單天宇 ，劉秋辛 ，閻秀蘭 ，邵金秋 ，廖曉勇

鎘砷復(fù)合污染條件下鎘低吸收水稻品種對(duì)鎘和砷的吸收和累積特征

單天宇1，2，3，劉秋辛1，2，3，閻秀蘭1，2*，邵金秋1，2，3，廖曉勇1，2

（1.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境損害與污染修復(fù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.中國科學(xué)院陸地表層格局與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

為探索鎘（Cd）、砷（As）復(fù)合污染稻田下不同水稻品種對(duì)Cd、As的吸收和累積特征，選取4個(gè)低Cd吸收品種（金優(yōu)463、金優(yōu)268、金優(yōu)433和株兩優(yōu)189）和2個(gè)當(dāng)?shù)刂髟云贩N（五豐優(yōu)111和馬壩油氈），在廣東韶關(guān)紅壤區(qū)Cd、As復(fù)合污染稻田開展大田試驗(yàn)，調(diào)查和測定水稻的生長狀況以及對(duì)Cd、As的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)情況。結(jié)果表明，參試6個(gè)水稻品種產(chǎn)量存在顯著差異，2個(gè)當(dāng)?shù)刂髟云贩N產(chǎn)量顯著高于4個(gè)低Cd吸收品種。當(dāng)?shù)刂髟云贩N馬壩油氈籽粒Cd含量顯著高于其他品種且超過國家污染物限量標(biāo)準(zhǔn)值（0.2 mg·kg-1），其余品種Cd含量均未超標(biāo)；6個(gè)品種As含量均超過國家標(biāo)準(zhǔn)值（0.2 mg·kg-1），其中金優(yōu)268籽粒Cd、As含量均為最低值，分別為0.05、0.31 mg·kg-1。相關(guān)分析表明，品種間對(duì)Cd、As的富集能力和各部位的轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在差異，其中低Cd吸收品種體內(nèi)Cd從穎殼向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較低。因此，為同時(shí)降低Cd、As復(fù)合污染土壤中水稻籽粒Cd、As含量，在開展低重金屬吸收品種選擇研究時(shí)，需要同時(shí)考慮低Cd和低As兩種因素。

水稻；品種；鎘；砷；復(fù)合污染

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，人類活動(dòng)導(dǎo)致了大面積農(nóng)田尤其是稻田受到有害重金屬的污染。Cd和As是土壤污染中常見的有毒元素，全國首次土壤污染普查結(jié)果顯示，As的點(diǎn)位超標(biāo)率為2.7%，重金屬Cd污染加重，全國土地Cd的點(diǎn)位超標(biāo)率為7.0%[1]。廣東大寶山礦區(qū)周圍存在以Cd、As為主的多金屬復(fù)合污染，礦區(qū)部分稻田中Cd、As的平均濃度的最大超標(biāo)倍數(shù)都超出土壤環(huán)境二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值10倍以上[2]。水稻具有富集重金屬Cd的特點(diǎn)，是吸收Cd能力最強(qiáng)的大宗谷類作物之一[3]；受稻田的淹水條件和水稻自身性質(zhì)的影響，As在水稻莖葉和籽粒中的吸收累積顯著高于其他糧食作物[4]。水稻是我國主要的糧食作物，長期食用重金屬超標(biāo)的稻米，將會(huì)對(duì)人體健康造成很大的威脅。

在稻田土壤中，Cd和As的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)，Cd以陽離子的形式存在，具有失去電子的趨向，As主要以陰離子的形式存在，有得到電子的趨向，因此在Cd、As復(fù)合污染稻田中同時(shí)控制水稻籽粒中的Cd、As污染是目前的研究難題。研究發(fā)現(xiàn)，不同的水稻品種對(duì)Cd、As的吸收和累積能力存在顯著差異。國內(nèi)外水稻Cd低吸收品種篩選與遺傳改良的研究較多[5-6]。已有研究發(fā)現(xiàn)在9個(gè)水稻品種中，南粳32對(duì)Cd的富集能力最低[6]；另有研究發(fā)現(xiàn)水稻品種Jarjan無論是在Cd污染土壤或是無污染土壤中生長，其籽粒Cd含量高于Nipponbare品種5～34倍[7]。Zavala等[8]檢測204個(gè)水稻品種，其籽粒樣品As含量范圍為5～710 μg·kg-1；Norton等[9-11]測定了不同水稻主產(chǎn)國家的300多個(gè)品種的籽粒As濃度，發(fā)現(xiàn)不同品種間變幅可達(dá)3.5～35 倍；Biswas等[12]發(fā)現(xiàn)水稻品種 Shatabdi的籽粒As含量在0.69～0.78 mg·kg-1之間，超過其他品種1倍以上。應(yīng)用低重金屬吸收品種控制水稻對(duì)Cd、As的吸收是有效措施之一，目前國內(nèi)已經(jīng)有比較成熟的Cd低吸收品種。在Cd、As復(fù)合污染情況下，水稻Cd低吸收品種對(duì)As的吸收特性鮮有報(bào)道。Liao等[13]在水稻品種篩選實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，Teyou 524籽粒Cd含量最低，As含量卻顯著高于其余14個(gè)品種。因此，揭示水稻Cd低吸收品種對(duì)As的吸收累積機(jī)制對(duì)于探索Cd、As復(fù)合污染稻田稻米安全生產(chǎn)意義重大。

