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UPTAKE OF ~(137)Cs IN WHEAT FROM POTTED-NATURAL SOIL

盆栽-自然土生长试验研究小麦对土壤中~(137)Cs的吸收



全 文 :文章编号 :100028551 (2008) 052686207
盆栽2自然土生长试验研究小麦对土壤中137 Cs 的吸收
钱 娟 杨 浩 杨九东 张明礼 王小雷 徐从安
(南京师范大学地理科学学院 ,江苏 南京 210046)
摘  要 :利用环境放射性示踪剂盆栽模拟试验研究了 2 种小麦对不同活度水平的纯自然江西红壤中137 Cs
的吸收规律。结果表明 ,除林地土壤基本不含137 Cs 外 ,小麦植株中137 Cs 均有一定程度的积累 ,且小麦对
137 Cs 的浓集能力 (用转移系数 TF 表示)随土壤活度水平的提高而增强 ,大致为扬麦 12 号 :草地 (116136)
> 水稻旱 (47122) > 旱耕 (27133) > 林地 (几乎没有) ;扬麦 158 号 :草地 (194192) > 水稻旱 (16154) > 旱耕
(13141) > 林地 (几乎没有) 。小麦植株各组成部分137 Cs 积累量大致为 :根 > 茎秆和籽粒外壳 > 籽粒。小
麦吸收的137 Cs 对估算土壤侵蚀量有很大影响 ,可为今后示踪模型的修正提供依据。
关键词 :137 Cs ;盆栽 ;转移系数 ;模型 ;土壤侵蚀
UPTAKE OF 137 Cs IN WHEAT FROM POTTED2NATURAL SOIL
QIAN Juan  YANG Hao  YANGJiu2dong  ZHANG Ming2li  WANG Xiao2lei  XU Cong2an
( The School of Geography Science , Nanjing Normal University , Nanjing , Jiangsu  210046)
Abstract :Two wheat varieties were used to investigate the uptake of 137 Cs from the red soils with different radioactivity in
Jangxi province , China. 137 Cs in all of the wheat plant was detected except the plants in holt soil , in which the radioactivity of
137 Cs was very low. And the ability of 137 Cs uptake from soil , expressed with TF , was in order of grass land (116136) >
drought rice soil (47122) > drought cultivated soil (27133) > forestry land (nearly to background) with Yang wheat212 ,and
grass land (194192) > drought rice soil (16154) > drought cultivated soil (13141) > forestry land (nearly to background)
with Yang wheat21581 The content of 137 Cs in different parts of wheat was : roots > stalk and hull > seeds. The 137 Cs uptake of
wheat affects the estimation of soil erosion rates largely. The tow results of soil erosion rates predicted with Y2model in
consideration of wheat uptake or not are different widely , from 266112 kgΠ(hm2·a) to 1064418 kgΠ(hm2·a) . We can amend
quantitative models according to this conclusion.
