全 文 ：此文于 1996 年 11 月 28 日收到。
碘2125 在盆栽水稻田中的去向
刘晓红　刘琼英　邝炎华
(华南农业大学生物物理研究室　广州　510642)
蔡　宏
(香港理工大学土木与结构工程系) 　　
余海虎
(香港理工大学应用生物与化学技术系)
采用同位素示踪技术研究了125 I 在模拟水稻田中的吸收和分配。结果表明 ,水
稻能吸收125 I ,并可将吸收到的一半以上转运至地上部 ;水稻各部分125 I 的比活度大
小顺序为根 > 茎 > 叶 > 谷粒 ,谷粒中125 I 的积累量最低 ,约占全株的 0118 % ;田表水
及表土中125 I 的比活度随时间而下降 ,到第 60 天田表水中125 I 的比活度下降到只占
引入量的 0119 % ;在收获期 ,水稻各部位中125 I 的比活度大小次序表现为根 > 茎叶 >
稻壳 > 糙米。
关键词 :125 I 　水稻 　吸收 　分配
前 言
随着经济的发展和世界能源危机的日益紧迫 ,许多国家开始致力于发展核电。核电是一
种比较安全的行业 ,发生事故的几率不大 ,发生大事故的几率更小 ,但发生大事故的可能性还
是存在的[4 ] 。核电站事故情况下释放出来的放射性核素和核爆炸所产生的放射性沉降物以
及矿物开采所产生的天然放射性物质将会以各种途径进入环境 ,通过土壤2植物2动物2人体这
一系列环节 ,最终积累到人体内[7 ] 。在这些放射性核素中 ,受人们关注的核素之一是131 I ,131 I
通过大气扩散 ,对环境造成污染 ,并通过食物链进入人体[3 ,5 ] 。国内[2 ]外[9 ]对碘的放射生态学
有过一些研究 ,但所有这些研究都是在温带环境中进行的 ,在热带、亚热带环境中 ,尤其是在我
国华南地区 ,放射性核素行为的研究还相当缺乏。因此 ,放射生态学的未来焦点将集中于热带
和亚热带地区[8 ] 。植物是生态系统中最主要的组成部分 ,它是生态系统中物流和能流的基
础 ,研究放射性核素在植物体内的行为 ,是放射生态学研究的一个重要内容。本试验在广州华
南亚热带地区 ,研究125 I 进入模拟水稻田后的行为 ,以期为它进入水稻田后的安全性评价提供
依据。
材 料 与 方 法
材料 　供试水稻 :为早稻杂优 ,品种为两系杂交稻培杂 524 ,由本校农场提供。
供试土壤 :土壤取自本校农场稻田 ,土壤有机质含量 214 % ,p H 值 6182 ,速效氮 8514ppm ,
速效磷 60186ppm ,速效钾 26610ppm。
14　核 农 学 报　1998 ,12 (1) :41～45Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
同位素 :为中国原子能科学院生产的 Na125 I 溶液 ,放射性比活度 125mCi/ ml ,放射性纯度
大于 9919 %。
方法 　于玻璃网室内采用盆栽方法进行 ,盆钵直径 20cm ,高 30cm ,每盆装土 7kg ,栽插水
稻 1 丛 ,每丛 2 株。待水稻返青后 ,每盆 1 次性引入 Na125 I 溶液 10ml (9471940cpm/ ml ,19962
05214) ,盆钵土表面水保持约 2cm 深 ,整个试验期间保持水面高度基本不变。
于分蘖拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期共分 4 次取样 ,每次取 3 盆。将水稻连根掘起后 ,
用自来水反复冲洗根部 ,直到洗出的水不含放射性。然后将水稻分成根、基部茎 (浸没在水中
的茎)和水面上部 3 部分 ,在水稻成熟期将水稻分成糙米、稻壳、穗梗、茎叶、基部茎和根等几部
分。样品经烘干、剪碎后称取 100mg 测量其放射性 ;每次取田表水 10ml ,吸取 1ml 置塑料小试
管中进行测量 ;水稻收获后取盆中土壤烘干、研碎、混匀 ,称 1g 土样测放射性。各重复 3 次。
测量仪器为 FT2613 型125 I 放免测量仪 ,测量数据均作放射性衰变校正。
结 果 与 讨 论
(一)水稻对125 I 的吸收、运输和分配
结果见表 1。从表 1 可以看出 ,水稻能吸收引入田中的125 I ,并能转移到稻株的各个部分。
在分蘖拔节期 ,各部分125 I 比活度的大小顺序是 :根 > 基部茎 > 叶 ,抽穗期和灌浆期 :根 > 基部
茎 > 茎 > 叶 > 穗 ,成熟期 :根 > 基部茎 > 茎叶 > 穗梗 > 谷粒。总的趋势是根 > 茎 > 叶 > 谷粒。
据报道 ,在水稻对226 Ra、210 Pb、210 Po 和89 Sr 等放射性核素的吸收研究中 ,水稻各部分的放射性
比活度大小的顺序是根 > 稻草 > 稻壳 > 糙米[1 ,6 ] 。本试验结果与此相符 ,说明125 I 与大多数其
它核素相类似 ,在植物中的分布遵循一共同的规律 ,在华南亚热带地区也是如此。
水稻根部吸收125 I 后 ,迅速向地上部运输。从运输指数来看 ,各个时期的运输指数均超过
50 ,这表明根部吸收125 I 后有一半以上运输到了地上部 ,到成熟期 ,有 72120 %的125 I 转移到地
上部各器官中。125 I 向地上部的运输量 ,随水稻的生育期而呈上升趋势。这些结果说明 ,碘虽
然不是水稻的必需元素 ,但当水稻生长环境中存在碘时 ,水稻能吸收它 ,并能将相当一部分转
运至地上部 ,表明碘在水稻植株内的运输活性是相当活跃的。
从表 1 还可以看出 ,125 I 在水稻整个植株各部分中的分配。茎叶中125 I 的积累最多 ,并且
随植株的生长而增加。到成熟期 ,茎叶中积累的125 I 占全株的 48194 %。在根中的滞留量 ,随
着植株的生长 ,地上部生物量的增加 ,它在全株中的比例逐渐下降 ,到成熟期根中的滞留量占
全株的 27180 %。总的积累量在前期是根 > 茎叶 > 基部茎 ,在后期是茎叶 > 根 > 基部茎 ,谷粒
