全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(6): 1121−1126 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
本研究由国家“十二五”公益性行业(农业)科研专项(201103001)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 肖小平, E-mail: hntfsxxping@163.com
第一作者联系方式: E-mail: tanghaiming66@163.com
Received(收稿日期): 2011-09-19; Accepted(接受日期): 2012-02-22; Published online(网络出版日期): 2012-03-29.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20120329.1121.014.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.01121
冬种黑麦草对 6种水稻土重金属含量及晚稻不同器官重金属累积与分
配的影响
唐海明 汤文光 肖小平* 罗尊长 张 帆 汪 柯 杨光立
湖南省土壤肥料研究所, 湖南长沙 410125
摘 要: 研究双季稻区不同土壤类型冬季种植黑麦草对土壤重金属含量及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影
响, 可为水稻质量安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。本文以 7年定位试验为基础, 研究了南方双季稻区
冬季种植黑麦草对 6种不同水稻土耕层土壤重金属 Cd、Pd、Hg和 As含量的变化及其对晚稻不同器官重金属积累与
分配的影响。结果表明, 在 6种不同土壤类型中, 灰泥田土壤 Cd含量极显著高于其他土壤类型; 黄泥田土壤 Pd含量
极显著高于其他土壤类型; 土壤 Hg含量以红黄泥田最高, 达 0.029 mg kg–1, 与其他土壤类型差异达极显著水平; 土
壤 As的含量以黄泥田最高, 为 29.5 mg kg–1, 极显著高于其他土壤类型。6种不同土壤类型晚稻植株 Cd、Pb、As含
量均为根>茎叶>糙米。在晚稻植株根系、茎叶和糙米的 Cd含量以红黄泥田最高, 均极显著高于其他土壤类型; 植株
根系 Pb、As含量以黄泥田最高, 分别为 33.0 mg kg–1和 119.5 mg kg–1, 均极显著高于其他土壤类型; 河沙泥水稻植
株茎叶的 Hg、As含量均极显著高于其他土壤类型。说明黄泥田种植水稻有利于降低稻米中重金属含量, 改善稻米品
质。
关键词: 双季稻田; 土壤类型; 黑麦草; 重金属; 晚稻
Effects of Winter Ryegrass Planting on Soil Heavy Metal Content and Accu-
mulation and Distribution in Different Organs of Late Rice in Six Paddy Soils
TANG Hai-Ming, TANG Wen-Guang, XIAO Xiao-Ping*, LUO Zun-Chang, ZHANG Fan, WANG Ke, and
YANG Guang-Li
Hunan Soil and Fertilizer Institute, Changsha 410125, China
Abstract: Investigation of the effects of winter ryegrass planting on soil heavy metal content and its accumulation and distribution
in different organs of late rice in double-rice cropping paddy field with different paddy soil types will play an important role on
rice quality safety and environmental security assessment of paddy field. Based on seven years long-term located experiments in
paddy fields, we analyzed the effects of winter ryegrass planting on soil heavy metal content and its accumulation and distribution
in rice in double-rice cropping paddy field with different paddy soil types including granitic sandy soil (GSS), grey clayey soil
(GCS), purple clayey soil (PCS), red yellow clayey soil (RCS), yellow clayey soil (YCS) and alluvial sandy soil (ASS). The re-
sults showed that the Cd content in GCS was significantly higher than that in other treatments, while the Pd content in YCS was
significantly higher than that in other treatments. RCS had the highest Hg content with 0.029 mg kg–1, and the highest As contents
with 29.5 mg kg–1 in YCS. The contents of Cd, Pb and As in late rice showed an order as root > stem and leaves > brown rice. Cd
contents in root, stem and leaves, and brown rice planting in RCS were significantly higher than those in other treatments. And the
highest Pb and As contents in root of rice planting in YCS was 33.0 and 119.5 mg kg–1, respectively. Meanwhile, the Hg and As
contents in rice stem and leaves were significantly higher in ASS than in other soil types. Our results clearly demonstrated that the
heavy metal content of brown rice was decreased, and the quality of late rice was ultimately improved under YCS condition.