本研究選取廣東省大寶山礦區(qū)典型Cd、As復(fù)合污染稻田土壤，種植4個(gè)Cd低吸收水稻品種（金優(yōu)263、金優(yōu)433、金優(yōu)268、株兩優(yōu)189）和2個(gè)當(dāng)?shù)刂髟云贩N（五豐優(yōu)111和馬壩油粘），研究Cd低吸收品種和當(dāng)?shù)刂髟云贩NCd、As吸收累積特征，以期為Cd、As復(fù)合污染稻田稻米安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田位于廣東省韶關(guān)市水樓下村（33.27°N，114.26°E）。供試稻田土壤 pH 5.01，有機(jī)質(zhì) 33.7 g·kg-1，有效態(tài) Cd、As濃度分別為 0.47、1.62 mg·kg-1，陽離子交換量（CEC）10.00 cmol·kg-1，速效磷 11.35 mg·kg-1，有效氮 21.86 mg·kg-1，全 Cd、As的濃度分別為0.51～1.42 mg·kg-1、7.5～94 mg·kg-1。

供試的水稻：金優(yōu)268、株兩優(yōu)189（購自湖南希望種業(yè)科技股份有限公司的Cd低吸收品種），金優(yōu)463、金優(yōu)433（購自湖南北大荒種業(yè)科技有限責(zé)任公司的Cd低吸收品種），五豐優(yōu)111、馬壩油粘（購自廣東韶關(guān)稻豐種子有限公司的當(dāng)?shù)爻Ｓ闷贩N）。

供試水稻于2015年3月19日播種育秧，4月5日插秧，株行距27.3 cm×27.3 cm，7月16日收獲早稻。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種4次重復(fù)，小區(qū)面積為3 m×3 m=9 m2，小區(qū)用壟溝隔開，其他田間管理與常規(guī)稻田一致。

1.2 樣品采集

在水稻成熟期采集水稻及其根際土壤樣品。在每個(gè)小區(qū)避開小區(qū)邊際，按五點(diǎn)取樣法采樣。在每個(gè)小區(qū)內(nèi)采取5個(gè)樣點(diǎn)的樣品組成1個(gè)混合樣，每樣點(diǎn)1株，共5株。連根拔起（注意莖、葉、穗部的完整性），用塑料紙包扎好。植株從莖基部將根剪掉，樣品自然干燥后取出籽粒，帶回室內(nèi)后用去離子水沖洗干凈，提取完植株根表鐵膜后，按照根、莖葉、穎殼、籽粒分開，于105℃下殺青30 min，然后在65℃下烘至恒重，粉碎后備用。土壤樣品混合均勻后陰干，用瑪瑙研缽研磨后，分別過20目、100目篩，分別測定土壤Cd、As有效態(tài)和總量。

1.3 分析方法

1.3.1 總鎘和總砷測定

稱取0.500 0 g植物樣品，加入10 mL HNO3和2 mL H2O2，利用微波消解儀消解，超純水定容至50 mL；稱取100目土壤樣品0.500 0 g，加入5 mL濃HNO3、5 mL HF、3 mL HClO4在電熱板上緩慢加熱，中間經(jīng)常搖動(dòng)坩堝，加快反應(yīng)速度，若酸快蒸干，補(bǔ)加2～3次酸，冷卻，用超純水定容至25 mL。用ICP-MS測定總Cd、As濃度[14]。樣品分析中所用試劑均為優(yōu)級(jí)純，并添加國家標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)（植物：GBW-07603；土壤：GBW-07404）控制分析質(zhì)量，保證分析誤差均在允許范圍內(nèi)。

