全 文 ：137Cs 叶面污染在水稻中的转移、积累与分布
范仲学
(山东省农业科学院原子能农业应用研究所　济南　250100)
　　在水稻不同生育期 ,以137 Cs 污染主茎单个叶片 ,结果表明 ,137 Cs 向植株未污染
部位的转移率与污染叶的叶位有关 ,137 Cs 主要分布在茎叶中。受污染的水稻各部
位 ,137Cs 积累量与污染量呈线性正相关 ,植株非污染部位137 Cs 比活度大小顺序为
叶 > 茎 > 根 > 穗。
关键词 : 水稻 　137Cs 　叶面吸收 　积累 　分布
核电站正常运行时是安全的 ,但在事故情况下[1 ] ,将有大量的放射性物质进入环境 ,其中
半衰期长 ,数量大的137Cs 可通过根部和根外两个途径转移到农作物 ,并通过食物链进入人体 ,
对人类造成危害。摸清137Cs 在进入人体各种途径中的吸收、积累、运转规律 ,对于减轻其对人
类的危害 ,具有重要的现实意义。我国对农作物根部吸收137 Cs 的研究已有许多报道 [2～5 ] ,但
对农作物叶面吸收137Cs 的研究较少[6～7 ] 。本文用水稻为试材 ,进行了137 Cs 叶面污染的模拟
试验 ,为我国环保、卫生等部门提供科学数据。
材 料 与 方 法
材料　水稻品种为嘉籼 7 号 ;137Cs 为前苏联进口的无载体137 CsNO3 溶液 ;北京地区草甸
褐土 :p H810 ,全氮含量 01089 % ,全磷含量 0133 % ,有机质 1153 % ,速效磷 1510mg/ kg ,速效钾
14815mg/ kg。栽培用白瓷盆 ,直径 30cm ,高 34cm。
方法　试验在网室中盆栽进行。按137CsNO3 溶液体积的 0115 %加吸附剂 ,用微量进样器
进行137Cs 污染。植物样品置 80 ℃烘箱中烘干 ,称干重后放入干净的坩埚内在电炉上炭化 ,称
炭重后磨细 ,分别在 FJ - 2600 和 FH - 408 上测量。137Cs 的分布及转移率[8 ]的计算公式分别
如下 :
分布 ( %) = 植株上某非污染部位
137Cs 总活度 (Bq)
植株全部非污染部位137Cs 总活度 (Bq) ×100 % 　　　　
转移率 ( %) = 植株上非污染部位
137Cs 总活度 (Bq)
污染到植株上的137Cs 总活度 (Bq) ×100 % 　　　　
试验设计分为分蘖期相同污染量、分蘖期不同污染量和不同生育期污染主茎单个叶片 3
组。6 月 25 日 ,以相同污染量污染植株主茎上第 5、6、7 片叶 ,单株137 Cs 污染为 326314Bq ,共
10 盆。两周后开始取样 ,取样间隔 7～14d。
分蘖期以 5 个不同污染量污染植株主茎第 5～7 叶 ,单株137 Cs 污染量分别为 6616Bq、
33010Bq、166510Bq、326314Bq 和 832510Bq ,共 10 盆。成熟时一次取样。
分别于 6 月 25 日、7 日 12 日和 7 月 19 日污染主茎上第 6 叶、第 8 叶、剑叶 ,单叶污染量都
122核 农 学 报　1998 ,12 (4) :221～224
Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
是 2775Bq ,共 6 盆。成熟时一次取样。另设 3 盆水稻作为整个试验的对照。
结 果 与 分 析
(一) 137Cs 向水稻植株的转移率及其在未污染部位的分布
污染水稻主茎上单个叶片试验表明 ,137 Cs 可由污染叶片转移到植株各未污染及新生部
分 ,137Cs 向水稻植株的转移率与污染叶的叶位有关 ,转移率随叶位上升而不断增大。如污染
第 6 片叶时 ,转移率为 27179 % ;污染剑叶时 ,转移率为 85125 %(表 1) 。
表 1 　不同时期污染单个叶片137Cs 在植株中的分布
Table 1 　The dist ribution of 137Cs in the plant when single leaf was
contaminated at different growth stage
污染叶序
Sequence of the
contaminated leaf
分布　Distribution ( %)
根 Root 茎 Stem 叶 Leaf 穗 Ear
向整个植株的转移率
Translocation to
whole plant
( %)
第 6 叶
The 6th leaf 1137 39199 35117 23147 27179
第 8 叶
The 8th leaf 0184 44152 22162 32102 56126
剑　叶
Sword leaf
0132 50187 12151 36130 85125
　　从表 1 可以看出 ,污染第 6 片时 ,137Cs 在水稻各部位的分布为茎 > 叶 > 穗 > 根 ;当污染叶
位上升到第 8 叶和剑叶时 ,137Cs 分布变为茎 > 穗 > 叶 > 根 ,穗中的137 Cs 含量仅次于茎 ,超过
了叶中含量。另外 ,137Cs 在根和叶中的分布随污染叶位的上升而减少 ,137 Cs 在茎和穗中的分