Keywords: Double rice cropping paddy field; Paddy soil types; Ryegrass; Heavy metal; Late rice
水稻是最主要的粮食作物之一。土壤—水稻系统是重金 属向人类食物链迁移积累、直接和间接危害人体健康的关键
1122 作 物 学 报 第 38卷
环节[1]。近20年来, 随着工农业的迅速发展, 受工业“三废”
和农业活动自身的影响, 农田环境日益恶化, 稻米中重金属
积累增加, 直接威胁着人体健康[2-4]。农田土壤是重要的农业
资源, 是进行农业生产的基本要素, 农田土壤环境质量的优
劣, 直接关系到农产品质量安全。在农田土壤环境质量指标
体系中, 重金属含量是一个重要指标。目前, 我国关于稻田
重金属的研究大多集中在单一土壤类型下不同施肥措施、水
稻品种、轮作制度等方面[5-10], 不同土壤类型对稻田土壤与
水稻各器官重金属含量影响的研究也有相应报道[11-12]。近年
来, 对南方双季稻区不同土壤类型, 主要开展了稻田冬季种
植黑麦草功能效应、土壤微生物碳、氮及微生物群落多样性
等方面的研究[13-14], 对不同土壤类型重金属含量动态变化
及其对在晚稻不同器官积累与分配的影响缺乏系统研究。本
研究旨在阐明南方双季稻区不同土壤类型重金属含量的差
异及其对在晚稻不同器官积累与分配的影响, 从而为水稻
质量安全产地适宜性评价提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在湖南省农业科学院土壤肥料研究所实验网室
内进行。当地属于亚热带季风湿润气候 , 年均气温
16~18℃, ≥10℃积温 5 000~5 800℃, 无霜期 260~310 d,
年降雨量 1 200~1 700 mm。试验小区面积 1.00 m × 1.65 m,
水泥池以鹅卵石垫底(厚度为 40 cm), 上层填装 90 cm厚
原状土壤。供试土壤为花岗岩风化物发育的麻沙泥
(granitic sandy soil, GSS)、石灰岩风化物发育的灰泥田
(grey clayey soil, GCS)、紫色页岩风化物发育的紫泥田
(purple clayey soil, PCS)、第四纪红色黏土发育的红黄泥
田(red yellow clayey soil, RCS)、板页岩风化物发育的黄泥
田(yellow clayey soil, YCS)、河流冲积物发育的河沙泥
(alluvial sandy soil, ASS)。试验前耕层土壤(0~20 cm)基础
理化性状、土壤重金属含量见表 1。
表1 试验前不同类型稻田土壤基础理化性状和土壤Cd、Pb、Hg和As含量
Table 1 Soil physical and chemical properties and soil Cd, Pb, Hg, and As contents of different paddy
元素 Element content (mg kg–1) 土壤类型
Paddy soil
types
pH
全氮
Total
nitrogen
(g kg–1)
全磷
Total phos-
phorous
(g kg–1)
碱解氮
Available
nitrogen
(mg kg–1)
有效磷
Available
phosphorous
(mg kg–1)
有效钾
Available
potassium
(mg kg–1)
Cd Pb Hg As
麻沙泥 GSS 5.3 1.66 0.64 144.1 15.53 43.0 0.09 57.0 0.07 6.6
灰泥田 GCS 7.5 1.30 0.54 98.4 8.92 94.0 0.20 30.4 0.14 18.0
紫泥田 PCS 8.0 1.66 0.62 122.6 9.56 75.0 0.10 25.2 0.07 10.0
红黄泥田 RCS 5.3 1.21 0.73 135.0 28.57 52.0 0.10 30.1 0.10 15.0
黄泥田 YCS 5.2 2.09 0.73 180.5 19.75 72.0 0.09 23.2 0.10 12.0
河沙泥 ASS 5.2 0.85 0.48 86.2 17.79 36.0 0.12 27.5 0.09 12.0
GSS: 麻沙泥; GCS: 灰泥田; PCS: 紫泥田; RCS: 红黄泥田; YCS: 黄泥田; ASS: 河沙泥。
GSS: granitic sandy soil; GCS: grey clayey soil; PCS: purple clayey soil; RCS: red yellow clayey soil; YCS: yellow clayey soil; ASS:
alluvial sandy soil.
