不同水稻品種稻谷對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2640、隆晶優華占、隆晶優534、廣8優粵禾絲苗、恒豐優粵合絲苗、荃優822、甬優12、甬優1540等8個水稻品種為材料，采用單因素田間試驗，研究稻谷對土壤中鎘（Cd）富集特性。結果表明：8種水稻品種對土壤中鎘的富集特性有所差異，甬優2640、隆晶優華占、隆晶優534、廣8優粵禾絲苗、恒豐優粵合絲苗、荃優822、甬優12、甬優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2640、隆晶優華占，隆晶優534、廣8優粵禾絲苗、恒豐優粵合絲苗、 荃優822、甬優12、甬優1540稻谷對土壤中總鎘和有效態鎘的富集系數分別為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%。綜上認為，甬優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）安全利用類的水田種植;而種植其他的7個水稻品種，稻谷鎘含量是否超標還需進一步驗證。

關鍵詞：水稻品種;稻谷;鎘;富集特性

中圖分類號：S 511 文獻標志碼：A 文章編號：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

隨著我國工業化進程的加速和社會經濟的發展及化肥、農藥等農業投入品大量施用，污水、污泥農用造成農田土壤重金屬污染日趨嚴峻，嚴重影響稻米品質和食品安全。研究表明，鎘侵入人體會對肺 、腎 、肝、免疫系統和生殖器官等產生一系列損傷[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農業綠色發展先行區，水稻是漳州主要的糧食作物。推行種植鎘低富集水稻品種，是鎘污染水田實施安全利用、確保水稻糧食作物安全生產的重要措施之一。迄今，雖然對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域的極限性，現有多數鎘低富集水稻品種并不適宜福建漳州區域種植。為此，開展適宜漳州區域栽培的重金屬低富集水稻品種篩選試驗研究，可為鎘污染水田實施安全利用措施進行品種調整提供科學依據，對確保水稻糧食安全生產、推進綠色水稻生產發展具有重要的現實意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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

1.1.2 試驗地點 于2019年8月至11月在福建省漳州市漳浦縣官潯鎮進行。土壤黏粒、粉粒、砂粒機械組成分別占14.0%、26.5%和59.5%，pH值5.3，陽離子交換量4.4 cmol·kg-1，有機質含量26.2 g·kg-1;土壤中總鎘、有效態鎘含量分別為0.144和0.057 mg·kg-1。

1.2 試驗方法

1.2.1 田間設計 試驗田面積2000 m2，每個供試水稻品種小區面積67 m2，隨機排列，試驗設3個重復，各小區及重復間設有隔離行。水稻田水肥管理等按當地傳統常規栽培技術。

1.2.2 樣品采集 各供試水稻品種在成熟收獲時，采用雙對角線法進行采集5個分樣，每個分點約采集200 g稻谷樣品，混合形成混合樣品取約0.5 kg，自然曬干后供測試。

1.2.3 鎘含量測定 供試水稻品種稻谷中的鎘含量測定采用GB 5009.15-2014《食品安全國家標準 食品中鎘的測定》[15]標準方法。

1.3 數據處理與分析

富集系數=稻谷中鎘含量土壤中總鎘（有效態鎘）含量×100%

稻谷中鎘含量及富集系數的方差分析，采用IBM SPSS Statistics 19及Excel 2003進行數據整理分析。

2 結果與分析

2.1 稻谷中鎘含量測定結果

供試的8個水稻品種在成熟收獲時采集的稻谷樣品，經對鎘含量的測定結果（圖1）顯示， 8個水稻品種稻谷中鎘含量范圍為0.063～0.683 mg·kg-1。經方差分析表明，8個水稻品種稻谷中鎘含量差異明顯，其中：恒豐優粵禾絲苗與其他7個水稻品種差異達顯著水平（P<0.05）;隆晶優華占與甬優12、甬優1540、荃優822、甬優2640、

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

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

2.2 稻谷對鎘的富集特性

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

3 討論

迄今，盡管關于不同水稻品種對土壤中鎘的富集特性已有不少的研究[2-11]，但本試驗研究中供試的8種水稻品種尚未見過相關的報道。Liu等[12-13]報道，不同品種水稻稻谷對土壤中鎘的富集程度存在顯著差異，Yu等[14]對43個水稻品種鎘的富集特性研究發現，不同品種水稻稻谷中鎘的含量最大相差7.3倍。本試驗研究結果表明，供試8種水稻品種稻谷中鎘的含量有顯著性差異，恒豐優粵禾絲苗、隆晶優華占、隆晶優534、廣8優粵禾絲苗、荃優822、甬優2640和甬優1540對水田土壤中鎘的富集程度分別比甬優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土壤中鎘的富集特性具有很大的差異性。本試驗研究相對于供試的8個水稻品種，其稻谷對水田土壤中鎘的富集特性劃分，所設定的評價方法是否合理科學尚值得商榷。按照此評價方法，8種水稻品種稻谷對水田土壤中鎘的富集特性，具有高富集的有4個水稻品種、占比50%，中、低富集的各有2個水稻品種、各占比25%。由此初步顯示，當前福建漳州市栽培的一些水稻品種，可能對水田土壤中的鎘具有高富集，但還有待進一步深入研究探討;同時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用，對推進受鎘污染耕地安全利用，確保水稻糧食安全生產具有重要的意義。