1.3.2 根表鐵膜提取

將水稻根系放入30 mL的混合溶液中（0.03 mol·L-1Na3C6H5O7·2H2O，0.125 mol·L-1NaHCO3和 0.6 g Na2S2O4），在室溫下（20～25 ℃）靜置浸泡 60 min，然后用去離子水沖洗根系3次，將沖洗液一并轉(zhuǎn)移至50 mL刻度試管中，并定容至100 mL，隨后用ICP-MS測定其 Cd、As含量[15]。

1.3.3 土壤鎘和砷有效態(tài)

AB-DTPA（碳酸氫銨-二乙三胺五乙酸）提取法：準(zhǔn)確稱取10.00 g過2 mm篩的風(fēng)干土樣，放置在離心管中，加入20 mL浸提液25℃振蕩15 min（180 r·min-1），浸提劑成分為pH=7.6的1 mol·L-1碳酸氫銨（NH4HCO3） 和 0.005 mol·L-1二乙基三胺五乙酸（DTPA）。然后用定量濾紙過濾并收集濾液；在三角瓶中加0.25 mL濃硝酸，再小心加入2.5 mL濾液，振蕩15 min（不加塞）以去除CO2。碳酸氫銨和DTPA均為優(yōu)級(jí)純[16]。

1.3.4 土壤pH值

用pH計(jì)測定土壤pH（水土比為2.5∶1）值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖，SPSS 12.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD多重比較法（p＜0.05和p＜0.01）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

富集系數(shù)計(jì)算：生物重金屬富集系數(shù)=植物體內(nèi)重金屬含量/土壤（或沉積物）中重金屬含量×100%。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同水稻品種的生長狀況

根長、株高以及產(chǎn)量是衡量水稻生長狀況的常規(guī)指標(biāo)，圖1給出了成熟期各水稻品種的根長、株高及產(chǎn)量。結(jié)果表明，對(duì)于水稻根長，當(dāng)?shù)刂髟云贩N馬壩油粘的根系最長，并顯著高于金優(yōu)268、金優(yōu)433和株兩優(yōu)189，可以達(dá)到12.5 cm；低Cd品種金優(yōu)463根長次之，為11 cm；而金優(yōu)268、金優(yōu)433和株兩優(yōu)189的根長較短，株兩優(yōu)189的根長僅為9.5 cm。從株高看，當(dāng)?shù)刂髟云贩N五豐優(yōu)111和馬壩油粘最高，分別可達(dá)103.25、99.8 cm，其他4個(gè)低Cd品種的株高均低于100 cm，和其在原產(chǎn)地（湖南）的株高特征保持一致。

Cd、As復(fù)合污染情況下水稻不同品種產(chǎn)量存在顯著性差異（p＜0.05），2個(gè)當(dāng)?shù)刂髟云贩N產(chǎn)量顯著高于低Cd品種，低Cd品種水稻產(chǎn)量差異不顯著（p＜0.05）。其中，當(dāng)?shù)刂髟云贩N五豐優(yōu)111和馬壩油氈每666.7 m2產(chǎn)量分別為606.7、544.6 kg，金優(yōu)463、金優(yōu)268、金優(yōu)433和株兩優(yōu)189每666.7 m2產(chǎn)量分別為396.44、339.11、328.82、414.96kg，4 個(gè)低 Cd 品種來源地為湖南省，其每667.7m2產(chǎn)量與來源地相比降幅分別達(dá)到 100、136、180、105kg（圖 1 虛線所示）。