1.2 试验设计
2004年春将 6种土壤置水泥池内, 随机区组排列, 水
泥池有良好的排灌水设备(图 1), 每个处理区设置 3 次重
复。2004年至本试验测定年度之间, 稻田种植模式为黑麦
草—早稻—晚稻, 于 2004年 10月下旬晚稻收获后免耕播
种黑麦草, 供试品种为多花黑麦草(L. italicum)“特高”, 播
种量 2.3 g m–2。在黑麦草整个生长期刈割 2次, 第 1次刈
割后追施尿素 12.0 g m–2, 次年 4月中旬第 2次刈割后部
分翻压还田(还田量为 2.3 kg m–2)。于 4月中旬播种早稻, 5
月上旬翻耕插秧, 基肥施尿素 22.5 g m–2, P2O5 4.5 g m–2
(过磷酸钙中含 Cd 1.8、Pb 170.4和 As 51.3 mg kg–1), 氯
化钾 11.2 g m-2, 插秧 7 d后施尿素 15.0 g m–2, 7月中旬收
获, 收获早稻后部分秸秆还田(还田量为 0.75 kg m–2)。于
6 月下旬播种晚稻, 7 月中旬翻耕插秧, 基施尿素 28.8 g
m–2, P2O5 4.5 g m–2, 氯化钾 11.2 g m–2, 插秧 7 d后施尿素
19.2 g m–2, 10月中旬收获, 晚稻秸秆不还田。采用传统的
前期淹水、中期烤田和后期干湿交替的水分管理模式, 其
他管理措施同常规大田生产。第 2年轮作周期以后的试验
均与第 1年轮作周期基本相同。2010年, 早稻供试品种为
超级稻“金优 974”, 晚稻供试品种为优质稻“农香 18”。
图 1 小区示意图
Fig. 1 Sketch map of each plot
第 6期 唐海明等: 冬种黑麦草对 6种水稻土重金属含量及晚稻不同器官重金属累积与分配的影响 1123
1.3 样品采集与制备
定位试验的第7年取样分析, 即于2010年晚稻收获时,
测定各小区水稻的实际产量和稻草秸秆干重, 计算其平
均值。同时, 每小区取耕层(0~20 cm)土壤9个样点, 混匀
为一个土壤样品。土样剔除植物残茬等杂物经自然风干后
研磨先过10目筛, 然后取部分10目土样过100目筛供土壤
重金属全量分析。在每一小区内, 连续取5蔸植株的根系,
先用自来水小心洗去根系泥土, 再用去离子水反复冲洗
干净, 将根、茎叶放置于烘箱中70℃烘干, 剪碎后用不锈
钢粉碎机粉碎。稻谷用砻谷机脱去稻谷外壳, 所得糙米用
高速粉碎机粉碎, 过60目筛备用。
1.4 样品分析与数据处理
采用浓HNO3消解法制备土壤重金属全量待测液[15],
采用干灰化法(0.5 mol L–1 HNO3溶解法)制备水稻植株、
籽粒重金属全量待测液[15]。采用石墨炉原子吸收分光光
度法测定土壤和水稻植株、籽粒中全Cd、Pb; 采用原子荧
光光度法测定土壤和水稻植株、籽粒中全Hg和As[15]。
用Microsoft Excel处理试验数据, 用DPS统计软件进
行试验数据的方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同土壤类型重金属 Cd、Pb、Hg和 As含量
经连续 7 年的定位研究, 稻田土壤重金属 Cd、Pb、
Hg和 As含量发生了明显变化(图 2)。根据国家土壤环境
质量标准(GB15618-1995), 试验前, 6种不同土壤类型 Cd
