王 科，李 浩，張 成，鐘文挺，楊 勛

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

由于重金屬在食物鏈中的生物富集性對人體極具危害性[1]，因此重金屬造成的土壤及農(nóng)產(chǎn)品污染問題日益成為人們關(guān)注的焦點[2]。重金屬在農(nóng)田土壤中的存在會對農(nóng)作物產(chǎn)生嚴重影響，而鎘是造成成都平原耕地土壤及農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染的主要污染物[3]。水稻作為成都平原種植面積最大的糧食作物，也是最易從土壤吸附重金屬的農(nóng)作物[4-5]。水稻對鎘的富集作用是一個復雜的生理過程，目前針對水稻鎘吸附作用的研究較多[6-7]，但在不同類型水稻土下研究水稻鎘吸附特點的研究較少。因此，本研究在成都3種類型水稻土上分別種植20個水稻品種，研究不同類型水稻土上的鎘富集特征及水稻鎘吸收與土壤鎘的關(guān)系，探討影響水稻鎘富集的因素，從而為低吸附鎘水稻品種的篩選提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 土壤背景

本實驗為小區(qū)試驗，根據(jù)成都市2006～2009年耕地質(zhì)量普查結(jié)果[8]，選擇我市具有代表性的灰棕潮田、沖積黃泥田、紫潮田土屬的3類水稻田為試驗田，其耕層土壤總鎘含量及pH值見表1。3個試驗田土壤全鎘含量均超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準(GB15618-1995)，屬于輕度鎘污染土壤。

表1 試驗前土壤總鎘含量及pH值

1.2 植物材料

參試水稻品種為適合成都種植的水稻品種，共20個，編號及具體水稻品種名稱見表2。

表2 試驗水稻材料編號及品種名稱

1.3 試驗方法

在2016年5月移栽水稻秧苗至各試驗田，各品種重復3次，小區(qū)隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為3m×2m，水稻株距和行距均為20cm，試驗田周圍設(shè)5行保護行，水稻種植管理按常規(guī)方式進行。水稻肥料用量：底肥施用三元復合肥(15∶15∶15)35kg/667m2，返青期施用尿素(N46%)6kg/667m2；拔節(jié)期施用尿素5kg/667m2、氯化鉀15kg/667m2。所有試驗點肥料用量保持一致，期間未發(fā)生影響產(chǎn)量的病蟲害，水稻于2016年9月收獲。

1.4 測定方法與數(shù)據(jù)處理

試驗前采集試驗田耕層基礎(chǔ)土樣，水稻收獲時采集各小區(qū)耕層土壤及水稻籽粒樣品。土壤樣品風干過0.15mm塑料篩，籽粒樣品烘干粉碎后過0.15mm塑料篩。采用耶拿火焰-石墨爐原子吸收光譜儀(jena-ZEEnit700P型)測定樣品中鉛、鎘總量，塞多利斯(PB-10型)pH計測定土壤pH。運用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及圖表制作，運用統(tǒng)計軟件DPS15.1進行相關(guān)性分析。糙米鎘富集系數(shù)(AFA-土)=糙米中鎘的含量/土壤中總鎘含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型稻田土壤中鎘的特征

從表3可知，不同類型的水稻土pH與全鎘含量、有效鎘含量間的相關(guān)關(guān)系一致。雖然各試驗稻田土壤的pH與全鎘含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但實際意義不大，因為土壤全鎘含量的高低不由土壤pH值決定，而是由鎘污染源決定。不同類型的水稻土全鎘含量與土壤有效鎘含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，在紫潮田上到達極顯著水平(r=0.865**)。不同類型水稻土的有效鎘含量與土壤pH呈負相關(guān)關(guān)系，其中灰棕潮田土與紫潮田土與土壤pH相關(guān)系數(shù)分別為-0.659*和-0.722*，到達顯著水平。這說明采取措施提高土壤pH可以降低有效鎘含量，而控制土壤鎘總鎘含量是影響土壤有效鎘的關(guān)鍵因素。

