龔艷胡定金彭立軍聞勝

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，武漢430064；2應(yīng)用毒理湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/湖北省疾病預(yù)防控制中心，武漢430079；第一作者：gongyan1026@qq.com；*通訊作者）

湖北省早稻主栽品種中鎘含量差異性研究

龔艷1胡定金1彭立軍1聞勝2*

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，武漢430064；2應(yīng)用毒理湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/湖北省疾病預(yù)防控制中心，武漢430079；第一作者：gongyan1026@qq.com；*通訊作者）

為了解湖北省早稻鎘污染情況，以湖北省主要種植的31個(gè)早稻品種（包括19個(gè)常規(guī)稻，9個(gè)三系雜交稻，3個(gè)兩系雜交稻）為研究對(duì)象，通過對(duì)839份稻米樣品的鎘含量進(jìn)行檢測，分析不同早稻品種鎘含量的差異性。結(jié)果表明，湖北省早稻鎘超標(biāo)率為6.3%，低于全國平均水平；常規(guī)稻的鎘含量明顯高于雜交稻（P=0.031）；湖北省種植面積較大的早稻品種是兩優(yōu)287、金優(yōu)402和鄂早18，金優(yōu)402對(duì)應(yīng)樣品鎘超標(biāo)率為1.2%，其余2個(gè)品種超標(biāo)率分別為4.0%和6.5%。

早稻；主栽品種；鎘；湖北

鎘是一種重金屬元素，在冶金、塑料、電子等行業(yè)非常重要，但會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，如慢性鎘中毒的“痛痛病”，其癥狀主要來源于鎘對(duì)腎臟和骨骼的破壞。水稻是我國第一大糧食作物，稻米在我國尤其南方居民的膳食結(jié)構(gòu)中占主要份額，但水稻被認(rèn)為是對(duì)鎘有較強(qiáng)耐受力的作物之一。據(jù)推測，鎘進(jìn)入水稻根部的皮層細(xì)胞后，與根內(nèi)的蛋白質(zhì)、多肽、多糖類、核糖類、核酸等化合物形成穩(wěn)定的大分子絡(luò)合物或不溶性有機(jī)大分子而沉積在水稻內(nèi)[1]。2013年2月的“鎘大米”事件給公眾帶來了較大恐慌，消費(fèi)者對(duì)大米中鎘含量的關(guān)注度越來越高。

水稻從生物學(xué)上分為秈、粳亞種；按品種類型可以分為常規(guī)稻、兩系雜交稻、三系雜交稻。有研究表明，水稻對(duì)鎘、鉛、鉻等重金屬的吸收積累存在顯著的基因型差異[2-8]。利用富集能力差的品種來降低重金屬污染土壤生產(chǎn)的糙米中重金屬含量，有望消除品種間的差異帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)。

湖北作為水稻主產(chǎn)省，2014年稻米產(chǎn)量達(dá)到1700 萬t，但目前未見有湖北地區(qū)稻米重金屬安全方面的相關(guān)報(bào)道。為此，筆者對(duì)2013年湖北省公安縣、天門市、石首市等地31個(gè)主栽早稻品種精米中的鎘含量進(jìn)行測定，對(duì)比分析湖北地區(qū)早稻質(zhì)量安全水平，以及主栽品種對(duì)鎘的積累能力，以期篩選出鎘低累積早稻品種。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)域及品種

為全面了解湖北省主要種植區(qū)早稻品種鎘含量狀況，根據(jù)2012年《湖北省農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，選取早稻面積在667 hm2以上的產(chǎn)地進(jìn)行采樣，范圍覆蓋鄂東、鄂南、鄂西南等地區(qū)25個(gè)縣（市、區(qū)），共839份：武漢、天門、鄂州、大冶各81份，武穴29份，宜昌、宜城、松滋、公安、石首、監(jiān)利、赤壁、崇陽、洪湖、通城、陽新、黃梅、蘄春、浠水、團(tuán)鳳、麻城、紅安、京山各27份。

1.2 采樣方法

在確定的點(diǎn)位中心位置選取采樣單元，單元面積不小于667 m2，采用對(duì)角線法，設(shè)置5個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)不少于3株，截取稻穗，混勻后裝入網(wǎng)袋中。每個(gè)樣品應(yīng)保證干燥后籽粒總量在1.0 kg左右。

1.3 水稻品種

2013年采集了湖北省31個(gè)早稻品種的839份樣品，全部為秈稻（具體品種見表1）。常規(guī)稻為湖北省早稻主栽類型，占總品種數(shù)的61.3%，其次為三系雜交稻和兩系雜交稻。

1.4 樣品處理

將采回的水稻籽粒樣品用鼓風(fēng)干燥箱于60℃條件下烘干，使用小型脫殼機(jī)將水稻籽粒脫殼，得到糙米樣品，再用小型精米機(jī)將糙米碾成精米，將精米碾磨成粉，過0.25 mm尼龍篩，置玻璃瓶中密封待測。