中积累最少。在地上部各部分中 ,除了分蘖拔节期茎叶干物质积累少 ,因而茎叶积累的125 I 少
于基部茎外 ,其余各个时期中 ,都是大部分积累于茎叶中。谷粒中125 I 的积累量最少 ,只占全
株的 0118 % ,占地上部的 0125 %。
(二)水稻成熟期各部位125 I 的滞留及转移系数
从表 2 结果可知 ,水稻收获期植株各部位125 I 放射性比活度的大小顺序是根 > 基部茎 >
茎叶 > 谷粒 ,而各部位125 I 的总积累量的大小顺序却是茎叶 > 根 > 基部茎 > 谷粒。植株地上
24 核　农　学　报 12 卷
表 1 　水稻对125 I 的吸收、运输和分配
Table 1 　Absorption ,t ransportation and dist ribution of 125 I in rice
部　位
Parts
干　重
Dry
weight
(g)
比活度
Specific
activity
(cpm/ g)
活　度
Activity
(cpm)
占全株
%
of the
plant
占地上部
% of
the above
ground plant
运输指数 3
　
Transportation
index
分蘖拔节期
Tillering - jointing stage
根
Root 0153 470818 249533 43178
基部茎
Stembase 0151 281200 143412 25116 75111 56122
茎、叶
Stem ,leaf 1190 93193 177067 31106 24189
抽穗期
Heading stage
根
Root 2195 418939 1235870 47125
基部茎
Stembase 8108 41692 336871 12188 24142
茎
Stem 24109 30671 738864 28125 53155 52175
叶
Leaf 13114 20184 265218 10114 19122
穗
Ear 6101 6437 38686 1148 2180
灌浆期
Milk stage
根
Root 3103 335948 1017922 36159
基部茎
Stembase 8121 56943 467502 16180 26150
茎
Stem 21168 42308 917237 32197 52100 63141
叶
Leaf 13159 25932 352416 12167 19198
穗
Ear 14189 1805 26876 0197 1152
成熟期
Mature stage
根
Root 3120 411387 1316438 27180
基部茎
Stembase 12153 81993 1027372 21170 30105
茎叶
Stem leaf 43101 53880 2317379 48194 67178 72120
穗梗
Ear stem 3178 17380 65696 1139 1192
谷粒
Rice grain 36134 234 8504 0118 0125
　　3 运输指数 = 地上部含量全株含量 ×100
　　Transportation index = Content in above ground plant (cpm)Total plant content (cpm) ×100
34　1 期 碘2125 在盆栽水稻田中的去向
各部中以转移到基部茎的转移系数最大 ,达 2219 ,谷粒中的转移系数很小 ,为 0107 ,糙米对125 I
的转移系数最小 ,只有 0102。本试验结果表明125 I 转移到水稻谷粒中是很少的。
表 2 　成熟期水稻各部分125 I的滞留及转移系数 3
Table 2 　The retention and transfer factor of 125 I in rice of mature stage
部　位
Parts
根
Root
基部茎
Stembase
茎　叶
Stem
leaf
谷　粒
Rice
grain
谷　壳
Rice
husk
糙　米
Brown
rice
比活度 Specitfic 411387 81993 53880 234 1193 61
activity (cpm/ g)
活度 Activity (cpm) 1316438 1027327 2317379 8504 — —
百分比 % 28119 2210 49163 0118
转移系数 Transfer factor 11510 2219 1511 0107 013 0102
　　3 . 转移系数 = 植株单位干物重的活度 (cpm/ g)土壤单位干物重活度 (cpm/ g) 　　Transfer factor = 125 I cpm/ g dry plant125I cpm/ g dry soil
(三) 125 I在田表水中的变化动态
结果见表 3。125 I 进入田表水后 ,由于土壤的吸附和植株的吸收而迅速发生迁移 ,到第 6d ,
田表水中125 I 的比活度下降到引入量的 36144 % ,以后继续下降 ,到第 60d 下降到只占引入量
的 0119 % ,之后保持基本恒定。可以认为这是因为随着时间的增加 ,土壤的吸附作用增强和
植株生长加快 ,植株的吸收作用也增强 ,使得田水中的125 I 逐渐下降到一个最低值 ,当植株的
吸收高峰过后 ,土壤的吸附作用和解吸作用达到平衡 ,田水中的125 I 水平便基本保持一个恒定
值。
表 3 　125 I在田表水中的变化动态
Table 3 　Changes of 125 I in surface water of paddy field
时间 Time (d) 0 6 19 27 32 42 50 60
