未来水稻或可不吸收重金属

目前．全国多处地方都被曝光水稻的重金属超标。中国科学院华南植物园的张美博士等科研人员完成了“公开一种水稻重金属诱导型组织特异性启动子MTP11P及其应用”的研究。     

地质高背景农田土壤中水稻对重金属的富集特征及风险预测

为了解地质高背景农田重金属的行为特征,对两个不同地区(浙江北部丘陵地区和广西中部岩溶地区)土壤和水稻子实中As、Cd、Pb、Ni、Cu和Zn的含量进行了分析,研究重金属的迁移富集差异及其主要影响因素,并以土壤理化参数和有效态重金属(EDTA提取态)为变量,建立两个研究地区水稻子实中重金属含量的最优经验预测方程。结果表明,在浙江研究区土壤中Cd和As超标明显,广西研究区土壤Pb、As和Cd超标严重;但从水稻子实重金属含量结果来看,只有Cd在浙江研究区超标。两个研究区重金属元素在水稻中的生物富集因子均较低,明显低于人为污染的农田;相关性分析和回归预测表明,土壤有效态重金属、pH、有机质和CaO是影响水稻子实重金属含量的主要因子。     

冶炼企业影响的土壤-水稻系统中重金属分布特性及污染评价

以苏南某冶炼厂原址场地附近土壤、水稻为对象,研究了土壤及水稻籽粒中重金属(Cu、Pb、Cd)污染状况及其迁移、累积特征.结果表明.研究区土壤重金属综合污染指数均大于3,污染等级超过5级,属重度污染且各重金属间污染程度呈现Cd>Cu>Pb的特征,水稻籽粒中重金属Pb、Cd超标严重.在迁移、累积方面.表层土壤重金属呈现出由东南向西北方向扩散的趋势,且向下迁移及在水稻籽粒中累积的趋势明显,各重金属在水稻籽粒中富集能力的大小顺序为Cu>Cd>Pb.     

土壤-水稻体系中的重金属污染及其控制

综述了土壤-水稻体系中重金属污染的现状及其来源、特点,分析了重金属污染对作物自身以及对人体可能的危害,探讨了减少土壤-水稻体系重金属污染的途径与措施。提出：水稻在有毒重金属的吸收和积累上存在着显著的基因型差异,筛选和培育籽粒有毒重金属积累低的品种,是在轻、中度重金属污染土壤上持续生产安全稻米的一条经济、有效的途径。     

水稻返青增蘖剂对稻米重金属积累的抑制作用

通过大田试验研究了水稻返青增蘖剂对水稻籽实重金属积累的抑制作用。结果表明：水稻返青增蘖剂能使水稻地上部重金属浓度显著降低,且远低于地下部浓度;显著降低地下部重金属的浓度,降低土壤中有效态重金属离子的浓度,抑制水稻对重金属的吸收和转运比例,降低稻米中重金属的含量。     

广东省主栽水稻品种稻米重金属含量差异研究

以广东省主要种植的27个水稻品种为研究对象,通过对243份稻米样品中Cd、Pb、Cr、As、Hg等5种重金属含量的测定,分析不同品种和类型的水稻对5种重金属吸收能力的差异。研究结果表明,对广东省稻米影响最大的重金属是Cd,超标率为11.11%,Pb超标率是7.41%,Cr超标率是3.70%,As和Hg的检出量都低于国家标准。重金属对广东省稻米质量安全的影响严重程度依次为:CdPbCrHgAs,3种类型品种重金属综合污染严重程度顺序是籼型常规稻两系杂交稻三系杂交稻。     

中国土壤模式-作物系统重金属生物富集模型建立

针对土壤模式建立土壤和作物重金属含量关系模型,旨在消除土壤属性对作物重金属吸收量的影响。当作物类型或品种确定后,作物重金属吸收量只与土壤重金属含量有关。提出了农田作物重金属生物富集的"土壤重金属含量-作物特性-土壤属性"关系理论,定义了土壤模式、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型图谱等概念,确定了土壤模式的划分方法和使用方法,在此基础上以最近30年来中文期刊发表的土壤镉含量与水稻和小麦镉含量关系作为案例验证了以上方法。结果表明:水稻和小麦同一部位镉吸收量随土壤镉含量增加而增加,水稻和小麦吸收镉能力顺序为根>茎>叶>籽粒,水稻和小麦籽粒镉吸收量在同一范围内。     