Key words :137 Cs ; potted ; transfer factor ; model ; soil erosion
收稿日期 :2007211205  接受日期 :2008203220
作者简介 :钱娟 (19792) ,女 ,江苏泰兴人 ,硕士 ,研究方向为核素示踪土壤侵蚀。E2mail :Qianjuan2000 @1631com
通讯作者 :杨浩 (19602) ,男 ,江苏盐城人 ,博士生导师 ,从事核素示踪研究。E2mail : Issasnj @1631com  自然界没有天然的137 Cs ,137 Cs 为大气核试验和核反应堆排放的产物 ,是生物学上最危险的放射性核素之一 ,它的半衰期为 30117 年 ,随干湿沉降到土壤后立即被强烈吸附于土壤粘粒和有机质上 ,随着土壤颗粒的物理迁移而在土壤剖面中再次分配[1 ] 。137 Cs作为 K的营养类似物会被植物根部吸收 ,进而通过食物链进入人体内 ;人体内137 Cs 过多积累则会产生畸形和癌变 ,具有很大危害性。因此 ,137 Cs 从土壤向植物的转 移研究受到了国内外学者的广泛关注 ,同时由于它特殊的理化性质 ,已作为良好的示踪剂被广泛应用于土壤侵蚀研究中。137 Cs 示踪技术的基本原理是根据土壤剖面中137 Cs 量相对于基准值的差量 ,运用定量模型量化土壤侵蚀或沉积量。中国南方的红壤丘陵区水土流失比较严重 ,运用137 Cs 示踪技术已建立了各种侵蚀沉积模型、耕地与非耕地模型、剖面分布模型等 ,对于土壤侵蚀沉积的定量
686  核 农 学 报 2008 ,22 (5) :686~692Journal of Nuclear Agricultural Sciences
预报也日趋精确。但笔者认为 ,众多模型在处理植物
吸收137 Cs 量的问题上不可千篇一律 ,尤其在研究农耕
地土壤侵蚀方面 ,不可忽视农作物吸收量的影响。麦
类作为我国主要农作物之一 ,在中国有悠久的种植历
史。本试验选用两种典型的江苏小麦品种 ,栽种在纯
自然的江西红壤中 ,在不添加任何放射剂的情况下 ,研
究了小麦对不同活度水平土壤中137 Cs 的吸收情况 ,旨
在探讨小麦吸收土壤中137 Cs 的一般规律及其对人体
的剂量影响和小麦对137 Cs 的吸收量与土壤活度水平
之间的关系 ,以及小麦吸收量对估算农耕地土壤侵蚀
量的影响。由于大田小麦生长的影响因素众多 ,不能
单一反映单个因子的影响 ,本文通过统一规格的 PVC
盆顺应农时进行盆栽模拟试验 ,作相似对比研究。
1  材料与方法
111  材料
11111  土壤采集  根据资料文献[2~4 ] 于 2006 年 10 月
采集江西鹰潭余江县中国科学院红壤生态试验站附近
同一流域不同活度水平的 4 种 (草地、林地、水稻旱、旱
耕)耕地土壤 (耕层深度 20cm) 各 100kg。草地位于流
域坡底 ,是地势最低的人工草地 ;林地位于流域坡顶 ,
是人工次生马尾松退耕还林地 ;旱耕是当季休耕的旱
作耕地 ;水稻旱是收割后的水稻田。根据高明等[3 ] 的
研究结论 ,预计各土壤137 Cs 活度水平为 :草地 > 水稻
旱 > 旱耕 > 林地。
11112  小麦  选取扬麦 12 号和扬麦 158 号两种小麦
种子各 500g。扬麦 12 号为江苏里下河地区农科所与
南京农业大学合作育成的小麦新品种 ,株高 92m 左
右 ,长芒 ,白壳 ,红粒 ,每穗 34 粒左右 ,产量约 2215kgΠ
hm2 ;扬麦 158 号是里下河地区农科所 1987 年育成品
种 ,与扬麦 12 号熟期相当 ,株高 93cm 左右 ,茎杆粗壮 ,
每穗 34 粒左右 ,产量约 2616kgΠhm2 。
112  方法
2006 年 11 月初 ,将采集的土壤晒干 ,装盆之前充
分混合搅拌约 15min 直至土壤颗粒均匀。采用 <20cm
×25cm 的 PVC盆 ,每盆装土 4kg ,每种土壤分装 10 盆 ,
各 2 种小麦组合 ,5 次重复 ,并依次标号。每盆取 318g
复合肥 (N∶P∶K = 15∶15∶15 ,137 Cs 含量低于 011 ×10 - 5
BqΠkg)溶解于 150ml 水中均匀缓慢润湿土壤作为基
肥 ,每盆均匀播种 50 粒小麦种子 ,盖土 500g ,置于南京
师范大学随园校区露天草坪。为保证充足的光照 ,定
期交换盆的位置。出苗后间苗 ,每盆留 30 株苗。2007
年 5 月取样 (包括根部)测试。试验分两步 : (1) 每组合
随机抽取 3 盆用来研究小麦植株各部分吸收137 Cs 的差
异 ; (2)剩下两盆再与前 3 盆 (求各部分加权平均值作
为植株总量)一起用来研究小麦植株吸收137 Cs 的量与
土壤活度水平之间的关系并讨论小麦吸收量对土壤侵
蚀估算结果的影响。
113  样品制备与测试
11311  土样  将均匀搅拌后装盆剩下的土壤研磨 ,
