張容慧 張秀錦 柴冠群 范成五 何騰兵 秦松

（1 貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴陽 550025；2 貴州大學(xué) 新農(nóng)村發(fā)展研究院，貴陽 550025；3 貴州民族大學(xué)，貴陽 550025；4 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤與肥料研究所，貴陽 550025；第一作者：1490169159@qq.com；*通信作者：2480406180@qq.com）

近年來，國內(nèi)耕地土壤重金屬污染問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計，全國土壤點位總超標(biāo)率為16.1%，耕地土壤點位超標(biāo)率達(dá)19.4%，以中輕度污染為主[1]。水稻是我國主要的糧食作物，作為重金屬高累積型大宗谷物類作物，可通過自身的富集和轉(zhuǎn)運作用將重金屬累積于籽粒，影響食品安全與人體健康[2]。貴州耕地資源緊缺，且自然地質(zhì)背景值較高，在重金屬復(fù)合污染耕地上種植水稻會增加其污染風(fēng)險。因此，如何控制與修復(fù)稻田重金屬污染、保障中輕度重金屬污染地區(qū)水稻的安全生產(chǎn)已成為當(dāng)前亟待解決的問題。在眾多的修復(fù)技術(shù)中，物理化學(xué)修復(fù)效果較好，但成本高、易二次污染、工程量大[3]。植物修復(fù)周期較長，將貴州大面積中輕度污染的農(nóng)田（青黃泥田面積約0.61 萬hm2）停止農(nóng)作，進(jìn)行長期修復(fù)也不現(xiàn)實[4]。培育和篩選重金屬低累積水稻品種，可避免修復(fù)周期與作物耕種需求相沖突，是一條解決稻米重金屬超標(biāo)、保障人體健康的有效途徑。

近年來，國內(nèi)外對水稻重金屬低累積品種篩選研究從單一重金屬污染向多元素復(fù)合污染發(fā)生轉(zhuǎn)變。鄒艷虹等[5]在滇南礦區(qū)周邊重金屬復(fù)合污染稻田進(jìn)行2～3 年的大田試驗，證明不同基因型稻米中砷（As）、鉛（Pb）和鎘（Cd）含量差異極顯著。馮蓮蓮等[6]在典型Cd和Pb 復(fù)合污染農(nóng)田對7 個水稻品種開展品種篩選試驗，7 個品種籽粒Cd 和Pb（除臺粳8 號外）含量均未超標(biāo)，東聯(lián)5 號含量最低。單天宇等[7]以4 個低Cd 累積水稻品種和2 個當(dāng)?shù)刂髟云贩N為研究對象，探索Cd 、As復(fù)合污染稻田下不同水稻品種對Cd、As 的吸收和累積特征，結(jié)果表明，品種間對Cd、As 的富集能力和各部位的轉(zhuǎn)運能力存在差異，其中低Cd 吸收品種體內(nèi)Cd 從穎殼向籽粒的轉(zhuǎn)運能力較低，主栽品種馬壩油粘籽粒Cd 含量顯著高于低累積品種。林小兵等[8]對比分析了129 個水稻品種對Cd、Pb、Cr（鉻）、As 和Hg（汞）累積的影響，發(fā)現(xiàn)早、中、晚稻均為三系雜交稻Cd 含量高于兩系雜交稻，三系雜交早稻糙米Cr 和總Hg 含量顯著高于兩系雜交早稻，中稻糙米Cd 含量與Pb 和總Hg 含量間呈顯著正相關(guān)。結(jié)果表明水稻對重金屬的吸收累積受遺傳背景、品種類型和重金屬互作的影響較大。馮愛煊等[9]在重金屬復(fù)合污染區(qū)對重慶市13 個主推水稻品種開展篩選試驗，結(jié)果表明，不同水稻品種籽粒Cd、As、Pb 和Cr 含量極值相差分別超過3 倍、4 倍、20 倍和3 倍，通過籽粒重金屬含量區(qū)分為低累積值類、中間值類和高累積值類，其中隆兩優(yōu)534、Y 兩優(yōu)1 號、袁兩優(yōu)908 和渝香203 為重慶地區(qū)適宜種植的低累積品種。潘榮慶[10]和李虎等[4]經(jīng)多年研究驗證發(fā)現(xiàn)，品種桂育12和裕豐優(yōu)158 種植在中低度重金屬污染稻田，其籽粒Cd 和As 含量不超標(biāo)，籽粒低累積性狀較穩(wěn)定，可在廣西推廣。現(xiàn)有的重金屬復(fù)合污染稻田低累積水稻品種篩選的研究多涵蓋數(shù)個稻區(qū)，而不同的水稻品種具有不同的生態(tài)適應(yīng)性，不同生態(tài)區(qū)土壤重金屬復(fù)合污染及轉(zhuǎn)化特性不同，導(dǎo)致不同的低累積水稻品種的應(yīng)用通常具有很強(qiáng)的區(qū)域性[11-12]。目前，適宜貴州中部地區(qū)重金屬復(fù)合污染稻田，尤其是青黃泥田（潛育型水稻土）種植的低累積水稻品種鮮見報道。

