镉低积累水稻品种筛选

作者简介 陶娟花（1987—），女，浙江绍兴人，农艺师，从事土壤肥料技术研究与推广工作。

通信作者 褚军杰（1995—），男，浙江余姚人，硕士，从事农田重金属污染修复与安全利用研究。

收稿日期 2024-03-25

摘要 采用镉低积累水稻品种是实现镉轻度污染耕地安全、高效和可持续生产的途径之一。本研究针对轻度镉污染农田开展了为期2年的镉低积累水稻品种筛选试验，并对稻米镉含量及其镉转运能力进行分析。试验结果表明，不同水稻品种的镉积累特性存在明显差异，与常规稻相比，杂交水稻对镉的积累和转移能力更强。2021年供试水稻品种稻米镉含量为0.154～0.531 mg/kg，其转移系数为0.51～1.89；2022年供试水稻品种稻米镉含量为0.024～0.346 mg/kg，其转移系数为0.08～1.31。在两年的品种筛选试验中，杂交稻甬优15，常规稻绍糯9714、宁88均能较好地适应当地环境条件，且具有较低的镉积累特性，适宜在镉轻度污染农田推广种植。本研究结果可为研究区镉轻度污染农田安全利用中水稻品种选择提供参考。

关键词 镉；水稻；安全生产；积累特性；转移系数

中图分类号 S512"" 文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）13-0019-04

Screening of low-cadmium accumulation rice varieties

TAO Juanhua1""nbsp; CHU Junjie2""" WEN Miao2

（1Shaoxing Keqiao District Agricultural and Aquatic Technology Promotion Station， Shaoxing 312030， China;

2Institute of Environmental Resources and Soil Fertilizer， Zhejiang Academy of Agricultural Sciences，

Hangzhou 310021， China）

Abstract Utilizing rice varieties with low cadmium accumulation is one of the primary strategies for achieving safe，efficient，and sustainable production in slightly cadmium-contaminated paddy field. In this study，rice varieties with low cadmium accumulation were screened for a period of 2 years， and cadmium content and transport capacity of rice were analyzed. The results indicated that there were significant differences in cadmium accumulation characteristics among the rice varieties. Compared to conventional rice， hybrid varieties demonstrated higher capacities for cadmium accumulation and translocation. In 2021， the cadmium content in the rice varieties tested ranged from 0.154 to 0.531 mg/kg，with translocation coefficients ranging from 0.51 to 1.89; in 2022， these figures were 0.024 to 0.346 mg/kg and 0.08 to 1.31， respectively. Throughout the two-year variety selection trial，the hybrid rice Yongyou 15， the conventional rice varieties Shaonuo 9714， and Ning 88 adapted well to the local environmental conditions and exhibited lower characteristics of cadmium accumulation， making them suitable for promotion and cultivation in slightly cadmium-contaminated farmlands. The findings of this study provided a reference for the selection of varieties for the safe use of slightly cadmium-contaminated farmlands in the local area.

Keywords cadmium; rice; safe production; enrichment characteristic; transfer ratio

镉是一种高生物毒性的重金属元素，通过食物链富集可能会影响人类健康[1-2]。因此，如何限制土壤中镉进入食物链，降低镉在作物食用部位的累积，合理实现镉轻度污染农田的安全利用，是亟待解决的问题之一。在镉轻度污染地区，基于镉在不同物种及品种间的吸收和分配差异，开展作物品种筛选试验来控制作物食用部位重金属浓度，是实现镉轻度污染耕地安全、高效和可持续生产的途径之一。林小兵等[3]开展了低镉积累品种筛选试验，表明早稻品种陵两优47、晚稻品种甬优4949为当地高产低镉品种。韩瑜等[4]研究发现，在研究区镉污染地块种植水稻品种隆两优1212能有效降低水稻籽粒镉超标风险。在苏南镉轻度污染地区，水稻品种南粳46、南粳3908表现出较强的低积累特性和较好的稳定性[5]。水稻对镉的吸收效果易受到环境气候、立地种植条件、田间水分状况及管理水平等影响。例如，水稻品种甬优538在浙江丽水地区种植表现出较好的高产稳产和低镉积累特性，但在浙江桐庐地区的高产低镉积累特性表达效果有限[6-7]。此外，不同区域推广的水稻品种也存在较大差异。因此，结合区域环境和主推水稻品种筛选出适宜当地环境条件的镉低积累水稻品种，对实现地区农田的安全利用具有重要意义。

针对S研究区镉轻度污染土壤，本研究选用19个市售水稻品种开展为期2年的镉低积累品种筛选试验，对其积累特性进行分析评价，旨在筛选出适宜当地气候条件和土壤环境的镉低积累水稻品种，为后续构建水稻安全生产综合配套技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试土壤" 试验地设在S地区一试验基地进行，试验前采集基地土壤样品（采用棋盘采样法，设置10个点，采集表层土壤），风干后除去土壤中的残留物，研磨混匀后过100目筛，测定土壤理化性质。试验地土壤理化性质：全量镉0.53 mg/kg、有效态镉0.31 mg/kg、pH值5.43、速效钾40.00 mg/kg、有效磷5.87 mg/kg、碱解氮181.32 mg/kg、有机质46.40 g/kg和全氮3.20 g/kg。

1.1.2 供试水稻品种" 选择研究区市售水稻品种19个，于2021、2022年连续单季种植进行品种筛选试验，选用水稻品种如表1所示。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计" 选择研究区主要市售水稻品种19个，在同一试验区连续开展为期2年的水稻镉低积累品种筛选试验，2年所用品种一致。试验地地块面积约0.13 hm2，各品种种植面积一致，以沟划分，不设重复。田间日常管理与当地农事习惯保持一致。