105 ℃烘干 ,过 20 目筛 ,各取 300g 土分别装入塑料容
器 ,每种土取 3 个平行样 ,放入高纯锗多道谱仪 (美国
ORTEC公司生产) 进行测试 ,该γ谱仪的主要指标为 :
对60 Co 1133MeV 的能量分辨率为 2113keV ,峰康比大于
60∶1 ,相对探测效率 5213 % ,测量有效时间不小于
28800s ,统计误差控制在 5 %内。根据 Eγ = 662keV 的
全峰面积计算土样137 Cs 活度。
11312  小麦  去除小麦植株茎叶等部位的灰尘 ,用清
水轻轻清洗小麦根部 ,去除泥块 ,60 ℃烘干、称重并记
录。将小麦植株分为籽粒、茎秆和籽粒外壳、根 3 部
分 ,剪碎 ,称重 ,并于 400 ℃灰化后记录灰重。将小麦
灰分别装入试管、标号待测 ,即得分样。用同样方法直
接将整株灰化 ,即得全样。
小麦整样137 Cs 活度测试也用上述高纯锗多道谱仪进
行。分样灰量较少 ,用小试管作容器测试 ,采用能量分辨
率为 FWHM = 2125 KeV(对60 Co 1133MeV)的高纯锗探测器
GWL2120215 进行测试 ,测量误差在 10 %以内。
样品灰中137 Cs 活度的计算运用公式为 :
A样 =
S样 ×A标 ×T标 ×W标
S标 ×T样 ×W样 (1)
  其中 A样 、S样 、T样 、W样 分别表示小麦样品灰的活
度 (Bq) 、计数率、测试时间 (s) 、样品重量 (g) ,其他相应
为标准源相对应的活度、计数率、测试时间、重量。标
准源由中国科学院南京地理研究所提供。
2  结果与分析
211  小麦各部分137 Cs 比活度的比较
由表 1 可见 ,小麦植株各部分中137 Cs 积累量并不
均衡 ,同种小麦 - 土壤组合的顺序为根 > 茎秆和籽粒
外壳 > 籽粒。这与孙志明等在小麦各部分中60 Co 的含
量排序类似[5 ] ,符合核素在植物体内分布的一般规律。
由于人们只是食用小麦籽粒部分 ,而籽粒部分137 Cs 的
含量相当低 ,与根部相比最大大约有 4 个数量级的差
距 ,这就大大降低了137 Cs 对人体的危害。
786 5 期 盆栽2自然土生长试验研究小麦对土壤中137Cs 的吸收
表 1  小麦植株各部分137 Cs 比活度与籽粒所致人均年有效剂量 [ 6]
Table 1  Specific radioactivity of 137 Cs in different parts of wheat plant and
the effective dose of 137 Cs result from seeds in one people every year
土壤2小麦组合
soil2wheat group 根 root(BqΠkg DW) 茎秆和籽粒外壳stalk and hull (BqΠkg DW) 籽粒 seed(BqΠkg DW) 人均年有效剂量effective dose per
person each year (1026SVΠa)
旱耕2扬麦 12 drought cultivated soil2Yang Wheat212 16419 ±1417 4913 ± 417 1016 ±111 2418
水稻旱2扬麦 12 drought rice soil2Yang Wheat212 72819 ±6411 14514 ±1417 01124 ±0101 0129
草地2扬麦 12 grass land2Yang Wheat212 16714 ±1417 41101 ± 416 1412 ±112 3312
草地2扬麦 158 grass land2Yang Wheat2158 21917 ±2117 2813 ± 119 2311 ±211 5411
旱耕2扬麦 158 drought cultivated soil2 Yang Wheat2158 30418 ±2714 01778 ± 01078 01023 ±01002 0105
水稻旱2扬麦 158 drought rice soil2Yang Wheat2158 56112 ±5518 23919 ±2318 01356 ±01022 0183
注 :人均有效剂量以平均每人每天消耗 015kg 小麦 ,1 年计 360d , Gr = 113 ×10 - 8 SVΠBq[7 ] ,根据公式 Hrf = Gr ×Crf ×Uf 计 ,其中 , Crf为植物比活度 , Uf
为算人均年消耗的植物量。
Note : Effective dose per person is calculated according to the formula as Hrf = Gr ×Crf ×Ufin which Gr = 113 ×10 - 8 SVΠBq[7 ] , Crf is specific radioactivity of plants ;
