龔艷胡定金彭立軍聞勝

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質量標準與檢測技術研究所，武漢430064；2應用毒理湖北省重點實驗室/湖北省疾病預防控制中心，武漢430079；第一作者：gongyan1026@qq.com；*通訊作者）

湖北省早稻主栽品種中鎘含量差異性研究

龔艷1胡定金1彭立軍1聞勝2*

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質量標準與檢測技術研究所，武漢430064；2應用毒理湖北省重點實驗室/湖北省疾病預防控制中心，武漢430079；第一作者：gongyan1026@qq.com；*通訊作者）

為了解湖北省早稻鎘污染情況，以湖北省主要種植的31個早稻品種（包括19個常規(guī)稻，9個三系雜交稻，3個兩系雜交稻）為研究對象，通過對839份稻米樣品的鎘含量進行檢測，分析不同早稻品種鎘含量的差異性。結果表明，湖北省早稻鎘超標率為6.3%，低于全國平均水平；常規(guī)稻的鎘含量明顯高于雜交稻（P=0.031）；湖北省種植面積較大的早稻品種是兩優(yōu)287、金優(yōu)402和鄂早18，金優(yōu)402對應樣品鎘超標率為1.2%，其余2個品種超標率分別為4.0%和6.5%。

早稻；主栽品種；鎘；湖北

鎘是一種重金屬元素，在冶金、塑料、電子等行業(yè)非常重要，但會對人體產(chǎn)生危害，如慢性鎘中毒的“痛痛病”，其癥狀主要來源于鎘對腎臟和骨骼的破壞。水稻是我國第一大糧食作物，稻米在我國尤其南方居民的膳食結構中占主要份額，但水稻被認為是對鎘有較強耐受力的作物之一。據(jù)推測，鎘進入水稻根部的皮層細胞后，與根內的蛋白質、多肽、多糖類、核糖類、核酸等化合物形成穩(wěn)定的大分子絡合物或不溶性有機大分子而沉積在水稻內[1]。2013年2月的“鎘大米”事件給公眾帶來了較大恐慌，消費者對大米中鎘含量的關注度越來越高。

水稻從生物學上分為秈、粳亞種；按品種類型可以分為常規(guī)稻、兩系雜交稻、三系雜交稻。有研究表明，水稻對鎘、鉛、鉻等重金屬的吸收積累存在顯著的基因型差異[2-8]。利用富集能力差的品種來降低重金屬污染土壤生產(chǎn)的糙米中重金屬含量，有望消除品種間的差異帶來的健康風險。

湖北作為水稻主產(chǎn)省，2014年稻米產(chǎn)量達到1700 萬t，但目前未見有湖北地區(qū)稻米重金屬安全方面的相關報道。為此，筆者對2013年湖北省公安縣、天門市、石首市等地31個主栽早稻品種精米中的鎘含量進行測定，對比分析湖北地區(qū)早稻質量安全水平，以及主栽品種對鎘的積累能力，以期篩選出鎘低累積早稻品種。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)域及品種

為全面了解湖北省主要種植區(qū)早稻品種鎘含量狀況，根據(jù)2012年《湖北省農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒》，選取早稻面積在667 hm2以上的產(chǎn)地進行采樣，范圍覆蓋鄂東、鄂南、鄂西南等地區(qū)25個縣（市、區(qū)），共839份：武漢、天門、鄂州、大冶各81份，武穴29份，宜昌、宜城、松滋、公安、石首、監(jiān)利、赤壁、崇陽、洪湖、通城、陽新、黃梅、蘄春、浠水、團鳳、麻城、紅安、京山各27份。

1.2 采樣方法

在確定的點位中心位置選取采樣單元，單元面積不小于667 m2，采用對角線法，設置5個取樣點，每個取樣點不少于3株，截取稻穗，混勻后裝入網(wǎng)袋中。每個樣品應保證干燥后籽?？偭吭?.0 kg左右。

1.3 水稻品種

2013年采集了湖北省31個早稻品種的839份樣品，全部為秈稻（具體品種見表1）。常規(guī)稻為湖北省早稻主栽類型，占總品種數(shù)的61.3%，其次為三系雜交稻和兩系雜交稻。

1.4 樣品處理

將采回的水稻籽粒樣品用鼓風干燥箱于60℃條件下烘干，使用小型脫殼機將水稻籽粒脫殼，得到糙米樣品，再用小型精米機將糙米碾成精米，將精米碾磨成粉，過0.25 mm尼龍篩，置玻璃瓶中密封待測。