2.2 不同類型稻田土壤上水稻的鎘富集特征

本次水稻品種試驗的試驗田均呈輕度鎘污染，土壤鎘對水稻的各項生理指標及產(chǎn)量沒產(chǎn)生顯著影響。水稻收獲時對不同水稻品種及對應小區(qū)土壤進行一對一采樣，根據(jù)糙米及土壤全鎘含量計算每個品種的稻米鎘富集系數(shù)，以反映不同品種水稻的鎘富集能力。從表4可知，3種水稻土上稻米鎘的富集系數(shù)均呈正態(tài)分布，灰棕潮田土、沖積黃泥田土、紫潮田土上各水稻品種的鎘富集系數(shù)范圍分別為：0.381～0.848、0.417～0.881、0.267～0.642；從稻米鎘富集系數(shù)平均值來看，紫潮田土上稻米的鎘富集率最低，灰棕潮田土及沖積黃泥田土上稻米鎘富集系數(shù)分別比紫潮田土高35.9%、64.3%，這表明不同類型水稻土上稻米的鎘吸收富集能力差異較大。從水稻品種來看：灰棕潮田上鎘富集率較低的品種為川作6優(yōu)177、粳稻、金優(yōu)284；沖積黃泥田上為金優(yōu)284、B優(yōu)840、粳稻；紫潮田上為Ⅱ優(yōu)498、富優(yōu)21、粳稻。不同類型水稻土上水稻對鎘的富集能力不同，而粳稻在3種類型的水稻土上均有相對較低的鎘富集率。

表3 不同類型水稻土的pH值、全鎘及有效鎘間的相關(guān)關(guān)系

注：*表示在P<0.05水平上顯著相關(guān)；**表示在P<0.01水平上顯著相關(guān).

表4 不同類型水稻土上稻米鎘富集系數(shù)的統(tǒng)計特征

2.3 不同類型稻田土壤的全鎘和有效鎘與水稻鎘吸收的關(guān)系

土壤中鎘的存在形式是衡量其生物毒性及環(huán)境效應的關(guān)鍵參數(shù)。從表5可知，稻米鎘含量與土壤全鎘含量及有效鎘含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，其中在沖積黃泥田土上稻米鎘含量與土壤總鎘含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.827**)。在3種類型水稻土上，稻米鎘與土壤全鎘的相關(guān)系數(shù)均高于稻米鎘與土壤有效鎘的相關(guān)系數(shù)，這說明用土壤全鎘含量預測稻米鎘含量較為準確。

表5 稻米鎘含量與土壤全鎘及有效鎘的相關(guān)性

3 結(jié)論

(1)研究表明pH值對土壤有效鎘的影響較大[9]，本研究也證明適當提高土壤pH可以降低土壤有效鎘含量，而土壤總鎘含量是影響土壤有效鎘含量的關(guān)鍵因素。

(2)從20個水稻品種的鎘富集率統(tǒng)計結(jié)果可見，不同類型水稻土上稻米的鎘富集能力不同?；易爻碧锷湘k富集率較低的品種為川作6優(yōu)177、粳稻、金優(yōu)284；沖積黃泥田上為金優(yōu)284、B優(yōu)840、粳稻；紫潮田上為Ⅱ優(yōu)498、富優(yōu)21、粳稻。不同類型水稻土上水稻對鎘的吸收能力差異較大，因而生產(chǎn)上要因地制宜選擇水稻品種防控稻米的鎘污染，粳稻在三種類型的水稻土上均有較低的鎘富集率，適用性較強。當然本研究中篩選出的低鎘富集品種僅有一季數(shù)據(jù)作為支撐，需要進一步的試驗以確定其富集作用的穩(wěn)定性。

(3)由于土壤有效鎘受土壤理化性質(zhì)的影響較大，且本研究也表明稻米鎘與土壤全鎘的相關(guān)系數(shù)高于稻米鎘與土壤有效鎘的相關(guān)系數(shù)。因此，用土壤全鎘含量預測稻米鎘含量效果更佳。