含量均超过了国家二级标准(≤0.3 mg kg–1), 说明试验稻
田已被 Cd 轻度污染, 这可能是施磷肥造成的, 所施过磷
酸钙中含有一定量的重金属 Cd。在不同土壤类型, 灰泥
田土壤 Cd 含量极显著高于其他土壤类型, 其顺序为灰泥
田>河沙泥>黄泥田>紫泥田>红黄泥田>麻沙泥; 土壤 Pd
含量以黄泥田最高 , 极显著高于其他土壤类型 , 顺序为
黄泥田>麻沙泥>河沙泥>灰泥田>红黄泥田>紫泥田; 土
壤 Hg含量以红黄泥田最高, 达 0.029 mg kg–1, 与其他土
壤类型的差异达极显著水平, 顺序为红黄泥田>灰泥田>
紫泥田>河沙泥>麻沙泥>黄泥田; 土壤 As 含量以黄泥田
最高, 达 29.497 mg kg–1, 极显著高于其他土壤类型, 顺
序为黄泥田>紫泥田>河沙泥>灰泥田>红黄泥田>麻沙泥。
经连续 7年的定位试验, 与试验前相比, 麻沙泥、灰
泥田、紫泥田、红黄泥田、黄泥田和河沙泥 6种稻田土壤
Cd含量分别增加 0.29、0.46、0.35、0.31、0.40和 0.41 mg
kg–1, Pb含量分别增加 11.1、5.5、1.3、0.3、61.6和 23.0 mg
kg–1, Hg 含量分别减少 0.06、0.11、0.06、0.07、0.09 和
0.08 mg kg–1, As含量分别增加 5.5、1.2、16.9、0.8、17.5
和 7.3 mg kg–1。
2.2 晚稻植株重金属 Cd、Pb、Hg 和 As 含量的积累与
分配
从表 2可知, 6种不同土壤类型晚稻植株 Cd、Pb、As
的含量均表现为根>茎叶>糙米。其中, 根系 Cd、Pb、As
积累量分别占水稻总吸收量的 63.77%~86.58%、84.71%~
89.93%、89.42%~97.01%; 茎叶 Cd、Pb、As 积累量分别
占水稻总吸收量的 9.83%~32.25%、 9.59%~13.92%、
2.99%~10.58%; 糙米 Cd、Pb积累量分别占水稻总吸收量
的 1.78%~5.94%、0.48%~1.37%。各处理晚稻植株根系中
均未检出 Hg; 糙米中均未检出 Hg和 As。
图 2 不同类型稻田土壤重金属 Cd、Pb、Hg和 As含量
Fig. 2 Soil Cd, Pb, Hg, and As contents in different soil types
GSS: 麻沙泥; GCS: 灰泥田; PCS: 紫泥田; RCS: 红黄泥田; YCS: 黄泥田; ASS: 河沙泥。图柱上不同小写字母代表差异显著(P≤0.05), 大写字
母代表差异极显著(P≤0.01)。
GSS: granitic sandy soil; GCS: grey clayey soil; PCS: purple clayey soil; RCS: red yellow clayey soil; YCS: yellow clayey soil; ASS: alluvial sandy soil.
Bars superscripted by different capital and small letters are significantly different at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.