本試驗研究的水田土壤中總鎘含量為0.144 mg·kg-1、有效態鎘含量為0.057 mg·kg-1，按照GB15618-2018《農用地土壤污染風險管控標準（試行）》[15]、DB35/T 859-2016《農產品產地土壤重金屬污染程度的分級》[16]對耕地土壤質量類別的劃分標準，雖然此水田土壤有受到鎘輕微的污染，但仍隸屬于優先保護類耕地類別。本試驗測定結果表明，恒豐優粵禾絲苗、隆晶優華占、隆晶優534和廣8優粵禾絲苗等4個品種稻谷中鎘的含量分別高達0.683、0.493、0.468、0.339 mg·kg-1，根據GB 2762-2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》[17]標準，鎘在稻谷中限量指標為0.2 mg·kg-1，為此，該4個品種稻谷中鎘的含量分別高于限量指標的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，按傳統常規栽培技術種植高富集水稻品種，稻谷中仍然存在著鎘含量超標的風險。

依照GB15618-2018《農用地土壤污染風險管控標準（試行）》[15]的要求，酸性（pH≤5.5）土壤安全利用類水田的劃分指標為0.3 mg·kg-1<鎘含量≤1.5 mg·kg-1。為此，根據土壤中總鎘含量與稻谷的富集系數進行測算初步認為，甬優12可適宜在土壤中總鎘<0.45 mg·kg-1輕度污染安全利用類水田上種植;而甬優1540、荃優822、甬優2640、廣8優粵禾絲苗、隆晶優534、隆晶優華占、恒豐優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，但此結論還有待于在相應不同受鎘污染度的水田土壤上，深入試驗研究進一步予以驗證。

4 結論

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

根據供試的8個水稻品種稻谷對土壤中鎘的富集特性，恒豐優粵禾絲苗、隆晶優華占、隆晶優534、廣8優粵禾絲苗具有高富集，荃優822、甬優2640具有中富集，甬優1540、甬優12具有低富集。甬優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）安全利用類的水田種植;而種植其他的7個水稻品種，稻谷中將存在著稻谷鎘含量是否確實超標還需進一步驗證。

參考文獻：

[1]黃秋嬋，韋友歡，黎曉峰.鎘對人體健康的危害效應及其機理研究進展[J].安徽農業科學，2007，35（9）：2528-2531.

[2]毛亞西，符建榮，馬軍偉，等.不同水稻品種的鎘吸收特性[J].浙江農業學報，2018，30（5）：695-701.

[3]劉三雄，劉利成，閔軍，等.水稻鎘低積累新品系的篩選[J].湖南農業科學，2019（4）：5-7.

[4]陳院華，李建國，楊濤，等.水稻品種鎘積累特征及相關性研究[J].江西農業學報，2017，29（9）：10-14.

[5]張新柱，劉匯川，胡維軍，等.不同水稻品種對鎘、砷的吸收累積特征[J].湖南農業科學，2020（6）：20-23.

[6]唐非，雷鳴，唐貞，等.不同水稻品種對鎘的積累及其動態分布[J].農業環境科學學報，2013，32（6）：1092-1098.

[7]殷萍，陳秋生，張強，等.天津本地品種水稻鎘累積特性差異研究[J].食品安全質量檢測學報，2018，9（21）：5581-5586.

[8]黃建立，林滉，賴應輝，等.不同水稻品種抗鎘富集能力研究[J].中國糧油學報，2020，35（5）：6-10.

[9]蔣芬，范永義，范存留，等.不同水稻品種鎘積累特性差異研究[J].湖南農業科學，2015（4）：113-115.

[10]曾翔，張玉燭，王凱榮，等.不同品種水稻糙米含鎘量差異[J].生態與農村環境學報，2006，22（1）：67-69.

[11]薛濤，廖曉勇，王凌青，等.鎘污染農田不同水稻品種鎘積累差異研究[J].農業環境科學學報，2019，38（8）：1818-1826.

[12]LIU J G，QIAN M，CAI G L，et al.Uptake and translocation of Cd in different rice cultivars and the relation with Cd accumulation in rice grain[J].Journal of Hazardous Materials，2007，143（1/2）：443-447.

[13]LIU J G，QU P，ZHANG W，et al.Variations among rice cultivars in subcellular distribution of Cd：the relation ship between translocation and grain accumulation[J].Environmental and Experimental Botany，2014，107：25-31.

[14]YU H，WANG J L，FANG W，et al.Cadmium accumulation in different rice cultivars and screening for pollutionsafe cultivars of rice[J].Science of the Total Environment，2006，370（2/3）：302-309.

[15]中國生態環境部，國家市場監督管理總局.GB 15618-2018土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）[S].北京：中國環境科學出版社，2018.

[16] 福建省質量技術監督局.DB35/T859-2016福建省農產品產地土壤重金屬污染程度的分級[S].福州：福建省地方標準，2016.

[17]國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.GB2762-2017食品中污染物限量[S].北京：中國標準出版社，2017.

（責任編輯：柯文輝）