1.2.2 样品采集与测定分析" 在水稻收获期采集土壤和植株样品。每个试验品种取3份，每份样品取3穴。水稻样品用清水洗净根系后带回实验室，分别取水稻籽粒部分，于70 ℃恒温烘箱烘干至恒重，用小型电动出糙机去谷皮后，粉碎，待测试。每个试验品种取3份土壤表层样品，自然风干后，粉碎研磨并过100目筛，待测试。

1.2.3 样品处理与检测" 土壤有效态镉含量采用二乙三胺五乙酸（DTPA）法浸提测定，土壤全镉含量（HNO3-H2O2-HF消解）和水稻糙米（HNO3-H2O2消解）镉含量均采用微波消解法进行样品处理，所有待测液均用石墨炉原子吸收光谱仪进行测定。土壤pH、有效磷和速效钾等理化指标均参照《土壤农业化学分析方法》[8]。

1.2.4 水稻品种的镉转移能力" 同一地块不同区域土壤中镉含量存在一定差异，为进一步明确不同水稻品种的镉积累特性，采用转运系数来表征水稻从土壤中转移镉到籽粒的能力。镉转移系数=水稻糙米中镉含量/土壤中有效态镉含量，系数越高，表示其镉转移能力越强。

1.3 数据处理

采用SPSS 24和Excel软件进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同水稻品种籽粒的镉积累特性

2021年镉低积累水稻品种筛选试验中，供试水稻品种糙米镉含量0.154～0.531 mg/kg，除绍糯9714、秀水519和宁88糙米镉含量低于食品安全国家标准（GB 2762—2017）规定的限量值（0.200 mg/kg）外，其他供试品种均略高于限量值。其中杂交稻系列中品种甬优15的镉含量最低，常规稻系列中品种绍糯9714的镉含量最低。

2022年镉低积累水稻品种筛选试验中。供试水稻品种糙米镉含量0.024～0.346 mg/kg，除春优84、甬优12、甬优538、浙优18、甬优1540、中浙优8号和甬优9号糙米镉含量高于GB 2762—2017标准规定的限量值（0.200 mg/kg）外，其他品种均低于限量值，其中杂交稻系列中品种甬优15号的镉含量最低，常规稻系列中品种绍糯9714、宁88均处于较低水平。

综合来看，不同水稻品种在2年的筛选试验中籽粒镉含量存在一定的波动，其中2021年籽粒镉含量较2022年高。从水稻品种来看，杂交稻镉含量明显高于常规稻，其中杂交稻以甬优15含量较低；常规稻以绍糯9714含量较低，且在2年种植中表现较为稳定。

2.2 不同水稻品种的镉转移能力

水稻品种的镉转移能力如表2所示。从表2可以看出，2021年，水稻品种的镉转移能力存在差异，转移系数范围0.51～1.89。2022年，水稻品种的镉转移能力存在差异，转移系数范围0.08～1.31，综合来看，2021和2022年水稻品种的镉转移能力存在差异，其中2021年高于2022年，这可能与年份间气候差异有关。从品种类型来看，杂交水稻的镉转移能力高于常规稻，其中杂交水稻品种甬优15号2年均表现出较低的转移能力；常规稻品种绍糯9714、宁88在2年试验中均表现出较低的转移能力，且较为稳定。因此，实现研究区镉轻度污染农田安全生产，可选用杂交稻品种甬优15号，常规稻品种绍糯9714和宁88。

3 结论与讨论

本研究发现，在镉轻度污染农田中，不同系列的水稻品种对镉的积累存在差异，杂交水稻系列镉含量和转移能力高于常规系列水稻，这与已有研究结果一致[9]。研究表明，水稻各器官的镉转运能力不同[10]，耐镉水稻品种易通过根系细胞区室化作用将镉封存于细胞内，进而抑制镉向籽粒中转移[11]。此外，本研究连续两年种植同一品种的水稻，其自身镉的积累存在较大的波动，这可能与当季水稻种植期间的降水量及气候差异有关[12]。王会来等[7]的研究也有类似发现，土壤含水量的改变对水稻籽粒中镉的积累起到了关键作用，水稻生育期内适当淹水能明显抑制水稻各器官间镉的转移及籽粒中镉的积累[13-15]。因此，适当增加筛选周期对当地品种的可适性具有重要意义。

镉低积累型水稻品种联合相应的调控保障技术可以保障镉污染区域水稻的安全生产。丁芳林等[16]研究了镉低积累水稻品种的筛选及酵素降镉效果，结果表明，生物酵素对不同品种稻米镉累积的影响存在明显差异，施喷酵素可以使某些水稻品种中镉含量降低至国家安全限值以下。黄宇[17]开展了镉低积累型水稻品种联合调控技术保障污染农田生产安全的研究，提出在重度污染农田上，利用镉低积累型水稻品种联合阻控剂可以实现水稻的安全生产；在中、轻度污染土壤上，低积累型水稻品种联合农艺措施进行安全生产调控，如通过常年淹水和增施钙镁磷肥可以降低水稻品种的精米镉含量，达到国家食品安全标准；通过施用石灰和有机肥提高土壤pH和土壤有机质均可降低土壤有效态镉含量，促进土壤镉向有效性较低的形态转化，减少土壤镉向水稻植株的迁移及其在水稻精米中的积累，实现镉污染农田的稻米安全生产。

综上，本研究选用19个水稻品种，在镉轻度污染农田开展为期2年的镉低积累品种筛选试验，通过综合比较分析，杂交稻系列甬优15号，常规稻系列绍糯9714、宁88对研究区镉轻度污染农田水稻安全生产具有良好效果，为该地区污染农田安全利用中水稻品种选择提供了参考。

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（责编：何 艳）