1124 作 物 学 报 第 38卷
表 2 晚稻植株重金属 Cd、Pb、Hg和 As含量积累与分配
Table 2 Accumulation and distribution of Cd, Pb, Hg, and As contents in different organs of late rice plants
根 Root 茎叶 Stem and leaf 糙米 Brown rice 元素
Element
处理
Treatment 含量 Content (mg kg−1) % 含量 Content (mg kg−1) % 含量 Content (mg kg−1) %
麻沙泥 GSS 2.292±0.058 bB 63.77 1.159±0.004 aA 32.25 0.143±0.001 bB 3.98
灰泥田 GCS 1.319±0.004 eE 81.32 0.211±0.003 dD 13.01 0.092±0.001 cC 5.67
紫泥田 PCS 1.039±0.019 fF 86.58 0.118±0.002 eE 9.83 0.043±0.005 eE 3.58
红黄泥田 RCS 2.839±0.060 aA 66.91 1.152±0.004 aA 27.15 0.252±0.000 aA 5.94
黄泥田 YCS 1.769±0.047 dD 77.79 0.444±0.009 cC 19.53 0.061±0.001 dD 2.68
Cd
河沙泥 ASS 2.010±0.034 cC 74.72 0.632±0.012 bB 23.49 0.048±0.000 eE 1.78
麻沙泥 GSS 26.981±0.126 cC 86.43 4.014±0.001 aA 12.86 0.221±0.001 bB 0.71
灰泥田 GCS 20.155±0.134 eE 87.31 2.773±0.070 eE 12.01 0.157±0.001 dD 0.68
紫泥田 PCS 19.882±0.225 eE 84.71 3.266±0.008 cC 13.92 0.322±0.007 aA 1.37
红黄泥田 RCS 22.692±0.052 dD 86.67 3.309±0.090 cC 12.64 0.180±0.005 cC 0.69
黄泥田 YCS 32.947±0.107 aA 89.23 3.754±0.040 bB 10.17 0.221±0.001 bB 0.60
Pb
河沙泥 ASS 28.101±0.149 bB 89.93 2.998±0.027 dD 9.59 0.149±0.001 dD 0.48
麻沙泥 GSS — — 0.042±0.001 cC 100.00 — —
灰泥田 GCS — — 0.024±0.000 eE 100.00 — —
紫泥田 PCS — — 0.037±0.001 dD 100.00 — —
红黄泥田 RCS — — 0.020±0.001 fF 100.00 — —
黄泥田 YCS — — 0.046±0.000 bB 100.00 — —
Hg
河沙泥 ASS — — 0.057±0.000 aA 100.00 — —
麻沙泥 GSS 32.050±0.681 eE 96.32 1.224±0.007 fF 3.68 — —
灰泥田 GCS 44.056±0.391 cC 97.01 1.357±0.011 eE 2.99 — —
紫泥田 PCS 42.231±0.065 dD 96.50 1.531±0.002 dD 3.50 — —
红黄泥田 RCS 41.760±0.021 dD 95.12 2.141±0.051 cC 4.88 — —
黄泥田 YCS 119.546±0.038 aA 96.76 4.003±0.001 bB 3.24 — —
As
河沙泥 ASS 60.620±0.238 bB 89.42 7.170±0.017 aA 10.58 — —
GSS: 麻沙泥; GCS: 灰泥田; PCS: 紫泥田; RCS: 红黄泥田; YCS: 黄泥田; ASS: 河沙泥。结果表示为平均值±标准误。同列不同大、小写
字母分别表示差异达极显著(P< 0.01)和显著水平(P< 0.05)。“—”为未测出。
GSS: granitic sandy soil; GCS: grey clayey soil; PCS: purple clayey soil; RCS: red yellow clayey soil; YCS: yellow clayey soil; ASS: alluvial
sandy soil. Results stand for means ± standard errors. Values followed by different capitals and lowercases in the same column are significantly dif-
ferent at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively. “—”: was not detected.
