早、晚稻对土壤铅吸收差异性研究

王秀梅

(天津华勘环保科技有限公司，天津 300171)

铅作为3种重金属(铅、镉、汞)环境激素之一，是土壤环境中主要的重金属污染物质。据统计，截止目前，全球每年铅的排放量约为5×105万t[1]。土壤中的铅可以被作物吸收对作物产生毒害作用，通过作物可食部位进入人体，进而危害人类健康。重金属进入土壤后, 会对作物产生明显的影响，据研究显示，土壤中铅含量高时会导致植物中毒、植株枯萎死亡、 产量降低等[2-4]；而且，植株的不同部位对铅吸收能力不同[5,6]。一些研究发现，即使在高铅含量 (>4 000 mg/kg ) 的土壤中，作物对铅发生强烈吸收后也没有导致植株出现宏观病症, 植物对铅的吸收表现出极强的隐蔽性[7]。铅进入人体后会造成人体贫血、高血压、肾炎以及精神错乱等症状，人体中每天摄入10g以上时，甚至可能造成死亡[7]。

近年来，一些学者在研究土壤—作物重金属传输中发现早、晚稻对重金属吸收存在一定差异，晚稻对重金属的吸收能力要显著高于早稻。张淼等[8]在研究改良剂对作物吸收镉的影响中发现晚稻对重金属镉的吸收能力明显高于早稻，随后一些学者在其研究中也发现了相似的规律[9-11]。造成这一现象的原因至今尚未有明确报道。关于早、晚稻吸收重金属的差异研究中集中在重金属镉上，而早晚稻对铅吸收差异的研究较少。本文主要通过大田实验，对土壤中早稻和晚稻对铅的吸收差异进行研究，为铅污染土壤作物的安全利用提供依据。

1 研究方法

研究区域位于湖南省湘潭县，湘潭县包含19个乡镇，该次采集土壤、早稻、晚稻样品各122个，采样点位在19个乡镇均有分布，每个乡镇点位分布均在2～12之间，具体分布情况见表1。

表1 样品在湘潭县各乡镇分布情况

本次分析指标主要包含：土壤pH、土壤铅含量、早稻铅含量、晚稻铅含量。土壤铅用 HNO3-HF-HClO4的混合酸溶液消解，用石墨炉原子吸收分光光度法检测，早、晚稻样品采用石墨炉原子吸收分光光度法检测。各指标分析方法见表2。

表2 分析指标及分析方法

2 研究内容

2.1 数据分布情况

本次取样数据分布情况见表3。本次样品土壤pH整体偏酸性，pH≥7的点位仅占4%，土壤铅含量相对较低，超标点位仅有2个(土壤安全利用标准：pH≤5.5，Pbstd≤80 mg/kg；5.57.5，Pbstd≤240 mg/kg(GB15618—2018))。早稻中铅含量超标占比为72%，晚稻中铅超标占比为89%(水稻铅限量<0.2mg/kg)。

表3 土壤、作物指标数据分布情况

对同一点位早、晚稻数据，分析其铅含量数据对应情况见图1。其中直线Y=X代表早、晚稻铅含量相一致，其中早稻铅含量与晚稻铅含量相一致的点位有7个，晚稻铅含量大于早稻铅含量的点位数有87，早稻铅含量大于晚稻铅含量的点位数有28。多数点位的晚稻铅含量较高，晚稻铅含量高于早稻铅含量的点位数是早稻铅含量高于晚稻铅含量的点位数的3倍左右。

图1 同一点位早晚稻铅含量数据对应情况Fig.1 Data correspondence of lead content in early and late rice at the same point

肖欢[12]研究了不同播种期水稻对吸收重金属吸收的差异，研究表明：播种期从4—8月水稻对镉的吸收先增加后降低，而播种期对水稻吸收铅影响不明显，播种期至成熟期积温对稻米铅的积累有影响，积温与水稻铅含量呈负相关。陈东哲在其研究中提到早、晚稻对镉吸收差异较大，推测造成这种结果可能与早晚稻灌浆成熟期的光照条件及昼夜温差有关。

湘潭县气候类型为亚热带季风湿润气候，年平均气温为17.5℃，其中7月最热。降水也主要集中在4—7月，年均日照总时数为 1 584～1 885h，以7月份最多[13]。本次早稻样品于7月份采集，晚稻收获10月份采集。7、10月份气候条件的差异可能是造成早、晚水稻对铅吸收差异的主要原因。具体原因还需后续获取气候数据进一步研究。

2.2 早晚稻铅含量相关性分析

对土壤pH、土壤铅含量以及早、晚稻铅含量做相关性(表4)分析发现，早、晚稻铅含量在0.01水平上显著相关，其决定系数为0.060，见图2。

图2 早晚稻铅含量的相关性Fig.2 Correlation of lead content in early and late rice

表4 土壤及稻米指标相关性分析

**. 在 0.01 水平(双侧)上显著相关。

*. 在 0.05 水平(双侧)上显著相关。

早稻铅含量和土壤铅含量在0.05水平上显著相关，晚稻铅含量与土壤铅含量相关性不显著。土壤pH与早稻铅含量(-0.073)及晚稻铅含量(-0.174)均呈现较弱的负相关关系，但其相关性不显著，这与之前王腾云等研究相一致[14]。

3 结论

1)研究区域内土壤偏酸性，土壤铅含量相对较低，土壤铅超标占比1.2%，早稻中铅含量超标占比为72%，晚稻中铅超标占比为89%。

2)早、晚稻对土壤铅的吸收能力不同，相比而言晚稻对铅的吸收能力更强。所有取样点位中，晚稻铅含量高于早稻铅含量的点位数是早稻铅含量高于晚稻铅含量的点位数的3倍。

3)早、晚稻铅含量在0.01水平上显著相关，其决定系数为0.060，土壤pH与早稻铅含量及晚稻铅含量均呈现较弱的负相关关系，相关性不显著。