1.5 測試方法

準確稱取0.20 g（精確至0.0001 g）樣品，樣品用濕式消解法消解后，用石墨爐原子吸收光譜法測定鎘含量[9]。

1.6 質量控制

表1 湖北地區(qū)早稻主栽品種

在測定稻米樣品的同時，使用國家標準物質大米GBW10010（GSB-1）進行質量控制。質控方法：每批樣品30個，加測2個平行樣品，2個平行空白樣，1個平行質控樣，1個質控盲樣。空白要求：平行空白均值應當與方法檢出限相當，相對偏差應當＜60%。平行雙樣要求：平行雙樣測定結果的絕對偏差值不得超過算術平均值的10%。平行質控樣要求：每批消解樣品做1組平行質控樣，平行質控樣均值應當落在范圍之內；平行質控樣的2個測定數(shù)據(jù)均落在范圍之外時，本批檢測結果無效，需重新測定。質控盲樣要求：每批樣品進行1次盲樣測定。

1.7 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和SPSS 19軟件對各品種稻米樣品測得的鎘含量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 湖北水稻鎘含量總體情況

本次采集的839份水稻樣品中，鎘含量在0.001～ 0.312 mg/kg之間，平均值是0.073 mg/kg，中值是0.053 mg/kg，變異系數(shù)為96.5%，鎘的超標率為6.3%。

2.2 不同早稻品種精米鎘含量

從表2可見，不同早稻品種樣品的鎘含量差異較大。31個早稻樣品鎘含量平均值及中值最高的品種是常規(guī)稻湘矮早8號，最低的是三系雜交稻中9優(yōu)974；31個品種中超標率最高的品種為常規(guī)稻湘早秈24，達33.3%；有14個品種鎘含量低于國家限量0.2 mg/kg[10]，尤其是三系雜交稻中有66.7%早稻品種鎘含量低于國家限量。

2.3 湖北省早稻品種分布情況

從表3可見，栽種區(qū)域最廣的品種是兩優(yōu)287，樣品所在區(qū)域來自武漢市黃陂區(qū)、石首市、公安縣、天門市、枝江市、孝感市、團風縣、紅安縣、洪湖市、黃梅縣、京山縣、武穴市、鄂州市梁子湖區(qū)、陽新縣、監(jiān)利縣共計15個縣（市、區(qū)），該品種對應的稻米樣品數(shù)最多；其次是金優(yōu)402，該品種樣品來自松滋縣、崇陽縣、蘄春縣、武漢市黃陂區(qū)、紅安縣、麻城市、鄂州市華容區(qū)、通城縣、赤壁市共計9個縣（市、區(qū)）；排第3位的是鄂早18，該品種樣品來自麻城市、松滋縣、武穴市、石首市、團風縣、浠水縣、蘄春縣、鄂州市華容區(qū)、赤壁市共9個縣（市、區(qū)）。3個品種對應稻米樣品數(shù)占本次總樣品的42.3%。

2.4 不同類型早稻精米鎘含量

從圖1可見，不同類型早稻鎘含量不同，尤其是雜交稻與常規(guī)稻的差異顯著（P=0.031），而兩系雜交稻和三系雜交稻間差異不顯著。從超標率看，常規(guī)稻也最高達9.3%，三系雜交稻和兩系雜交稻分別為5.7%和3.9%，說明常規(guī)稻受鎘污染情況比雜交稻嚴重。

3 結論與討論

稻米是我國居民的主糧之一，隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，稻米也受到不同程度污染。2002年，農(nóng)業(yè)部稻米及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心對全國稻米安全性抽檢結果表明，鎘超標率為10.3%；2015年，李波等[11]對廣東省主栽水稻品種稻米重金屬含量進行了研究，結果顯示，廣東地區(qū)稻米鎘超標率為11.1%。本研究結果表明，湖北省早稻鎘超標率為6.3%，低于全國平均水平，略高于福建省（5.0%左右）[12]。

