早、晚稻對土壤鉛吸收差異性研究

王秀梅

(天津華勘環?？萍加邢薰荆旖?300171)

鉛作為3種重金屬(鉛、鎘、汞)環境激素之一，是土壤環境中主要的重金屬污染物質。據統計，截止目前，全球每年鉛的排放量約為5×105萬t[1]。土壤中的鉛可以被作物吸收對作物產生毒害作用，通過作物可食部位進入人體，進而危害人類健康。重金屬進入土壤后, 會對作物產生明顯的影響，據研究顯示，土壤中鉛含量高時會導致植物中毒、植株枯萎死亡、 產量降低等[2-4]；而且，植株的不同部位對鉛吸收能力不同[5,6]。一些研究發現，即使在高鉛含量 (>4 000 mg/kg ) 的土壤中，作物對鉛發生強烈吸收后也沒有導致植株出現宏觀病癥, 植物對鉛的吸收表現出極強的隱蔽性[7]。鉛進入人體后會造成人體貧血、高血壓、腎炎以及精神錯亂等癥狀，人體中每天攝入10g以上時，甚至可能造成死亡[7]。

近年來，一些學者在研究土壤—作物重金屬傳輸中發現早、晚稻對重金屬吸收存在一定差異，晚稻對重金屬的吸收能力要顯著高于早稻。張淼等[8]在研究改良劑對作物吸收鎘的影響中發現晚稻對重金屬鎘的吸收能力明顯高于早稻，隨后一些學者在其研究中也發現了相似的規律[9-11]。造成這一現象的原因至今尚未有明確報道。關于早、晚稻吸收重金屬的差異研究中集中在重金屬鎘上，而早晚稻對鉛吸收差異的研究較少。本文主要通過大田實驗，對土壤中早稻和晚稻對鉛的吸收差異進行研究，為鉛污染土壤作物的安全利用提供依據。

1 研究方法

研究區域位于湖南省湘潭縣，湘潭縣包含19個鄉鎮，該次采集土壤、早稻、晚稻樣品各122個，采樣點位在19個鄉鎮均有分布，每個鄉鎮點位分布均在2～12之間，具體分布情況見表1。

表1 樣品在湘潭縣各鄉鎮分布情況

本次分析指標主要包含：土壤pH、土壤鉛含量、早稻鉛含量、晚稻鉛含量。土壤鉛用 HNO3-HF-HClO4的混合酸溶液消解，用石墨爐原子吸收分光光度法檢測，早、晚稻樣品采用石墨爐原子吸收分光光度法檢測。各指標分析方法見表2。

表2 分析指標及分析方法

2 研究內容

2.1 數據分布情況

本次取樣數據分布情況見表3。本次樣品土壤pH整體偏酸性，pH≥7的點位僅占4%，土壤鉛含量相對較低，超標點位僅有2個(土壤安全利用標準：pH≤5.5，Pbstd≤80 mg/kg；5.57.5，Pbstd≤240 mg/kg(GB15618—2018))。早稻中鉛含量超標占比為72%，晚稻中鉛超標占比為89%(水稻鉛限量<0.2mg/kg)。

表3 土壤、作物指標數據分布情況

對同一點位早、晚稻數據，分析其鉛含量數據對應情況見圖1。其中直線Y=X代表早、晚稻鉛含量相一致，其中早稻鉛含量與晚稻鉛含量相一致的點位有7個，晚稻鉛含量大于早稻鉛含量的點位數有87，早稻鉛含量大于晚稻鉛含量的點位數有28。多數點位的晚稻鉛含量較高，晚稻鉛含量高于早稻鉛含量的點位數是早稻鉛含量高于晚稻鉛含量的點位數的3倍左右。

圖1 同一點位早晚稻鉛含量數據對應情況Fig.1 Data correspondence of lead content in early and late rice at the same point

肖歡[12]研究了不同播種期水稻對吸收重金屬吸收的差異，研究表明：播種期從4—8月水稻對鎘的吸收先增加后降低，而播種期對水稻吸收鉛影響不明顯，播種期至成熟期積溫對稻米鉛的積累有影響，積溫與水稻鉛含量呈負相關。陳東哲在其研究中提到早、晚稻對鎘吸收差異較大，推測造成這種結果可能與早晚稻灌漿成熟期的光照條件及晝夜溫差有關。

湘潭縣氣候類型為亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫為17.5℃，其中7月最熱。降水也主要集中在4—7月，年均日照總時數為 1 584～1 885h，以7月份最多[13]。本次早稻樣品于7月份采集，晚稻收獲10月份采集。7、10月份氣候條件的差異可能是造成早、晚水稻對鉛吸收差異的主要原因。具體原因還需后續獲取氣候數據進一步研究。

2.2 早晚稻鉛含量相關性分析

對土壤pH、土壤鉛含量以及早、晚稻鉛含量做相關性(表4)分析發現，早、晚稻鉛含量在0.01水平上顯著相關，其決定系數為0.060，見圖2。

圖2 早晚稻鉛含量的相關性Fig.2 Correlation of lead content in early and late rice

表4 土壤及稻米指標相關性分析

**. 在 0.01 水平(雙側)上顯著相關。

*. 在 0.05 水平(雙側)上顯著相關。

早稻鉛含量和土壤鉛含量在0.05水平上顯著相關，晚稻鉛含量與土壤鉛含量相關性不顯著。土壤pH與早稻鉛含量(-0.073)及晚稻鉛含量(-0.174)均呈現較弱的負相關關系，但其相關性不顯著，這與之前王騰云等研究相一致[14]。

3 結論

1)研究區域內土壤偏酸性，土壤鉛含量相對較低，土壤鉛超標占比1.2%，早稻中鉛含量超標占比為72%，晚稻中鉛超標占比為89%。

2)早、晚稻對土壤鉛的吸收能力不同，相比而言晚稻對鉛的吸收能力更強。所有取樣點位中，晚稻鉛含量高于早稻鉛含量的點位數是早稻鉛含量高于晚稻鉛含量的點位數的3倍。

3)早、晚稻鉛含量在0.01水平上顯著相關，其決定系數為0.060，土壤pH與早稻鉛含量及晚稻鉛含量均呈現較弱的負相關關系，相關性不顯著。