圖1 水稻的根長、株高和產(chǎn)量Figure 1 Root length，plant height and yield of rice

水稻產(chǎn)量是衡量水稻品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。周歆等通過測定同一種植條件下33個(gè)水稻品種的產(chǎn)量和重金屬含量發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量較高的品種H28優(yōu)9113，其糙米中As的累積量較低；產(chǎn)量低的Q優(yōu)6號(hào)和源優(yōu)285，則分別屬于Pb和Cd的高吸收水稻品種[17]。然而，本研究中低Cd品種（金優(yōu)463、金優(yōu)268、金優(yōu)433和株兩優(yōu)189）的產(chǎn)量顯著低于當(dāng)?shù)刂髟云贩N。這是由多種因素共同作用導(dǎo)致，氣候條件是導(dǎo)致品種產(chǎn)量差異的主要原因之一。湖南省為大陸性亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均降水量在1200～1700 mm之間，廣東省屬于東亞季風(fēng)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)域?yàn)橹衼啛釒夂?，平均日照時(shí)數(shù)較湖南省有所增加，年平均降水量在1300～2500 mm之間，當(dāng)?shù)刂髟云贩N在廣東韶關(guān)經(jīng)過多年種植和培育，其產(chǎn)量和品質(zhì)較為穩(wěn)定。在田間試驗(yàn)期間，試驗(yàn)基地所在的韶關(guān)市遭遇多次大暴雨，其中7月中上旬的多次降雨導(dǎo)致部分已成熟稻粒脫落或發(fā)芽，4個(gè)低吸收型品種的生長期較當(dāng)?shù)仄贩N短10d左右。這也可能是造成本研究中水稻產(chǎn)量減少的原因之一。

2.2 不同水稻品種不同部位鎘和砷含量

圖2給出了水稻5個(gè)部位（根表鐵膜、根系、莖葉、殼和籽粒）的Cd、As含量。對(duì)于籽粒，本研究中4個(gè)低Cd品種在廣東韶關(guān)Cd、As復(fù)合污染稻田中仍表現(xiàn)出良好的低Cd吸收特性，籽粒Cd含量遠(yuǎn)低于我國《食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)》[19]。金優(yōu)系列表現(xiàn)最佳，金優(yōu)268籽粒Cd含量最低，為0.05 mg·kg-1，金優(yōu)433和金優(yōu)463籽粒Cd含量為0.07 mg·kg-1和0.06 mg·kg-1，均顯著低于當(dāng)?shù)刂髟云贩N五豐優(yōu)111和馬壩油粘。當(dāng)?shù)刂髟云贩N五豐優(yōu)111的籽粒Cd含量也較低，為0.18 mg·kg-1，而馬壩油粘籽粒Cd含量達(dá)到0.32 mg·kg-1。對(duì)于As而言，所有供試品種的籽粒As含量均超出《食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)》[19]，其中低Cd品種五豐優(yōu)111的籽粒As含量最高，達(dá)到0.47 mg·kg-1；而低Cd品種金優(yōu)268和當(dāng)?shù)刂髟云贩N馬壩油粘的籽粒As含量低于其余4個(gè)品種，籽粒As含量分別低至0.31、0.34 mg·kg-1。對(duì)于水稻根表鐵膜和根系，不同品種之間Cd含量差異不顯著，As含量差異顯著。

對(duì)于水稻穎殼，不同品種之間Cd含量差異不顯著，金優(yōu)433穎殼As含量顯著低于其余品種。對(duì)于水稻莖葉，馬壩油氈Cd含量顯著高于其余品種，為0.63 mg·kg-1，金優(yōu)433 Cd含量顯著低于其余品種，為0.26 mg·kg-1，其余4個(gè)品種之間Cd含量無差異；五豐優(yōu)111莖葉As含量顯著低于其余品種，為10.64 mg·kg-1。

對(duì)于Cd，其從莖葉-穎殼-籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)過程是導(dǎo)致品種間籽粒Cd含量差異的重要原因。本研究中所有品種根部對(duì)土壤中Cd的吸收和富集能力無顯著區(qū)別，但低Cd品種中Cd從穎殼向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)顯著低于當(dāng)?shù)刂髟云贩N。對(duì)于As，通過t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同水稻品種根系對(duì)As的吸收能力不同，并且各部位對(duì)As的轉(zhuǎn)運(yùn)能力也存在差別。水稻品種的根部As含量在484.65～613.79 mg·kg-1范圍內(nèi)，富集系數(shù)≥8.97。進(jìn)入植株體內(nèi)的As從根系向上遷移至地上部，莖部的As含量為16.16～20.46 mg·kg-1，各品種間差異較小。As進(jìn)一步向上遷移至穎殼后，As含量減少至 2.02～2.56 mg·kg-1，最終進(jìn)入籽粒的 As含量為0.31～0.47 mg·kg-1。