重金属污染与水稻食用安全探讨

重金属在水稻的根、茎、叶以及籽粒中大量积累,不仅影响水稻产量和品质及整个农田生态系统,并可通过食物链危及动物和人类的健康。该文从重金属对水稻植株和人体的危害、水稻吸收重金属的影响因素,以及水稻对重金属抗性等方面,介绍水稻中重金属污染的研究进展,并对今后控制水稻重金属污染提出建议。     

稻田土壤重金属赋存形态·运移规律及灌溉的影响

简述土壤重金属赋存形态及影响因素,水稻植株对土壤重金属的吸收、分布和富集,以及土壤重金属运移及其影响因素的研究进展。针对不同灌溉导致的稻田土壤环境和水稻生长吸收功能等差异,提出不同灌溉模式下稻田重金属迁移转化规律有待研究的问题。     

秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、铅、镉活性的影响

秸秆还田是我国培肥地力和增加农田土壤碳固定的重要措施,但进入农田的秸秆存在着活化土壤重金属的风险。为了解不同来源的秸秆对污染水平不同农田土壤重金属活性的影响,采取相应措施防止因秸秆还田对农田土壤重金属的激活,开展了盆栽和田间小区试验研究秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、镉、铅活性的影响。盆栽和田间试验在轻度和重度污染 2 种土壤上同时进行。盆栽试验中施用秸秆包括重污染水稻秸秆、轻污染水稻秸秆和轻污染油菜秸秆 3 种,石灰用量设对照（0 kg·hm^-2）和石灰处理（750 kg·hm^-2）2 个处理;田间小区试验设对照（不施秸秆和石灰）、秸秆还田及秸秆还田+石灰 3 个处理。动态观察了试验过程中土壤有效态重金属、重金属形态及水稻籽粒中重金属积累情况。结果表明,试验初期（前 20 d）秸秆还田显著增加了水田土壤中水溶性有机碳与水溶性重金属的含量;与对照处理比较,水溶性重金属含量以重度污染土壤增幅较为明显。试验后期（60 d 后）秸秆还田对土壤重金属的活性的影响逐渐变得不明显。油菜秸秆还田土壤中水溶性重金属含量低于水稻秸秆还田,重污染水稻秸秆还田土壤中水溶性重金属含量高于低污染水稻秸秆还田。盆栽试验和田间试验的结果都表明,重污染水稻秸秆还田可轻微增加水稻籽粒中镉的积累,但轻度污染水稻秸秆还田与油菜秸秆还田对水稻籽粒镉积累的影响较小;3 种秸秆还田对水稻籽粒铅、铜、锌积累的影响不明显。配施石灰可显著降低土壤中水溶性重金属的含量,降低水稻籽粒中重金属的积累。研究认为,在污染农田管理上应控制重污染水稻秸秆还田,在秸秆还田的同时适量配施石灰。     