Uf is the quantity of plants consumed by one person each year , suppose that one year is 360 days and the wheat consumed by one person each day is 015kg. )
212  小麦植株对土壤中137 Cs 的转移和浓集
21211  土壤中137 Cs 的活度水平  不同土壤的137 Cs 活 度水平列于表 2。4 种土壤的137 Cs 活度水平依次为 :草地 > 水稻旱 > 旱耕 > 林地。
表 2  不同土壤的137 Cs 活度本底水平与理化参数
Table 2  Radioactivity inventory and physical parameter of soils
土壤
soil
137Cs 比活度
specific radioactivity of 137Cs (BqΠkg) 深度depth (m) 密度density(kgΠm3) pH 浓度concentration (BqΠm2)
草地 grass land 3136 ±0117 012 1300 615 87314 ±5214
水稻旱 drought rice soil 2113 ±0111 012 1300 614 55317 ±2717
旱耕 drought cultivated soil 01608 ±0103 012 1300 614 158 ± 714
林地 forestry land 010579 ±01003 012 1300 611 1511 ± 0178
21212  小麦对土壤中137 Cs 的转移  植物对土壤中核
素的吸收与土壤核素本底之间的关系可以用转移系数
TF 来表示 :
TF = 植物干重比活度 (BqΠkg)Π
土壤干重比活度 (BqΠkg) (2)
  由于植物密度与土壤相比相差甚远 ,导致 TF 值并
不都小于 1。本文中小麦干重比活度是指小麦植株的
地上部分与根部的总干重比活度 ,分别计算根、茎秆和
籽粒外壳、籽粒各部分的活度再加权平均后求得 ,计算
误差大约为 15 %。
两种小麦对土壤中137 Cs 的转移系数实测值分别
见表 3 和表 4。
表 3  扬麦 12 号对各土壤中137 Cs 的转移系数( TF)
Table 3  The transfer factor of 137 Cs from soil by Yang Wheat212
土壤
soil
编号
No.
TF
transfer factor
土壤
soil
编号
No.
TF
transfer factor
土壤
soil
编号
No.
TF
transfer factor
旱耕 drought cultivated soil 1 29102 水稻旱 drought rice soil 1 01093 草地 grass land 1 17156
旱耕 drought cultivated soil 2 0127 水稻旱 drought rice soil 2 17163 草地 grass land 2 39181
旱耕 drought cultivated soil 3 39165 水稻旱 drought rice soil 3 10107 草地 grass land 3 01414
旱耕 drought cultivated soil 4 4141 水稻旱 drought rice soil 4 142174 草地 grass land 4 12166
旱耕 drought cultivated soil 5 65128 水稻旱 drought rice soil 5 65155 草地 grass land 5 511136
平均值 average 27173 平均值 average 47122 平均值 average 116136
注 :因林地土壤137Cs 含量本底较低 ,接近仪器本底 ,TF 值均未计算 ,下表同。
Note : The TF of 137Cs from forestry land by wheat was not calculated because that the activity inventory was very low , nearly to background. The same as following
tables.
886 核 农 学 报 22 卷
表 4  扬麦 158 号对各土壤中137 Cs 的转移系数( TF)
Table 4  The transfer factor of 137 Cs from soil by Yang Wheat2158
土壤
soil
编号
No.
TF
transfer factor
土壤
soil
编号
No.
TF
transfer factor
土壤
soil
编号
No.