晚稻植株根系 Cd 含量以红黄泥田最高, 极显著高于
其他处理, 其顺序为红黄泥田>麻沙泥>河沙泥>黄泥田>
灰泥田>紫泥田; 茎叶部分以麻沙泥和红黄泥田最高, 均
极显著高于其他处理; 糙米 Cd 含量以红黄泥田最高, 极
显著高于其他处理。黄泥田晚稻植株根系 Pb含量极显著
高于其他处理; 茎叶部分以麻沙泥田最高 , 极显著高于
其他处理; 紫泥田的糙米 Pb 含量极显著高于其他处理。
河沙泥晚稻植株茎叶 Hg含量极显著高于其他处理。晚稻
植株根系 As 含量以黄泥田最高, 极显著高于其他处理;
茎叶部分以河沙泥最高, 极显著高于其他处理。
2.3 不同土壤类型晚稻产量及其稻草的比较
表 3表明, 6种不同土壤类型的晚稻产量均无明显差异。
其中, 水稻产量以红黄泥田最高, 达 7 570.46 kg hm–2, 其大
小顺序为红黄泥田>河沙泥>灰泥田>麻沙泥>紫泥田>黄泥
田。6 种不同土壤类型的晚稻稻草以灰泥田、河沙泥和红
表 3 不同类型稻田土壤晚稻的产量及其稻草的比较
Table 3 Yield and rice straw of late rice in different soil types
处理
Treatment
水稻产量
Grain yield (kg hm−2)
稻草
Rice straw (kg hm−2)
麻沙泥 GSS 7158.21±337.30 aA 5841.50±286.38 aAB
灰泥田 GCS 7345.60±382.20 aA 6334.61±293.82 aA
紫泥田 PCS 7083.26±232.04 aA 4893.21±251.61 bB
红黄泥田 RCS 7570.46±302.93 aA 6258.75±137.93 aA
黄泥田 YCS 6970.82±129.83 aA 5689.77±280.46 aAB
河沙泥 ASS 7532.99±282.95 aA 6296.68±265.52 aA
GSS: 麻沙泥; GCS: 灰泥田; PCS: 紫泥田; RCS: 红黄泥田;
YCS: 黄泥田; ASS: 河沙泥。结果表示为平均值±标准误。同列不同
大、小写字母分别表示差异达极显著(P<0.01)和显著水平(P<0.05)。
GSS: granitic sandy soil; GCS: grey clayey soil; PCS: purple clayey
soil; RCS: red yellow clayey soil; YCS: yellow clayey soil; ASS: alluvial
sandy soil. Results stand for means ± standard errors. Values followed by
different capitals and lowercases in the same column are significantly dif-
ferent at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.
第 6期 唐海明等: 冬种黑麦草对 6种水稻土重金属含量及晚稻不同器官重金属累积与分配的影响 1125
黄泥田最高, 分别达6 334.61、6 296.68和6 258.75 kg hm–2,
均显著高于其他土壤类型; 其大小顺序为灰泥田>河沙泥>
红黄泥田>麻沙泥>黄泥田>紫泥田。
3 讨论
农田土壤重金属污染来源主要包括污水灌溉及含重
金属农药、化肥、有机肥的不合理使用等 [7,16]。Cd和Pb
是危害植物生长的有毒元素 , 具有很强的生物毒性 , 并
且在土壤中有较强的化学活性, 易被作物吸收进入食物
链, 对人体健康造成威胁[3-4]。在本研究中, 经过7年试验,
各处理稻田土壤Hg含量均明显低于试验前, 而Cd、Pb、
As的含量则均明显高于试验前 , 其中Cd上升幅度较大 ,
已超国标二级标准(0.3 mg kg–1), 说明试验稻田已被重金
属污染 , 其主要污染源可能是所施过磷酸钙 , 其中含有
一定量的重金属Cd、Pb、As。有研究表明, 黑麦草具有
一定的重金属富集量, 能从土壤中吸收转移一定量的重