從本研究的稻米鎘超標情況來看，湖北地區(qū)早稻的鎘含量總體處于安全水平，但仍然有部分樣品存在安全隱患，原因來自4個方面：一是湖北省少部分地區(qū)稻米的生長環(huán)境可能已經(jīng)受到一定程度的污染，如湖北大冶市礦產(chǎn)資源豐富。孫清斌等[13]對大冶典型銅礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤重金屬污染情況進行分析時發(fā)現(xiàn)，土壤受到重金屬不同程度的污染，其中鎘嚴重超標。二是南方土壤偏酸性導致鎘活性強，較易被水稻吸收積累。任榮富等[14]研究發(fā)現(xiàn)，土壤酸堿度直接影響生物對重金屬的吸收，土壤pH值為5.0時，稻米中鎘含量達最高值，稻米鎘含量隨土壤酸度減弱而降低。三是土壤有機質含量、肥料施用情況等因素也會影響水稻對鎘的吸收[15]。此外，在我國南方部分土壤酸性嚴重的地區(qū)，其稻種推廣在傳統(tǒng)產(chǎn)量、品質和抗病蟲害、抗高溫、抗倒伏等適應性之外，未考慮品種對鎘的吸收累積特性。

表2 不同品種早稻鎘含量

表3 湖北地區(qū)早稻主栽品種分布及鎘含量超標情況

圖1 湖北地區(qū)不同類型早稻鎘含量

本研究通過對湖北地區(qū)秈型兩系雜交稻、秈型三系雜交稻和秈型常規(guī)稻這3種類型的主栽品種的鎘含量進行測定，結果顯示，秈型常規(guī)稻對鎘的積累高于秈型雜交稻，兩系雜交稻和三系雜交稻鎘含量無顯著差異。該結果與其他學者報道的常規(guī)稻鎘含量高于雜交稻結果一致[11，16-18]。然而，殷敬峰等[19]發(fā)現(xiàn)，常規(guī)稻和雜交稻糙米中鎘含量無顯著差異，且三系雜交稻的糙米鎘含量極顯著高于兩系雜交稻；另有學者[20-21]研究發(fā)現(xiàn)，雜交稻對鎘的吸收比常規(guī)稻強。造成研究結果差異的原因在于試驗者采用的水稻品種不同，且與水稻種植環(huán)境、肥水管理、精米糙米鎘含量差異等因素有關。

湖北地區(qū)種植范圍較廣的早稻品種是兩優(yōu)287、金優(yōu)402和鄂早18，對比這3個品種的精米鎘超標率情況發(fā)現(xiàn)，金優(yōu)402超標率為1.2%，其余2個品種超標率分別為4.0%和6.5%。金優(yōu)402早稻樣品來自湖北省松滋縣、崇陽縣、蘄春縣、武漢市黃陂區(qū)、紅安縣、麻城市、鄂州市華容區(qū)、通城縣、赤壁市共計9個縣（市、區(qū)），一方面推測金優(yōu)402累積鎘的能力較弱，以至種植地域雖廣但超標率低。此外，金優(yōu)系列除金優(yōu)402，還有其他3個品種金優(yōu)899、金優(yōu)555和金優(yōu)63的鎘超標率為0。游書梅等[22]研究發(fā)現(xiàn)，選育鎘吸收量低的雜交水稻組合時，不育系的選擇比恢復系更為重要；姚文元[23]的研究顯示，雜交稻的吸鎘特性受父母本的共同影響，雙親有效加性作用位點在稻米鎘遺傳方面占主要作用。由此進一步推測不育系金23A可能為鎘低積累品種篩選材料之一。另一方面，不排除這4個金優(yōu)系列品種雖然種植地域廣，但恰好因為種植環(huán)境優(yōu)越、肥水管理措施得當?shù)?，致使超標率相對較低。

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Differences in Cadmium Contents of Main Cultivated Early Rice Varieties in Hubei Province

GONG Yan1,HU Dingjin1,PENG Lijun1,WEN Sheng2
（1Institute of Agricultural Quality Standards&Testing Technology,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064,China;2Hubei Provincial Key Laboratory for Applied Toxicology/Hubei Provincial Center for Disease Control and Prevention,Wuhan 430079,China;1st author: gongyan1026@qq.com;*Corresponding author）

Through determination on cadmium contents of 839 early rice samples of 31 main cultivated rice varieties in Hubei Province,the difference in cadmium contents of different varieties and different types were analyzed.The results showed that the overstandard rate of early rice samples in Hubei was 6.3%,which was lower than the national average level.The cadmium contents of conventional rice were higher than that of hybrid rice.The most widely planted varieties were Liangyou 287,Jinyou 402 and Ezao 18.The over-standard rate of Jinyou 402 was 1.2%,Liangyou 287 was 6.5%and Ezao 18 was 4.0%.

early rice;main cultivated variety;cadmium;Hubei

S511

A

1006-8082（2016）06-0038-04

2016－08－23

湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心項目（2015-620-000-001）；農(nóng)業(yè)部稻米質量安全重金屬風險評估重大專項（20130119）