TF
transfer factor
旱耕 drought cultivated soil 1 20163 水稻旱 drought rice soil 1 01041 草地 grass land 1 3155
旱耕 drought cultivated soil 2 01032 水稻旱 drought rice soil 2 5173 草地 grass land 2 4162
旱耕 drought cultivated soil 3 5125 水稻旱 drought rice soil 3 01207 草地 grass land 3 87114
旱耕 drought cultivated soil 4 24152 水稻旱 drought rice soil 4 58175 草地 grass land 4 16106
旱耕 drought cultivated soil 5 16163 水稻旱 drought rice soil 5 17199 草地 grass land 5 78194
平均值 average 13141 平均值 average 16154 平均值 average 194192
  由表 3、表 4 分析可知 ,TF 值从最低的 01032 (旱耕2扬麦 158 组合)到最高的 87114 (草地2扬麦 158 组合)
之间各不相等 ,在 4 个数量级之间变化。分别将 5 次
测试结果求算术平均值再与土壤比活度相比较 ,发现
随着土壤比活度的变化 , TF 值也呈相同趋势的变化
(图 1、图 2) ,而并不是秦苏云等研究的负相关关系[8 ] 。
草地土壤137 Cs活度水平最高 ,扬麦 12 号和扬麦 158 号
TF值也最大 (分别为 116136 和 194192) 。旱耕土壤
137 Cs活度水平较低 , TF 则分别降低到 27173 和 13141。
除了林地土壤基本不含137 Cs 外 ,小麦对其他 3 种土壤
中137 Cs 都具备一定的浓集能力。
图 1  扬麦 12 的 TF值与土壤比活度的关系
Fig. 1  The relationship between the transfer factor of Yang Wheat212 and soil specific radioactivity
图 2  扬麦 158 的 TF值与土壤比活度的关系
Fig. 2  The relationship between the transfer factor of Yang wheat2158 and soil radioactivity
21213  小麦个体生长差异对吸收137 Cs 的影响  尽管
试验中我们尽可能做到除土壤活度水平差异外其他
条件都相同 ,但小麦种子发芽率以及生长的基因差异
却没有能力控制 ,盆里土壤的水肥状况差异也是存在
的 ,所以每盆小麦生长的生物量是有差异的。在旱耕
土壤上小麦生长最旺盛 ,因此生物量也最大 ,其次是
水稻旱土壤 ,最低的是退耕林地 ,草地介于水稻旱土
壤和林地之间。由于生物量的差异 ,每盆按单位面积
换算的小麦植株的137 Cs 总活度值也有差异 ,2 种小麦
的变化趋势一致 (图 3、图 4) 。
213  农耕地侵蚀示踪研究中的模型应用问题
以应用广泛的杨浩模型为例讨论小麦吸收量对
估算土壤年均流失量的影响。该模型是利用质量平
衡模型 ,假设137 Cs 在耕层中充分混合均一 ,并充分考
虑137 Cs 的年沉降分量、耕层厚度、137 Cs 的衰变常数以
及采样年份影响的定量模型[9 ] 。模型的表达式为 :
986 5 期 盆栽2自然土生长试验研究小麦对土壤中137Cs 的吸收
图 3  扬麦 12 单位面积吸收的137 Cs 占土壤的百分数及其产量
Fig. 3  The percentage of 137 Cs radioactivity of Yang Wheat212 in soil per square meter and the output of wheat
图 4  扬麦 158 单位面积吸收的137 Cs 占土壤的百分数及其产量
Fig. 4  The percentage of 137 Cs radioactivity of Yang Wheat2158 in soil per square meter and the output wheat
( CR - CE)ΠCR = 100 - 100[ ( R1 XN + R2 XN - 1 +
R3 X
N - 2
+ ⋯⋯RN X)ΠWN ] (3)
  式中 , ( CR - CE )ΠCR 为采样点的137 Cs 损失量 (BqΠ
m
2 )与背景值的比率 ( %) ,称为损失率 ; X = (1 - hΠH)
k ,是侵蚀常数 , h 和 H 分别表示年均土壤侵蚀厚度
(m)和耕层深度 (m) 。根据图解法确定了 X 值后就很
容易求出年平均土壤侵蚀厚度 h (m)了 ,根据年平均土