金属元素[17]。在本研究中, 各种土壤类型的种植模式为黑
麦草—双季稻, 同时黑麦草和早稻均采用部分秸秆翻压
还田、根茬全量还田及晚稻秸秆不还田的方式, 在该种种
植模式下作物秸秆翻压还田量及秸秆重金属含量的不同、
根茬翻压还田及根茬重金属含量的不同均可能是导致不
同土壤类型重金属含量(Cd、Pb、As)增加和不同土壤类型
间重金属含量差异的原因。同时, 在该种植模式下水稻产
量及其糙米重金属含量的不同使携带出稻田的重金属总
量不同也可能是导致土壤重金属含量变化及不同土壤类
型间重金属含量差异的原因。在不同土壤类型, 稻田土壤
Cd含量大小顺序表现为灰泥田>河沙泥>黄泥田>紫泥田>
红黄泥田>麻沙泥, 土壤Pd含量大小顺序为黄泥田>麻沙
泥>河沙泥>灰泥田>红黄泥田>紫泥田, 土壤Hg含量大小
顺序为红黄泥田>灰泥田>紫泥田>河沙泥>麻沙泥>黄泥
田 , 土壤As含量大小顺序为黄泥田>紫泥田>河沙泥>灰
泥田>红黄泥田>麻沙泥, 这可能与不同土壤类型的理化
性质紧密相关; 同时, 种植黑麦草和水稻后稻田土壤pH
的变化也可能是造成土壤重金属含量差异的原因 (麻沙
泥、灰泥田、紫泥田、红黄泥田、黄泥田和河沙泥土壤的
pH分别为4.8、7.0、7.8、4.8、4.7和4.8)。本试验中, 由于
各土壤类型的成土母质不同, 试验前不同土壤类型稻田
Cd、Pb、Hg和As含量有差异(表1), 这也可能是造成不同
土壤类型重金属含量差异的主要原因。
水稻的收获产品主要是籽粒, 籽粒中重金属含量直
接关系到稻米品质和食品安全。范中亮等[11]研究表明, 水
稻地上部器官对 Cd和 Pb的富集作用均表现为茎鞘>叶片
>大米。赵步洪等[18]研究认为, 水稻植株 Cd 浓度和累积
量为根>茎鞘>叶片。刘志彦等[19]研究表明, 重金属元素
在水稻体内含量表现为地下部(根系)>地上部。本研究表
明, 6 种不同土壤类型晚稻植株 Cd、Pb、As 的含量均表
现为根>茎叶>糙米, 这与莫争等 [12]的研究结果一致, 与
关共凑等[20]的研究略有差异。农作物对重金属的积累除
与土壤重金属有关外, 与土壤类型具有相关性。成颜君
等[21]研究表明, 杂交水稻对外源 Cd的吸收及其在籽粒中
的富集受土壤类型的影响。在本研究中, 6 种不同土壤类
型, 晚稻植株根系、糙米 Cd 含量以红黄泥田最高, 茎叶
部分以麻沙泥和红黄泥田最高 , 均显著高于其他处理 ,
这说明在红黄泥田种植水稻, 促进了土壤中 Cd 向水稻
根、茎叶和糙米中的转移和积累, 早稻部分稻草、晚稻全
部稻草及稻谷在收获时均被带出田间, 从而降低了土壤
Cd含量。紫泥田晚稻植株糙米 Pb含量显著高于其他处理,
这可能是在紫泥田种植水稻, 土壤中 Pd 主要向水稻糙米
中分配和积累, 显著提高了糙米 Pd 含量, 而稻谷在收获
时被带出田间, 从而降低土壤 Pd 含量, 致使紫泥田土壤
Pd 含量显著低于其他土壤。各处理晚稻植株根系、糙米
中均未检出 Hg, 茎叶部分 Hg含量以红黄泥田最低, 显著
低于其他处理 , 这可能是由于在红黄泥田种植水稻 , 受
土壤理化性质的影响, 土壤积累较多的 Hg, 增加了土壤
Hg含量, 相对降低了水稻植株对 Hg的吸收积累量。麻沙
泥稻田水稻植株根系、茎叶的 As 含量最低, 这与其试验
前土壤 As 含量较低、水稻植株对土壤 As 吸收积累能力
较低密切相关。在黑麦草—双季稻种植模式下, 黑麦草和
稻草秸秆、根茬翻压还田量及其相应部位重金属含量的不
同、水稻产量及其糙米重金属含量的不同导致各土壤类型
间重金属含量差异, 进而影响水稻植株对重金属的吸收
积累与分配。同时, 各土壤类型水稻植株不同器官 Cd、
Pb、As 含量存在差异, 这可能与 6 种土壤理化性质的差
异尤其是 pH及有机质有很大关系[22-23], 也可能与各元素
在植物体内的吸收机制及生理生化过程、元素间的相互作
用有关。本文仅针对 6种土壤类型 4种重金属含量及其对
在晚稻不同器官积累与分配的影响初步分析比较, 不同
土壤类型条件下其有效态含量的变化, 以及相关影响因
素尚需深入研究。
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