數最小，介于0.07～0.18之間；糯谷籽實中Se的富集系數大于其他2個品種水稻。

3 結論

不同品種的水稻對硒及重金屬元素的累積存在差異性，糯谷水稻大于其他2個品種；適當延長稻谷成熟期，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較高，這為土壤中重金屬的修復提供了新思路。水稻植株各器官Se含量高低整體為：根系>葉片>莖>籽實，根系富集系數最大，對土壤中硒的吸收能力最強，籽實最弱。

參考文獻：

[1]陳懷滿.土壤-植物系統中的重金屬污染[M]. 北京：科學出版社，1996：104-112.

[2]酈逸根，薛生國，吳小勇.重金屬在土壤-水稻系統中的遷移轉化規律研究[J]. 中國地質，2004，31（增刊1）：87-92.

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[4]莫 爭，王春霞，陳 琴，等. 重金屬Cu、Pb、Zn、Cr、Cd在水稻植株中的富集和分布[J]. 環境化學，2002，21（2）：110-116.

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