壤侵蚀量 (kgΠhm2·a)的公式 : ER = h ×D ×10000 (4)求解年均土壤侵蚀量。因土壤采自江西余江 ,系红色粘土耕作土 ,土壤中137 Cs 含量的背景值就采用了唐翔宇等[4 ] 2006 年发表的 1123BqΠm2 , 土壤密度 D =1300kgΠm3 。假设单次小麦生长周期过后对于土壤面积活度的影响不大。在两次估算中土壤的活度值均采用表 2 的数据。
图 5  考虑小麦吸收量前后土壤侵蚀估算结果对比
Fig. 5  The comparative estimation of soil erosion rates before and after considering the uptake of 137 Cs by wheat
096 核 农 学 报 22 卷
表 5  考虑小麦吸收量前后年均侵蚀厚度和侵蚀量估算结果比较
Table 5  The comparative result of estimation of the average soil erosion depth and erosion rates per year before
and after considering the uptake of 137 Cs by wheat
土壤2小麦组合
soil2wheat
group
小麦137Cs
活度a
the 137Cs
concentration in
wheat (BqΠm2) 小麦产量boutput ofwheat(kgΠm2) 小麦137Cs 活度Π土壤137Cs 活度cratio of the 137Csconcentration inwheat and soil ( %) 考虑前的年均侵蚀厚度 (h) dthe average soil erosiondepth per year beforeconsidering the
wheat uptake (mm)
考虑后的年均
侵蚀厚度 (h′) e
the average soil
erosion depth per
year after considering
the wheat uptake (mm)
厚度差
difference
of depth
Δhf
(mm)
侵蚀量差
difference of
soil erosion
ΔEg
(kgΠhm2·a)
草地2扬麦
12 grass land2Yang Wheat212 7012 01292 811 1123 0182 0141 532214
水稻旱2扬麦 12 drought rice
soil2Yang Wheat212 4618 11580 814 3168 3107 0161 798316
旱耕2扬麦 12 drought cultivated
soil2Yang Wheat212 3819 41015 2416 10103 9121 0182 1064418
草地2扬麦 158
grass land2Yang Wheat2158 5614 01232 615 1123 1102 012 266112
水稻旱2扬麦 158 drought rice
soil2Yang Wheat2158 5516 11561 10 3168 2187 0182 1064418
旱耕2扬麦 158 drought cultivated
soil2Yang Wheat2158 2515 41089 1611 10103 9142 0161 798316
注 :a. 根据盆上口的表面积折算的小麦面积活度值 ;b. 根据盆上口的表面积折算的单位面积上小麦植株总质量 ;c. 单位面积上小麦137 Cs 总活度占土
壤活度的百分数 ;d. 不考虑小麦吸收的年均土壤侵蚀厚度 ;e. 考虑小麦吸收量后的年均土壤侵蚀厚度 ;f . 考虑小麦吸收前后两次的土壤侵蚀厚度差
异 ;g. 考虑小麦吸收前后两次的年均土壤侵蚀量差值。
Note :a. the 137Cs concentration of wheat according to the basin upside surface area. b. the quantity of wheat according to the basin upside surface area c. the percentage
of the 137Cs concentration in wheat and soil per area. d. the average soil erosion depth per year before considering the wheat uptake. e. the average soil erosion depth
after considering the wheat uptake. f . the difference of the average erosion depth before and after considering the wheat uptake. g. the difference of the soil erosion before
and after considering the wheat uptake.