布则随污染叶位的上升而增加。
(二)水稻植株未污染部位137Cs 的变化
污染分蘖期水稻主茎上第 5、6、7 片叶后 ,137Cs 迅速向植株非污染及新生部位转移。分期
取样测量表明 ,叶面污染后 14d ,从总体来看 ,非污染部位137 Cs 的比活度最高 ,以后逐渐下降
(表 2) ,这是由植株不断长大 ,干物质积累稀释和整个植株未污染部位总活度下降 (表 3) 造成
的。但具体到某个器官 ,以上两方面的因素哪个占有主导地位 ,情况比较复杂。例如穗中
137Cs总活度是先上升最后下降 (表 3) ,而137Cs 比活度是逐渐下降 ,说明就穗而论 ,干重增加是
导致137Cs 比活度下降的主要因素。穗中137 Cs 总活度在污染后 21～42d 不断增加 ,是其它器
官中的137 Cs 转移到此时的生长中心 ———穗中的结果。植株137 Cs 总活度逐渐减小 ,可能与水
稻时刻都在进行的矿质代谢有关 ,但尚需进一步证实。根部吸收土壤中137 Cs 研究结果表明 ,
水稻植株137Cs 比活度在污染后 30d 较高 ,而后逐渐下降 ,但总活度仍然上升[5 ] 。
　　从表 2 可以看出 ,137Cs 在各器官中的比活度大小顺序是叶 > 茎 > 根 > 穗。水稻从土壤中
吸收137Cs 在各器官中的比活度大小顺序与此不同 ,其顺序为根 > 叶 > 茎二穗[5 ] 。
(三)水稻植株137Cs 积累量与污染量的关系
为了探讨水稻植株各部位137Cs 的积累量与叶面污染量之间的关系 ,在水稻分蘖期分别用
222 核　农　学　报 12 卷
表 2 　水稻器官137Cs 比活度变化
Table 2 　Change of 137Cs specific activity in rice organs (Bq/ g)
污染后天数
Days after contamination
(d)
根
Root
茎
Stem
叶
Leaf
穗
Ear
植株平均
Mean
14 103152 162182 164192 - 157103
21 92175 108140 129180 55158 110117
28 41129 59106 94135 30178 60185
42 24113 54161 62170 20161 40163
49 14192 24195 42124 14187 23172
表 3 　水稻器官137Cs 总活度变化
Table 3 　Change of 137Cs total activity in rice organs (Bq/ plant)
污染后天数
Days after contamination
(d)
根
Root
茎
Stem
叶
Leaf
穗
Ear
总　计
Total
14 20145 149139 109147 - 279131
21 21107 124181 103110 9177 258175
28 18140 91137 96137 23126 229140
42 6109 81169 68174 42130 198182
49 8114 55168 55187 37166 157130
相同体积不同比活度的 5 种137 Cs 溶液污染主茎第 5～7 叶。收获后测量结果表明 ,植株各部
位137Cs 积累量随污染量的增加而增加 (表 4) ,两者呈线性相关 (表 5) 。经 F 检验 ,其线性回归
达显著甚至极显著水平。这与137 Cs 叶面污染春小麦的试验结果一致[6 ] 。其中线性方程的斜
率都很小 ,说明水稻各部位对137Cs 积累量的增加远比污染量的增加缓慢。
表 4 　水稻各部位对137Cs 积累量随污染量的变化
Table 4 　Change of accumulation in each part of rice along with
the 137Cs contamination amount (Bq/ plant)
污染量
Contamination amount
根
Root
茎
Stem
叶
Leaf
穗
Ear
6616 1104 3147 5147 1187
33310 1198 30101 22149 20169
166510 4121 86152 82141 52149
326314 5120 115168 127115 49115
832510 21132 841195 731125 414175
小 　　　结
盆栽试验结果表明 :11 在不同生育期分别污染水稻主茎上单个叶片 ,137 Cs 由污染叶向植
株其它部位的转移率按污染叶叶位自下而上的顺序逐渐增大 ;转移到植株中的137 Cs 大部分
( 63138 %～75126 %) 分布在茎叶中 ,其次分布在穗中 ,根中最少 ,只占0132 %～1137 %。
322　4 期 137Cs 叶面污染在水稻中的转移、积累与分布
表 5 　水稻各部位对137Cs 积累量与污染量的相关性
Table 5 　Relationship between 137Cs accumulation in