根據(jù)圖2可知，成熟期水稻各部分的Cd含量分布規(guī)律為根表鐵膜＞根系＞莖葉＞籽粒＞穎殼，As含量分布為根表鐵膜＞根系＞莖葉＞穎殼＞籽粒。水稻鐵膜、根系、莖葉及穎殼的Cd含量都顯著低于As含量，而在籽粒中2種元素的含量差異較小，主要是水稻對(duì)As和Cd的轉(zhuǎn)運(yùn)能力不同導(dǎo)致。表1和表2給出了水稻對(duì)Cd和As的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。由表1可知，水稻根部對(duì)Cd的吸收和富集能力較弱，富集系數(shù)最高僅為0.30，最低為0.23，然而Cd從穎殼向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)能力很強(qiáng)，其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)在1.00～4.57之間；由表2可知，水稻根部對(duì)As的吸收和富集能力較強(qiáng)，富集系數(shù)8.97～11.36，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)僅為0.14～0.18。在所有品種中五豐優(yōu) 111 的籽粒 As含量最高（0.47 mg·kg-1），其根部富集系數(shù)（11.36）和各部位轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（莖/根0.02，穎殼/莖0.24，籽粒/穎殼0.18）也顯著高于其余品種，表明水稻根部具有很強(qiáng)的As吸收和富集能力；金優(yōu)268和馬壩油粘的籽粒As含量最低，分別為0.31、0.34 mg·kg-1。

2.3 不同水稻品種根際土壤中鎘和砷有效態(tài)含量

圖3給出了不同品種水稻根際土壤Cd、As有效態(tài)含量。對(duì)于Cd，與原土相比，不同品種土壤有效態(tài)Cd含量差異均不顯著（p＜0.05），其中金優(yōu)463的有效態(tài)Cd含量最高，為0.51 mg·kg-1，而金優(yōu)268的有效態(tài) Cd含量最低，為 0.42 mg·kg-1。對(duì)于 As，金優(yōu) 268和五豐優(yōu)111的根際土壤有效態(tài)As含量較高，分別為 1.81、1.76 mg·kg-1，分別高于原土 0.19、0.14 mg·kg-1；而金優(yōu)463的有效態(tài)As顯著低于原土，且在各個(gè)品種中含量最低，僅為1.38 mg·kg-1。水稻根部會(huì)分泌有機(jī)酸[20]，環(huán)境變酸pH值降低有利于根際土壤中的As的穩(wěn)定[21]。雖然酸性物質(zhì)會(huì)促使Cd活化，但土壤中有效態(tài)Cd變化并不顯著。這可能是由于水稻田為淹水狀態(tài)，還原條件會(huì)促使Cd與S2-形成沉淀，從而降低Cd 的有效性[22]。

圖2 水稻不同部位Cd、As含量Figure 2 Cd，As contents in different parts of rice

表1 水稻對(duì)Cd的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)Table 1 Cd bioconcentration factors and transfer coefficient of rice

表2 水稻對(duì)As的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)Table 2 As bioconcentration factors and transfer coefficient of rice

圖3 水稻根際土壤有效態(tài)Cd、As含量Figure 3 Contents of bioavailable Cd，As in rhizosphere soils of rice

2.4 水稻各部位鎘和砷含量的相關(guān)性分析

對(duì)鐵膜中Cd、As、Fe含量，根系、鐵膜和籽粒Cd含量，以及土壤有效態(tài)Cd、As、Fe含量進(jìn)行相關(guān)性分析（圖4和圖5），結(jié)果表明鐵膜Fe含量與鐵膜Cd含量、鐵膜 As 含量呈極顯著正相關(guān)，R2（Fe-As）=0.269 1，R2（Fe-Cd）=0.283 5（p＜0.01，n=24），表明根表鐵膜可以吸附土壤環(huán)境中的Cd和As，且Fe含量越高越容易吸附。本研究結(jié)果表明籽粒Cd含量與鐵膜中Cd含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（p＜0.05），與胡瑩等[23]相似，其發(fā)現(xiàn)水稻成熟期根表鐵膜數(shù)量與莖葉和籽粒Cd含量呈極顯著的負(fù)相關(guān)（p＜0.01），說明根表鐵膜形成可抑制Cd向水稻地上部轉(zhuǎn)運(yùn)。土壤中有效態(tài)As含量與有效態(tài)Fe呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系=0.233 7，表明增加土壤中有效態(tài)Fe含量可導(dǎo)致有效態(tài)As減少，從而助于降低水稻對(duì)土壤中As的吸收。胡瑩等[24]的研究結(jié)果表明，在As含量較低的土壤中，水稻根表鐵膜的存在可成為根系A(chǔ)s的障礙層，阻止As向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)。