  分析表 5 和图 5 可以看出 ,小麦吸收137 Cs 的部分
对于估算土壤侵蚀量有很大影响 ;不考虑小麦吸收量
大大高估了土壤侵蚀程度。每年平均每公顷土壤侵蚀
量最大相差 1064418kg ,最小的也有 266112kg。而在很
多实际应用中 ,土壤的耕作历史相当悠久 ,对土壤侵蚀
量的估算结果影响就更大。由表 5 可知 ,随着小麦单
位面积产量的增加 ,估算值差异就越大。在现实农耕
区 ,小麦单位面积产量远大于本次试验模拟的产量值 ,
对于估算结果的精度影响是可想而知的。因此 ,在农
耕区土壤侵蚀示踪研究中应该考虑农作物对137 Cs 吸
收的影响 ,以提高估算的准确度。尤其在备受关注的
南方红壤丘陵区 ,水土流失相当严重 ,许多耕地中的
137 Cs量已经很低 (本文所采土样地区侵蚀已相当严重 ,
图 3) ,在运用核素示踪研究方法估算土壤侵蚀速率
时 ,农作物吸收的部分就更不容忽视。
3  结论
(1)本试验选用江西余江红壤生态实验站附近同
一流域的 4 个采样点耕作土壤 ,137 Cs 活度水平由高到
低依次为 :草地 > 水稻旱 > 旱耕 > 林地 ,活度分别为
3136、2113、01608、010579BqΠkg。
(2)选用的 2 种小麦品种 (系江苏典型品种扬麦 12
号和扬麦 158 号) ,在不添加外源放射性示踪剂的情况
下采用自然土盆栽试验 ,研究了不同本底水平土壤中
小麦对137 Cs 的吸收 ,结果表明尽管土壤中137 Cs 含量并
不高 (最高的草地土壤为 3136BqΠkg ,与唐翔宇等研究
的背景值相差很大) ,除林地土壤基本不含137 Cs 外 ,小
麦植株中137 Cs 均有一定程度的积累 ,积累量与生物量
呈正相关关系 ,依次为 :旱耕 > 水稻旱 > 草地 > 林地。
(3)小麦对137 Cs 的浓集能力随着土壤活度水平的
提高而增强 ,与杨俊诚等添加放射性试剂研究土壤2植
物系统的结论一致[10 ] , 扬麦 12 号 TF 值为 : 草地
(116136) > 水稻旱 (47122) > 旱耕 (27133) > 林地 (几乎
没有) ;扬麦 158 的 TF 值为 :草地 (194192) > 水稻旱
(16154) > 旱耕 (13141) > 林地 (几乎没有) 。
(4)同种土壤小麦组合中小麦植株各组成部分积
累137 Cs 的量也不均衡 ,大致为小麦根 > 小麦茎秆和外
壳 > 小麦籽粒。即使土壤活度水平较高的情况下 ,人
类食用部分籽粒的含量也极低 ,不构成对人体的辐射
威胁 ,故人们可以安全食用自然土中生长的小麦。
(5)在农耕区土壤侵蚀量的估算中 ,小麦吸收的
196 5 期 盆栽2自然土生长试验研究小麦对土壤中137Cs 的吸收
137 Cs量对估算值的影响相当大。运用杨浩模型和唐翔
宇背景值模拟估算的年平均土壤侵蚀量差最大达到
1064418kgΠhm2·a。在生物量很低的草地土壤中考虑和
忽略情况比较的结果也相差很大 (266112 kgΠhm2 ·a) 。
显然 ,目前常用的示踪估算中 ,忽略上覆植被对137 Cs
吸收影响会高估流域年均土壤侵蚀量和侵蚀速率。
我国水土流失问题日趋严峻 ,加上人为因素的影
响 ,农耕区的环境恶化和水土流失更严重 ,迫切需要我
们建立更好的示踪估算模型 ,充分考虑各种影响因子 ,
增加置信度。本文仅就小麦单种植物吸收137 Cs 方面
作了试探性的分析 ,今后可以选取更多品种农作物作
大量研究 ,总结出农作物吸收137 Cs 的一般规律 ;在土
壤的选择上也可多地区多品种多采样 ,同时进行多因
子分析 ,建立植物吸收137 Cs 的模型校正系数 ,统一校
正现有估算模型。本文中估算的侵蚀量结果是根据单
次小麦生长周期而换算模拟的结果 ,仅供参考 ,实际应
用中情况更复杂 ,需要具体问题区别对待。
参考文献 :
[ 1 ]  陈怀满. 环境土壤学. 北京 :科学出版社 ,2005 :315~344
[ 2 ]  唐翔宇 ,杨 浩 ,曹 慧. 137Cs 法估算南方红壤地区土壤侵蚀作
用的初步研究. 水土保持学报 ,2001 ,9 (3) :4~7
[ 3 ]  高 明 ,刘 磊 ,杨九东 ,钱 娟 ,杨  浩. 应用137 Cs 技术研究江
西余江县小流域不同耕地上的土壤侵蚀. 农业环境科学学报 ,
2007 ,5 (3) :929~933
[ 4 ]  TANG Xiang2yu , YANG Hao ,DU Ming2yuan ,ZHAO Qi2guo , Li Ren2
ying. Identification of 137Cs reference sites in southeastern China.