each part of rice and the contaminated amount
部　位
Parts
回归方程
Regression equation
r 值
r value
F 值
F value
根 Root y^ = 011552 + 010024x 019804 7412695 3 3
茎 Stem y^ = - 6010655 + 011009x 019650 4015987 3 3
叶 Leaf y^ = - 4611120 + 010878x 019741 5516961 3 3
穗 Ear y^ = - 2612133 + 010491x 019581 3315954 3
　　3 F0105 10113 , 3 3 F0101 34112
21 分蘖期污染水稻主茎第 5、6、7 叶片后 ,137Cs 在植株中的比活度和总活度在第 14 天都达最
大值 ,以后逐渐减小 ;水稻各器官137Cs 比活度大小顺序是叶 > 茎 > 根 > 穗。31 相同生育期叶
面污染的水稻 ,植株各部位137 Cs 积累量随污染量的增加而增加 ,两者呈显著的直线正相关
(r > 0195) ;在本试验所达污染水平 (832510Bq/ 株)下 ,未发现对水稻植株造成辐射损伤。
参 　考 　文 　献
1 　施仲齐等 1 核电站的环境影响. 北京 :水利电力出版社 ,1984
2 　中国农科院原子能所二室. 90Sr、137Cs 在农作物中的吸收分布规律的研究. 放射医学 ,1977 , (2) :6～11
3 　裘同才. 探索利用植物净化90Sr、137Cs 污染的土壤. 农业环境保护 ,1988 ,7 (5) :14～17
4 　李特特等. 施肥措施对农作物从土壤中吸收90Sr 及137Cs 的影响. 原子能农业应用 ,1981 , (1) :46～50
5 　路子显等. 中国核科技报告　137Cs 在水稻体内及土壤中动移、累积与分布. 北京 :原子能出版社 ,1992 ,CNIC - 00696
6 　范仲学等. 中国核科技报告　137Cs 叶面污染在春小麦中的转移、积累与分布. 北京 :原子能出版社 ,1995 ,CNIC - 00952
7 　范仲学等. 茄子叶面吸收137Cs 的研究. 核农学通报 ,1996 ,17 (2) :86～88
8 　Warnet F E et al. Radioecology after Chernobyl. Publ :shed by John Wiley & Sons Ltd , 1993. 107～108
TRANSLOCATION, ACCUMULATION AND DISTRIBUTION OF 137Cs IN
RICE AFTER FOL IAGE CONTAMINATION
Fan Zhongxue
( Instit ute f or A pplication of A tomic Energy , S handong Academy of A gricult ural Sciences , Jinan 250100)
ABSTRACT
The single leaf of rice stem was artif icially contaminated with 137 Cs at different growth
stages to study its fol iage absorption and translocation. The results showed that the translocation
rate of 137Cs to non2contaminated parts of the plant was related with the phyllotaxis of the con2
taminated leaf and the mojority of 137 Cs in the plant was distributed in leaves and stems. For
rice being contaminated , there was a positive l inear relationship bet ween the accumulation of
137Cs in each non2contaminated part of the plant and the amount of the contamination. The or2
der of the specif ic activity of 137 Cs was : Leaf > Stem > root > ear in ono2contaminated parts of
the plant.
Key words :Rice , 137Cs , foliage absorption , accumulation , dist ribution
422 核 农 学 报　1998 ,12 (4) :221～224
Acta A gricult urae N ucleatae Sinica