1.5 測試方法

準(zhǔn)確稱取0.20 g（精確至0.0001 g）樣品，樣品用濕式消解法消解后，用石墨爐原子吸收光譜法測定鎘含量[9]。

1.6 質(zhì)量控制

表1 湖北地區(qū)早稻主栽品種

在測定稻米樣品的同時(shí)，使用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米GBW10010（GSB-1）進(jìn)行質(zhì)量控制。質(zhì)控方法：每批樣品30個(gè)，加測2個(gè)平行樣品，2個(gè)平行空白樣，1個(gè)平行質(zhì)控樣，1個(gè)質(zhì)控盲樣?？瞻滓螅浩叫锌瞻拙祽?yīng)當(dāng)與方法檢出限相當(dāng)，相對(duì)偏差應(yīng)當(dāng)＜60%。平行雙樣要求：平行雙樣測定結(jié)果的絕對(duì)偏差值不得超過算術(shù)平均值的10%。平行質(zhì)控樣要求：每批消解樣品做1組平行質(zhì)控樣，平行質(zhì)控樣均值應(yīng)當(dāng)落在范圍之內(nèi)；平行質(zhì)控樣的2個(gè)測定數(shù)據(jù)均落在范圍之外時(shí)，本批檢測結(jié)果無效，需重新測定。質(zhì)控盲樣要求：每批樣品進(jìn)行1次盲樣測定。

1.7 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和SPSS 19軟件對(duì)各品種稻米樣品測得的鎘含量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 湖北水稻鎘含量總體情況

本次采集的839份水稻樣品中，鎘含量在0.001～ 0.312 mg/kg之間，平均值是0.073 mg/kg，中值是0.053 mg/kg，變異系數(shù)為96.5%，鎘的超標(biāo)率為6.3%。

2.2 不同早稻品種精米鎘含量

從表2可見，不同早稻品種樣品的鎘含量差異較大。31個(gè)早稻樣品鎘含量平均值及中值最高的品種是常規(guī)稻湘矮早8號(hào)，最低的是三系雜交稻中9優(yōu)974；31個(gè)品種中超標(biāo)率最高的品種為常規(guī)稻湘早秈24，達(dá)33.3%；有14個(gè)品種鎘含量低于國家限量0.2 mg/kg[10]，尤其是三系雜交稻中有66.7%早稻品種鎘含量低于國家限量。

2.3 湖北省早稻品種分布情況

從表3可見，栽種區(qū)域最廣的品種是兩優(yōu)287，樣品所在區(qū)域來自武漢市黃陂區(qū)、石首市、公安縣、天門市、枝江市、孝感市、團(tuán)風(fēng)縣、紅安縣、洪湖市、黃梅縣、京山縣、武穴市、鄂州市梁子湖區(qū)、陽新縣、監(jiān)利縣共計(jì)15個(gè)縣（市、區(qū)），該品種對(duì)應(yīng)的稻米樣品數(shù)最多；其次是金優(yōu)402，該品種樣品來自松滋縣、崇陽縣、蘄春縣、武漢市黃陂區(qū)、紅安縣、麻城市、鄂州市華容區(qū)、通城縣、赤壁市共計(jì)9個(gè)縣（市、區(qū)）；排第3位的是鄂早18，該品種樣品來自麻城市、松滋縣、武穴市、石首市、團(tuán)風(fēng)縣、浠水縣、蘄春縣、鄂州市華容區(qū)、赤壁市共9個(gè)縣（市、區(qū)）。3個(gè)品種對(duì)應(yīng)稻米樣品數(shù)占本次總樣品的42.3%。

2.4 不同類型早稻精米鎘含量

從圖1可見，不同類型早稻鎘含量不同，尤其是雜交稻與常規(guī)稻的差異顯著（P=0.031），而兩系雜交稻和三系雜交稻間差異不顯著。從超標(biāo)率看，常規(guī)稻也最高達(dá)9.3%，三系雜交稻和兩系雜交稻分別為5.7%和3.9%，說明常規(guī)稻受鎘污染情況比雜交稻嚴(yán)重。

3 結(jié)論與討論

稻米是我國居民的主糧之一，隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，稻米也受到不同程度污染。2002年，農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心對(duì)全國稻米安全性抽檢結(jié)果表明，鎘超標(biāo)率為10.3%；2015年，李波等[11]對(duì)廣東省主栽水稻品種稻米重金屬含量進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，廣東地區(qū)稻米鎘超標(biāo)率為11.1%。本研究結(jié)果表明，湖北省早稻鎘超標(biāo)率為6.3%，低于全國平均水平，略高于福建?。?.0%左右）[12]。