基于多目标元素的重金属低累积水稻品种筛选及其吸收转运特征

选择重庆市主推的13个水稻品种为受试对象,采用田间原位小区试验,比较不同基因型水稻品种籽粒对镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）、铬（Cr）等潜在危害大的重金属元素累积的差异,分析其在水稻植株各部位的转运与分配特征及其与籽粒吸收累积的关系,筛选多目标元素低积累品种,为水稻安全生产提供依据。结果表明：不同水稻品种籽粒Cd、As、Pb和Cr含量极值相差分别超过3、4、20倍和3倍,同一品种对不同重金属元素的累积能力也存在很大差异,重金属低累积水稻品种筛选需以多种污染元素为目标。运用重金属综合累积指数P_Z,将供试水稻品种重金属综合累积能力分为低（P_Z<0.7）、中等（0.7 ≤ P_Z < 1.0）和高（P_Z≥1.0）三类,其中Y两优1号、隆两优534和隆两优华占为重金属低累积品种。水稻品种基因型差异对重金属累积的影响以籽粒最大、茎叶部和根部次之。茎叶向籽粒的转运系数TF_SL-G是水稻基因型差异的重要体现,与籽粒重金属含量呈极显著正相关（P<0.01）。13种供试水稻平均产量在5.85~10.61 t·hm^-2之间,极值相差44.8%,产量较高的6个水稻品种的产量均超过9.00 t·hm^-2;平均穗粒数差异是决定产量的主要因素。兼顾水稻产量与籽粒重金属累积情况,推荐隆两优534、Y两优1号、袁两优908和渝香203品种为重庆地区适宜品种,既能获得高产也利于水稻安全生产。     

重金属Cu Pb Zn Cr Cd在土壤中的形态分布和转化

采用室外小区隔离实验方法,研究了外源可溶性重金属进入水稻土土壤(乌栅土)后的形态分布及其形态随时间的转化。结果表明,外源可溶性重金属进入土壤后迅速向各个形态转化,可溶态重金属的浓度进入土壤后迅速下降;交换态和碳酸盐态重金属浓度先微弱上升,然后迅速下降;铁锰氧化态重金属浓度先上升,在烤田期达到最大值,然后迅速下降,成熟期时又微弱上升;有机态重金属浓度不断上升;残渣态重金属变化不大。     

贵州典型铅锌矿区水稻土壤和水稻中重金属含量及健康风险评价

为了解贵州DX和DW铅锌矿区水稻土壤和水稻中重金属的含量及健康风险,分别测定了水稻土壤和水稻植株各个部分Cr、Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Hg和As的重金属的含量。同时,通过Nemero综合污染指数评价了矿区水稻土壤的污染状况,并根据稻米的高危商（HQ）评价了两矿区稻米对人体造成的重金属健康风险。结果表明：矿区水稻土壤重金属污染严重,其中Pb、Cd、Zn、Ni、Hg、As污染尤为突出,以Cd污染最为严重,分别超标34.22倍和84.92倍。根据Nemero指数分析可知,DX和DW矿区均表现为重度复合污染     

重庆市某典型区域土壤和水稻中重金属含量跟踪验证研究

分别在2018年和2019年对重庆市某典型区域土壤和水稻中重金属进行了采样检测,对两年调查结果进行了对比。结果表明:土壤理化性质的相对偏差(或绝对差)合格率高,两年的调查结果无显著差异。土壤中重金属含量的相对偏差合格率为16.7%～100%;两年土壤中镉的环境质量结论不一致,其余重金属的环境质量结论一致;土壤中镉、铬、镍、铜、锌、铅和砷的两年调查数据存在显著差异。水稻糙米中重金属含量的相对偏差合格率为0.0%～100%;两年水稻糙米中各项重金属超过污染物限量的比例相差较大;水稻糙米中镉、锌和砷两年的调查数据存在显著差异。以上结果说明,土壤重金属含量,特别是水稻糙米中的重金属含量并不稳定,一次调查结果不能作为评价某区域土壤和水稻中重金属含量是否超标的依据,应对调查区域进行长期跟踪调查。     

土壤—水稻生态系统中重金属污染与施用磷肥关系分析

[目的]为在土壤-水稻生态系统中有效防控重金属污染及合理使用肥料提供理论依据。[方法]通过分析重金属及施用磷肥对水稻生长发育及其生态系统的影响,总结出磷肥的最佳施用量及水稻重金属污染的研究方向。[结果]适当施用磷肥能增加水稻产量,改善稻谷品质,加速水稻植株分蘖,促进幼穗分化、灌浆和籽粒饱满,提高作物的抗逆性。过量施用磷肥将会消耗作物内贮存的糖分和能量,诱发土壤缺锌,造成水稻缺硅症和缺钼症。过量重金属进入植物体内,会对植物细胞膜系统造成伤害,使其体内的各种生理生化过程发生紊乱,导致供给植物生长的物质和能量减少,进而抑制植物生长。[结论]该研究为防治施用磷肥导致的水稻重金属污染提供了理论依据。     