3 結(jié)論

（1）供試的6個(gè)水稻品種中，2個(gè)當(dāng)?shù)刂髟云贩N五豐優(yōu)111和馬壩油氈產(chǎn)量顯著高于其余4個(gè)低Cd品種，4個(gè)低Cd吸收品種水稻產(chǎn)量與來源地湖南省相比大幅度下降。

圖4 水稻各部位Cd、As含量的相關(guān)性分析Figure 4 Correlation analysis of content of Cd，As of different parts of rice

圖5 土壤有效態(tài)Cd、As和Fe含量相關(guān)性分析Figure 5 Correlation analysis of bioavailable Cd，As and Fe contents in soil

（2）水稻各部位Cd為根表鐵膜＞根系＞莖葉＞籽粒＞穎殼，As含量分布規(guī)律為根表鐵膜＞根系＞莖葉＞穎殼＞籽粒。品種間對(duì)土壤中Cd的富集能力無顯著區(qū)別，而低Cd吸收品種體內(nèi)Cd從穎殼向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較低；品種間對(duì)As的富集能力和各部位的轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在差異。

（3）金優(yōu) 463、金優(yōu) 268、金優(yōu) 433、株兩優(yōu) 189 和五豐優(yōu)111品種籽粒Cd含量均低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值（0.2 mg·kg-1），所有水稻品種籽粒As含量均高于國家標(biāo)準(zhǔn)限值（0.2 mg·kg-1）。其中低Cd品種金優(yōu)268籽粒Cd、As含量在所有品種中均達(dá)到最低，分別為0.05、0.31 mg·kg-1。

（4）本研究中通過低Cd吸收品種可以有效控制稻米Cd含量，但As含量仍超標(biāo)，通過低Cd品種耦合其他安全生產(chǎn)技術(shù)從而降低稻米As含量值得進(jìn)一步研究。

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Cd and As absorption and transport characteristics of rice in a paddy field co-contaminated by Cd and As

SHAN Tian-yu1,2,3,LIU Qiu-xin1,2,3,YAN Xiu-lan1,2,*,SHAO Jin-qiu1,2,3,LIAO Xiao-yong1,2
（1.Beijing Key Laboratory of Environmental Damage Assessment and Remediation,Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China;2.Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation,Beijing 100101,China;3.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China）

To explore safe methods to produce rice grown in paddy soil contaminated by Cd and As,this study selected six varieties of rice（four with low Cd absorption and two local varieties）,and carried out field experiments in paddy soil contaminated by Cd and As in the red soil region of Shaoguan,Guangdong Province.The growth trends and characteristics of Cd and As absorption and transfer in low-absorption varieties and local varieties were evaluated.The results showed significant differences of yield among the different kinds of rice;the yields of the local varieties were significantly higher than those of the low-absorption varieties.Cd content in the low-absorption varieties was signifi-cantly lower than in the local varieties,and As content of all the varieties was higher than the national standard （0.2 mg·kg-1）.Cd and As content（0.05 mg·kg-1and 0.31 mg·kg-1respectively）were lowest in variety Jinyou268.Correlation analysis showed that the transport ability from shell to grain for low-absorption varieties was lower than that for the local varieties.Therefore,to reduce Cd and As content in rice which is growing in Cd-and As-contaminated paddy soil,it is important to select rice varieties with low Cd as well as low As absorption capacities.

rice;varieties;cadmium;arsenic;co-contamination

S511

A

1672-2043（2017）10-1938-08

10.11654/jaes.2017-0462

單天宇，劉秋辛，閻秀蘭，等.鎘砷復(fù)合污染條件下鎘低吸收水稻品種對(duì)鎘和砷的吸收和累積特征[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（10）：1938-1945.SHAN Tian-yu,LIU Qiu-xin,YAN Xiu-lan,et al.Cd and As absorption and transport characteristics of rice in a paddy field co-contaminated by Cd and As[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（10）：1938-1945.

2017-03-24 錄用日期：2017-06-15

單天宇（1992—），男，碩士研究生，主要從事場地污染評(píng)估與修復(fù)研究。E-mail：shantianyu@igsnrr.ac.cn

*通信作者：閻秀蘭 E-mail：yanxl@igsnrr.ac.cn

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41571309）；國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）項(xiàng)目（2013AA06A206）；中國公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201403015）

Project supported：National Natural Science Foundation of China（41571309）；National High-tech R&D Program（863 Program）（2013AA06A206）；China′s Public Welfare Industry Special（Agriculture）Research（201403015）