從本研究的稻米鎘超標(biāo)情況來看，湖北地區(qū)早稻的鎘含量總體處于安全水平，但仍然有部分樣品存在安全隱患，原因來自4個(gè)方面：一是湖北省少部分地區(qū)稻米的生長環(huán)境可能已經(jīng)受到一定程度的污染，如湖北大冶市礦產(chǎn)資源豐富。孫清斌等[13]對(duì)大冶典型銅礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤重金屬污染情況進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，土壤受到重金屬不同程度的污染，其中鎘嚴(yán)重超標(biāo)。二是南方土壤偏酸性導(dǎo)致鎘活性強(qiáng)，較易被水稻吸收積累。任榮富等[14]研究發(fā)現(xiàn)，土壤酸堿度直接影響生物對(duì)重金屬的吸收，土壤pH值為5.0時(shí)，稻米中鎘含量達(dá)最高值，稻米鎘含量隨土壤酸度減弱而降低。三是土壤有機(jī)質(zhì)含量、肥料施用情況等因素也會(huì)影響水稻對(duì)鎘的吸收[15]。此外，在我國南方部分土壤酸性嚴(yán)重的地區(qū)，其稻種推廣在傳統(tǒng)產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病蟲害、抗高溫、抗倒伏等適應(yīng)性之外，未考慮品種對(duì)鎘的吸收累積特性。

表2 不同品種早稻鎘含量

表3 湖北地區(qū)早稻主栽品種分布及鎘含量超標(biāo)情況

圖1 湖北地區(qū)不同類型早稻鎘含量

本研究通過對(duì)湖北地區(qū)秈型兩系雜交稻、秈型三系雜交稻和秈型常規(guī)稻這3種類型的主栽品種的鎘含量進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，秈型常規(guī)稻對(duì)鎘的積累高于秈型雜交稻，兩系雜交稻和三系雜交稻鎘含量無顯著差異。該結(jié)果與其他學(xué)者報(bào)道的常規(guī)稻鎘含量高于雜交稻結(jié)果一致[11，16-18]。然而，殷敬峰等[19]發(fā)現(xiàn)，常規(guī)稻和雜交稻糙米中鎘含量無顯著差異，且三系雜交稻的糙米鎘含量極顯著高于兩系雜交稻；另有學(xué)者[20-21]研究發(fā)現(xiàn)，雜交稻對(duì)鎘的吸收比常規(guī)稻強(qiáng)。造成研究結(jié)果差異的原因在于試驗(yàn)者采用的水稻品種不同，且與水稻種植環(huán)境、肥水管理、精米糙米鎘含量差異等因素有關(guān)。

湖北地區(qū)種植范圍較廣的早稻品種是兩優(yōu)287、金優(yōu)402和鄂早18，對(duì)比這3個(gè)品種的精米鎘超標(biāo)率情況發(fā)現(xiàn)，金優(yōu)402超標(biāo)率為1.2%，其余2個(gè)品種超標(biāo)率分別為4.0%和6.5%。金優(yōu)402早稻樣品來自湖北省松滋縣、崇陽縣、蘄春縣、武漢市黃陂區(qū)、紅安縣、麻城市、鄂州市華容區(qū)、通城縣、赤壁市共計(jì)9個(gè)縣（市、區(qū)），一方面推測金優(yōu)402累積鎘的能力較弱，以至種植地域雖廣但超標(biāo)率低。此外，金優(yōu)系列除金優(yōu)402，還有其他3個(gè)品種金優(yōu)899、金優(yōu)555和金優(yōu)63的鎘超標(biāo)率為0。游書梅等[22]研究發(fā)現(xiàn)，選育鎘吸收量低的雜交水稻組合時(shí)，不育系的選擇比恢復(fù)系更為重要；姚文元[23]的研究顯示，雜交稻的吸鎘特性受父母本的共同影響，雙親有效加性作用位點(diǎn)在稻米鎘遺傳方面占主要作用。由此進(jìn)一步推測不育系金23A可能為鎘低積累品種篩選材料之一。另一方面，不排除這4個(gè)金優(yōu)系列品種雖然種植地域廣，但恰好因?yàn)榉N植環(huán)境優(yōu)越、肥水管理措施得當(dāng)?shù)?，致使超?biāo)率相對(duì)較低。

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Differences in Cadmium Contents of Main Cultivated Early Rice Varieties in Hubei Province

GONG Yan1,HU Dingjin1,PENG Lijun1,WEN Sheng2
（1Institute of Agricultural Quality Standards&Testing Technology,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064,China;2Hubei Provincial Key Laboratory for Applied Toxicology/Hubei Provincial Center for Disease Control and Prevention,Wuhan 430079,China;1st author: gongyan1026@qq.com;*Corresponding author）

Through determination on cadmium contents of 839 early rice samples of 31 main cultivated rice varieties in Hubei Province,the difference in cadmium contents of different varieties and different types were analyzed.The results showed that the overstandard rate of early rice samples in Hubei was 6.3%,which was lower than the national average level.The cadmium contents of conventional rice were higher than that of hybrid rice.The most widely planted varieties were Liangyou 287,Jinyou 402 and Ezao 18.The over-standard rate of Jinyou 402 was 1.2%,Liangyou 287 was 6.5%and Ezao 18 was 4.0%.

early rice;main cultivated variety;cadmium;Hubei

S511

A

1006-8082（2016）06-0038-04

2016－08－23

湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心項(xiàng)目（2015-620-000-001）；農(nóng)業(yè)部稻米質(zhì)量安全重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估重大專項(xiàng)（20130119）