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田间环境下土壤-水稻系统重金属的迁移特征

刘兰英 黄薇 吕新 陈丽华 伍云卿 涂杰峰 上官亮 林丽

刘兰英, 黄薇, 吕新, 陈丽华, 伍云卿, 涂杰峰, 上官亮, 林丽. 田间环境下土壤-水稻系统重金属的迁移特征[J]. 福建农业学报, 2018, 33(1): 66-72. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.01.013
引用本文: 刘兰英, 黄薇, 吕新, 陈丽华, 伍云卿, 涂杰峰, 上官亮, 林丽. 田间环境下土壤-水稻系统重金属的迁移特征[J]. 福建农业学报, 2018, 33(1): 66-72. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.01.013
LIU Lan-ying, HUANG Wei, LÜ Xin, CHEN Li-hua, WU Yun-qing, TU Jie-feng, SHANGGUAN Liang, LIN Li. Migration of Heavy Metals from Soil to Rice Plant[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2018, 33(1): 66-72. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.01.013
Citation: LIU Lan-ying, HUANG Wei, LÜ Xin, CHEN Li-hua, WU Yun-qing, TU Jie-feng, SHANGGUAN Liang, LIN Li. Migration of Heavy Metals from Soil to Rice Plant[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2018, 33(1): 66-72. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.01.013

田间环境下土壤-水稻系统重金属的迁移特征

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.01.013
基金项目: 

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项 2015R1025-9

福建省农业科学院农产品质量安全创新团队项目 STIT2017-1-12

详细信息
    作者简介:

    刘兰英(1987-), 女, 助理研究员, 研究方向:产地环境与农产品质量安全

    通讯作者:

    涂杰峰(1960-), 男, 副研究员, 研究方向:产地环境与农产品质量安全(E-mail:tujiefeng@hotmail.com)

  • 中图分类号: S511

Migration of Heavy Metals from Soil to Rice Plant

  • 摘要: 为阐明土壤重金属(Cd、Pb、Cr、As、Hg)对水稻的迁移转化,采集福建闽西地区的水稻主产区土壤、水稻植株样品,对土壤-水稻系统中重金属含量特征、水稻对土壤重金属的富集性、重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化特性及其与土壤理化性质的关系进行了分析。结果表明:水稻籽粒中5种重金属均在不同程度上超过国家食品安全标准,污染排序为Pb > Cd > As > Cr > Hg,土壤中5种重金属的污染排序为Hg > Cd > Pb > Cr > As;水稻籽粒对土壤中5种重金属的富集能力基本为Cd > As > Cr > Hg > Pb,5种元素在水稻植株各器官的迁移特征一般呈现根部>茎叶>籽粒的现象,其中Cd元素最容易向水稻植株迁移,Pb元素最不易迁移。土壤理化性质均不同程度影响水稻的迁移系数,其中土壤pH的作用相对明显,低pH可促进重金属在土壤-水稻中的迁移吸收。
  • 图  1  研究区采样点位置

    Figure  1.  Schematic map of sampling sites at study areas

    图  2  研究区土壤理化性质频数分布

    Figure  2.  Frequency distribution characteristics of physiochemical properties of soil at study areas

    图  3  研究区水稻籽粒对土壤中重金属的富集能力

    Figure  3.  Enrichment capability of rice grains on heavy metals from soil at study areas

    表  1  研究区土壤-水稻系统重金属含量

    Table  1.   Heavy metal contents in soil-rice systems at study areas

    元素 土壤/
    (mg·kg-1)
    水稻根系/
    (mg·kg-1)
    水稻茎叶/
    (mg·kg-1)
    水稻籽粒/
    (mg·kg-1)
    Cd 0.089~3.67 0.111~12.5 0.01~3.52 0.004~1.14
    Pb 43.2~486 8.27~259 0.252~26.9 0.043~2.58
    Cr 7.45~366 6.96~215 2.43~36.5 0.018~5.39
    As 1.81~30.2 0.823~4.60 0.123~1.46 0.057~0.412
    Hg 0.137~1.51 0.018~0.304 0.009~0.089 0.003~0.028
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    表  2  研究区土壤-水稻系统重金属的迁移能力

    Table  2.   Migration capability of heavy metals in soil-rice systems at study areas

    元素 Tf
    (soil-root)
    Tf
    (root-shoot)
    Tf
    (shoot-grain)
    Cd 0.37~11 0.09~3 0.08~2
    Pb 0.04~1 0.01~0.2 0.01~0.1
    Cr 0.10~1.6 0.04~0.9 0.02~0.7
    As 0.06~1.1 0.03~0.8 0.06~0.9
    Hg 0.13~1.8 0.01~0.5 0.01~0.3
    注:Tf(soil-root)表示重金属从土壤到水稻根部的迁移系数,Tf(root-shoot)表示重金属从水稻根部到茎叶的迁移系数,Tf(shoot-grain)表示重金属从水稻茎叶到籽粒的迁移系数。
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    表  3  研究区土壤理化性质与重金属迁移系数的相关性

    Table  3.   Correlations between physiochemical properties of soil and heavy metal migration at study areas

    pH SOM N P K
    Cd Tf(soil-root) -0.250* -0.094 -0.287** -0.052 0.365**
    Tf(root-shoot) 0.210* -0.046 -0.111 -0.042 0.328**
    Tf(shoot-grain) -0.278** -0.288** 0.004 0.012 -0.214*
    Pb Tf(soil-root) -0.261* -0.219* -0.339** -0.269** 0.260*
    Tf(root-shoot) 0.004 -0.145 -0.072 0.013 0.202*
    Tf(shoot-grain) -0.235* -0.057 0.123 0.142 -0.245*
    Cr Tf(soil-root) -0.077 -0.065 -0.164 -0.041 0.363**
    Tf(root-shoot) 0.028 0.064 0.006 0.034 -0.242*
    Tf(shoot-grain) -0.215* -0.128 -0.083 0.005 0.247*
    As Tf(soil-root) -0.142 -0.289** -0.467** -0.276** 0.543**
    Tf(root-shoot) 0.459** 0.134 0.281** 0.050 -0.521**
    Tf(shoot-grain) -0.346** 0.101 0.066 -0.072 -0.092
    Hg Tf(soil-root) -0.134 0.104 0.123 0.102 -0.218*
    Tf(root-shoot) 0.400** -0.157 -0.294** -0.076 0.383**
    Tf(shoot-grain) -0.243* 0.086 0.117 -0.008 -0.345**
    注:**表示极显著相关(P < 0.01),*表示显著相关(P < 0.05)。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-16
  • 修回日期:  2017-12-01
  • 刊出日期:  2018-01-01

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