浙北水稻植株中硒及重金属元素分布特征

康占军 岑静 宋明义 冯立新 卢新哲

摘要：在浙北选择3处采集6组水稻植株样品测定其硒及其他重金属元素含量，结果表明，水稻植株中硒及重金属元素含量规律明显，各器官内的硒含量由高到低依次为根、叶、茎、籽实，根系中硒含量明显高于其他3个器官；重金属元素主要集中在根系中，铜、锌元素在水稻茎中含量相对较高；适当延长稻谷成熟期，稻米中重金属含量变化相对较小，但可增加硒的含量。

关键词：浙北；水稻；植株；硒元素；重金属元素；根

中图分类号： X712；S511.01 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0349-03

随着人们对农产品中有益、有害元素的日益重视，作为主要粮食作物，稻米中硒及重金属元素的相关评价工作也越来越重要。目前，硒及重金属元素在水稻植株不同部位的分布已有较多研究[1-4]。

作物生长往往呈“S”形曲线，在作物生长初始期、快速增长期、缓慢停滞期，植株体内各元素迁移是一个动态过程。水稻抽穗结实期生长虽然变缓，但仍是提高稻品质的重要时期，研究这一期间水稻植株内各元素的迁移、分布随时间变化的动态过程，对控制稻米中各元素的含量具有重要意义。试验以浙江省海盐县澉浦镇的水稻植株及其根系土为对象，研究自然状态下不同品种水稻植株根、茎、叶、籽实在水稻抽穗结实期对硒及重金属元素的吸收规律，为提高稻米品质、合理控制农产品中重金属元素含量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

海盐县澉浦镇位于浙江省北部平原，钱塘江入海口北岸，面积65 km2，属亚热带季风气候，日照充足，雨量丰沛。平原区面积约为20 km2，土壤类型以水稻土为主，是浙北水稻重要种植区，水稻收获期在11月初；西南地区为侏罗纪晚期（J3h）火山碎屑岩及花岗岩出露区，总面积约为19 km2，海拔高度为100 m左右。

1.2 样品采集及检测指标

在表层土壤调查研究的基础上，选择具有代表性的采样点3处，于水稻抽穗结实期分别按根、茎、叶、籽实4个部位，整株采集6组水稻植株样品共26份（表1），其中，GPN24与GPN23位于同一块田。另选择1处，按1～7 d时间间隔同位采集4份籽实样品。样品自然风干，送国土资源部合肥矿产资源监督检测中心测试Cr、Zn、Pb、Cu、Ni、Cd、As、Hg及Se等9项指标。

1.3 样品测试

籽实经分拣、去除石子等，清水淘洗干净，用去离子水淘洗3遍，晾干， 用专用机具无污染加工至粒度直径约245 μm

2 结果与分析

2.1 表层土壤硒及重金屬元素含量特征

表层土壤是农作物中各元素的主要来源，对其元素含量的高低起至关重要的作用。在研究区采集平原区表层土壤815份进行分析，结果由表3可见，平原区表层土壤除Cr、Ni外，其他各元素均低于或接近浙北背景值。根据“富硒土壤具有一定规模，约占耕地总面积的60%”这一富硒土壤评价标准发现，研究区土壤总体上略高于此标准；根据国家《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）对重金属进行评价，发现研究区土地质量基本情况较好。

2.2 水稻植株各器官对硒及重金属元素的吸收规律

由表4可见，水稻植株体内各元素分布规律比较明显；适当延长稻谷的成熟期，稻米中As、Hg含量基本无变化或含量变化较小，而Zn、Pb、Cr含量减少，Cd、Cu含量先增加后减少；根、茎、叶及籽实中Cd、Zn含量分别增加约29%、24%，Cr、Ni含量分别减少约25%、22%，其他元素变化不大；重金属元素主要集中在根系中，水稻茎中Cu、Zn含量相对较高；Se在水稻植株各部位的含量高低为：根>叶>茎>籽实，根系中含量明显高于其他3处，叶片中Se含量约为茎中的1.4～1.98倍，但水稻植株Se总含量相对变化不大，这可能是由于在水稻成熟期，水稻植株对土壤中的Se停止吸收，而根系中的Se逐渐向叶片中迁移；不同品种的水稻对元素的吸收具有差异性[5-6]，韩祖2（糯谷）植株对Se的吸收能力要高于其他2个品种，3个水稻品种对Se的吸收能力大小依次为韩祖2、秀水134、尖谷；随着成熟期的延长，除根系中Se含量明显降低外，其他器官的Se含量呈微量增加趋势，其中，糯谷籽实Se含量增加更为明显，增加约54.5%，这可能与糯谷生长期较长、抽穗结实期略滞后于其他品种有关。

2.3 水稻植株对Se的富集作用

富集系数是指某种物质或元素在生物体内的浓度与生物生长环境（水、土壤、空气）中该物质或元素的浓度之比，不仅与环境中元素或物质的种类和浓度有关，而且与元素的价态、物质的结构形式、溶解度、生物种类、生物器官组织、各生物生长阶段的生理特性和外界环境有关。由表5可见，各器官Se富集系数差异较大，其中，根系富集系数最大，介于0.61～093之间；叶片对元素在植物体内的迁移起至关重要的作用，对Se的富集略高于茎；籽实富集系数最小，介于0.07～0.18之间；糯谷籽实中Se的富集系数大于其他2个品种水稻。

3 结论

不同品种的水稻对硒及重金属元素的累积存在差异性，糯谷水稻大于其他2个品种；适当延长稻谷成熟期，稻米中重金属含量变化较小，但可增加Se含量；重金属元素主要集中在根系中，Cu、Zn元素在茎中含量相对较高，这为土壤中重金属的修复提供了新思路。水稻植株各器官Se含量高低整体为：根系>叶片>茎>籽实，根系富集系数最大，对土壤中硒的吸收能力最强，籽实最弱。

参考文献：

[1]陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M]. 北京：科学出版社，1996：104-112.

[2]郦逸根，薛生国，吴小勇.重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究[J]. 中国地质，2004，31（增刊1）：87-92.

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