不同沼肥施用量对水稻生长和产量及其重金属含量的影响

沼肥是一种优质的有机肥料,含有植物生长所需的多种营养元素,将其安全有效地应用于农业生产对降低环境污染和提高产量有着重要的意义。在田间小区试验条件下,以籼稻黄华占为试验材料,研究不同体积的沼肥施用量对水稻生长发育、养分含量和产量及其重金属含量的影响。结果表明:以沼肥作基肥,追施复合肥对水稻生长株高、茎叶生长及养分含量均有一定影响,水稻产量最高可达562.03 kg·667 m~(-2)。同时,当沼肥施用量较高时,会增加收获籽粒中的重金属含量。     

土壤—水稻系统重金属污染的研究现状和展望

对土壤—水稻系统的重金属污染的研究现状进行了综述。主要介绍了土壤中重金属污染的形态、分布状况、重金属对水稻的生理生态效应、水稻吸收累积重金属的影响因素及水稻对重金属抗性的分子生物学基础,并对未来的研究方向进行了展望。     

6个水稻品种对Cr、As、Zn、Pb和Cu吸收积累的差异性

以6个水稻品种为研究对象,通过在复合污染土壤中进行盆栽试验,并采用ICP-MS、ICP-OES和原子荧光法,探讨不同水稻品种对重金属Cr、As、Zn、Pb、Cu元素富集能力的差异性,旨在筛选出对不同重金属元素低积累或高富集的水稻品种。结果表明,6个水稻品种对5种重金属元素吸收积累的能力是ZnPbCrCuAs;水稻根系重金属含量是地上部茎叶含量的1.23~43.76倍;株两优173、中早35、隆平006、陆两优996分别对重金属Cr、As、Zn、Cu元素的转运系数最小,可作为其低积累水尹稻品种进一步研究;金优463、Y两优85、陆两优996、Y两优85分别对重金属Cr、As、Zn、Cu元素的富集能力最强,可作为其高富集水稻品种进一步研究;隆平006根系和茎叶对重金属Pb元素的富集系数同时达到最大,转运系数却最小,因此其作为重金属Pb元素低积累还是高富集品种筛选有待进一步探索;植株生长的顺序是中早35﹥陆两优996﹥株两优173﹥隆平006﹥金优463﹥Y两优85,茎叶As和Cu含量是影响水稻植株生长的主要因素。本研究结果可为进一步研究低积累水稻品种的遗传机理差异性,以及在江西省不同地区实际推广应用和安全种植提供参考。     

长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征研究

[目的]研究长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征。[方法]测定长江三角洲地区150多个采样点的重金属含量,进行土壤环境质量评价,并研究重金属元素在不同区域和植物不同部位的含量分布以及转换和分配特征。[结果]长江三角洲地区受Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的污染,其中Cd污染最严重,Pb、Cu和Zn次之,Cr最轻,几乎不受Hg和As的污染,内梅罗污染指数为0.880,属于警戒级;水稻果实中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn超过其背景值。按区域划分,土壤污染程度依次为：环太湖地区〉浙江南部地区〉沿江地区,城市直辖区〉县级城镇及农村;按迁移转化规律划分,根际土壤〉水稻根茎〉水稻果实;转换系数Cd〉Cu〉Zn〉As〉Hg〉Pb〉Cr,分配系数Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Hg〉Pb〉As。[结论]长江三角洲地区污染元素的数值范围较大,个别样本污染严重,应加大重金属污染防治与预防。     

针对有机水稻认证中部分重金属检测标准的探讨

针对有机水稻认证中重金属检测存在检测样品选择不规范、检测指标标准不一的问题,分析了水稻重金属的来源、污染现状和重金属在水稻植株体内的富集规律,并根据国家采用的《粮食卫生标准》（GB2715—2005）有针对性地对有机水稻重金属检测提出了2点建议：一是有机水稻认证过程中检测样品应为糙米或者是大米;二是检测指标应是无机砷（以As计）、汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）。