Pedosphere ,2006 ,16 (4) :468~476
[ 5 ]  孙志明 ,陈传群 ,王寿祥. 放射性钴在小麦2土壤系统中的迁移动
力学. 核技术 ,2001 ,1 (1) :52~55
[ 6 ]  许家昂 ,朱建国 ,陈英民 ,李福生 ,宋  钢 ,邓大平. 生物样品137 Cs
γ能谱测定结果. 中华放射性医学与防护杂志 ,2006 ,8 (4) :391~
395
[ 7 ]  Badran H M , Sharshar T ,Elnimer T. Levels of 137Cs and 40K in edible
parts of some vegetables consumed in Egypt . Journal of Environmental
Radioactivity , 2003 ,67 :181~190
[ 8 ]  秦苏云 ,戚 勇 ,李淑琴. 90Sr、137Cs、天然铀、226Ra 和 239Pu 在陆
地食物链中的转移系数. 辐射防护 ,1995 ,7 (4) :241~250
[ 9 ]  杨 浩 ,杜明远 ,赵其国 ,阳捷行 ,八田珠郎. 利用 137 Cs 示踪农业
耕作土壤侵蚀速率的定量模型. 土壤学报 ,2000 ,8 (3) :296~305
[10 ]  杨俊诚 ,朱永懿 ,陈景坚 ,张建峰 ,梅  勇 ,姜慧敏. 137 Cs 不同污
染水平在大亚湾、秦山、北京土壤2植物系统的转移. 核农学报 ,
2002 ,16 (2) :93~97
(上接第 711 页)
[ 7 ]  Johnson R A ,Quick J S ,Donnelly B J . Note on comparison of pigment
extraction and reflectance colorimeter method for evaluating semolina
color. Cereal Chem ,1980 ,57 :447~448
[ 8 ]  McCormick K M , Panozzo J F , Hong S H. A swelling power test for
selecting potential noodle quality wheats. Aust J Agric Res ,1991 , 42 :
317~323
[ 9 ]  马传喜 ,徐 风. SDS沉降值的影响因素的分析. 安徽农业大学学
报 ,1995 ,22 :1~6
[10 ]  Souza E J ,Martin J M , Guttieri M J ,Brien K M O , Habernicht D K,
Lanning S P , McLean R , Carlson G R , Talbert L E. Influence of
genotype , environment , and nitrogen management on spring wheat
quality. Crop Science ,2004 ,44 (2) : 425~432
[11 ]  Flávio Breseghello ,Patrick L ,Finney , Charles Gaines ,Lonnie Andrews ,
James Tanaka ,Gregory Penner ,Mark E Sorrells. Genetic loci related to
kernel quality differences between a soft and a hard wheat cultivar. Crop
Science ,2005 , 45 : 1685~1695
[12 ]  John Davies ,Berzonsky William A. Evaluation of spring wheat quality
traits and genotypes for production of Cantonese Asian noodles. Crop
Science ,2003 , 43 (4) : 1313~1319
[13 ]  赵 虹 ,李铁庄. 河南省小麦品种的品质性状分析. 华北农学报 ,
2000 ,15 (3) : 126~131
[14 ]  杨学举 ,周进宝 ,万永红. 优质小麦品质形状的环境变异研究. 麦
类作物学报 ,2000 ,20 (3) :21~24
[15 ]  章练红 ,王绍中. 小麦品质生态研究概述与展望. 国外农学 - 麦
类作物 ,1994 ,6 : 42~44
296 Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2008 ,22 (5) :686~692