比活度 Specific activity (cpm/ ml) 45758 16674 3387 2919 2589 549 346 89
百分比 % 100 36144 7140 6138 5166 1120 0176 0119
44 核　农　学　报 12 卷
(四) 　表土中125 I的变化
表 4 　表土中125 I 的变化
Table 4 　Changes of 125 I in topsoil
生长期 分蘖拔节期 抽穗期 灌浆期 成熟期
Stage Tillering - Heading Milking Mature
jointing stage stage stage stage
比活度 Specific activity 13106 6731 4811 3577
(cpm/ g)
　　从表 4 结果可知 ,水稻前期由于植株生长较为缓慢 ,植株吸收作用较弱 ,因而残留于表土
中的125 I较多 ,随着植株生长加快 ,吸收作用增强 ,土壤中残留的125 I 也随之下降 ,到成熟期 ,土
壤中残存的125 I 最低。在整个生育期中 ,土壤中125 I 的残留量逐渐下降的趋势 ,这与水稻中125 I
的积累量逐渐增加是相符合的。
小 结
11 碘虽然不是水稻的必需元素 ,但水稻能吸收碘 ,并可将其转运到植株的各个器官中 ,
125 I在水稻各部分比活度大小的顺序是根 > 茎 > 叶 > 谷粒 ,水稻吸收125 I 后 ,能将吸收到的一
半以上转运至地上部 ,水稻植株中125 I 的总积累量以谷粒中最低 ,只占全株总积累量的
0118 %。
21 水稻成熟期各部分125 I 的积累量是茎叶 > 根 > 基部茎 > 谷粒 ,转移系数以谷粒的为最
小 ,为 0107。
31 田表水中125 I 随水稻生育期的进程而逐渐下降 ,到第 60d 时 ,下降为初始量的 0119 %。
41 表土中125 I 的含量也是逐渐下降的 ,与水稻对125 I 的吸收变化动态一致。
参 考 文 献
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8 　Aarkrog A. Past and recent trends in radioecology. Environment International ,1994 ,20 (5) :633～643
9 　Hoshi M et al. Fallout radioactivity in soil and food samples in the Ukraine :Measurments of iodine ,plutonium ,cesium ,and stron2
tium isotopes. Health physics ,1994 ,67 (2) :187～191
54　1 期 碘2125 在盆栽水稻田中的去向
THE BEHAVIOUR OF IODINE - 125 IN SIMULATED PADDY SOIL
Liu Xiaohong 　Liu Qiongying 　Kuang Yanhua
( The laboratory of biophysics , South China
A gricult ural U niversity , Guangz hou 　510642)
Cai Hong
( Depart ment of CS E , The Hong Kong Polytechnic U niversity)
Peter ,H. Yu
( Departement of AB CT , The Hong Kong Polytechnic U niversity)
ABSTRACT
The isotope tracer technique was used to study the absorption and distribution of 125 I in the
simulated paddy f ield. The results showed that 125 I could be absorbed by rice and more than half
of the absorbed 125 I was transported to the shoot. The specif ic activity of 125 I in each part of the
rice was in order of : root > stem > leaf > grain. The accumulation of 125 I in grain was the lowest
( 0118 % of the whole plant) . The specif ic activity of 125 I in paddy water and topsoil decreased
with time. On the 60th day ,the specif ic activity of 125 I in paddy water reduced to 0119 % of the
initial . In harvested rice plants , the specif ic activity of 125 I in root , stra w, husk and brown rice
was 411387cpm/ g ,53880cpm/ g ,1193cpm/ g and 61cpm/ g ,respectively.
Key words :125 I ,rice ,absorption ,dist ribution
64 Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
1998 ,12 (1) :41～46