本研究以貴州中部地區(qū)近年10 個主栽水稻品種為試驗材料，在中輕度重金屬復(fù)合污染農(nóng)田土壤上開展田間原位小區(qū)試驗，分析不同水稻品種對不同重金屬的吸收累積能力差異，以期篩選出適宜該地區(qū)青黃泥田種植的重金屬低累積品種，為貴州省水稻安全生產(chǎn)提供品種選擇。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2021 年開展。試驗地點位于貴州中部地區(qū)，地理位置東經(jīng)106°30′、北緯26°55′，海拔1 259 m。該地區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，雨量充沛，雨日多，日照少，山區(qū)氣候特色明顯。供試土壤類型為青黃泥田，屬于潛育型水稻土，基本理化性質(zhì)如下：pH 5.73，有機(jī)質(zhì)122.20 g/kg，總氮0.46 g/kg，總磷0.60 g/kg，堿解氮246.70 mg/kg，有效磷15.00 mg/kg，速效鉀82.00 mg/kg，土壤肥力較高。

供試土壤Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 含量見表1，以GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》土壤風(fēng)險篩選值為標(biāo)準(zhǔn)，Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 的污染指數(shù)依次為1.53、1.32、0.37、1.44、3.92 和1.10，除Pb 外，其他5 種重金屬元素含量均超過GB 15618—2018 土壤風(fēng)險篩選值和貴州土壤背景值[13]，說明區(qū)域內(nèi)稻田土壤存在重金屬復(fù)合污染。

表1 供試土壤重金屬含量（單位：mg/kg）

1.2 供試材料

供試水稻品種為貴州中部地區(qū)近年推廣的主栽品種，分別為樂優(yōu)891、中優(yōu)295、宜香優(yōu)800、蓉3 優(yōu)918、秀香優(yōu)8 號、麗香優(yōu)5 號、野香優(yōu)莉絲、中優(yōu)808、野香優(yōu)2988 和花香優(yōu)357，種子由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)農(nóng)村局提供。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計

田間小區(qū)試驗，1 個品種即為1 個處理，每個處理3 次重復(fù)，10 個品種采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個品種種植面積15 m2，共設(shè)置30 個小區(qū)，種植密度為15.15 萬叢/hm2。4 月10 日育苗，秧齡52 d，6 月2 日移栽，9 月24 日收獲。田間管理措施與往常保持一致。

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1.3.2 樣品采集與處理

水稻樣品：成熟期，每個小區(qū)按梅花形取樣法取5株水稻及對應(yīng)土壤樣品，按同一小區(qū)組成混合樣，裝入尼龍網(wǎng)袋，帶回實驗室測量農(nóng)藝性狀，再用自來水洗凈后純水沖洗3 遍，置于烘箱105 ℃殺青2 h，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，后進(jìn)行脫粒、稱重，使用不銹鋼植物粉碎機(jī)粉碎，過0.25 mm 篩后裝入聚乙烯自封袋備用。

土壤樣品：水稻成熟期，協(xié)同采集水稻根區(qū)土壤樣品30 個，室內(nèi)自然風(fēng)干，剔除植株殘根等，用木錘磨碎，瑪瑙研缽研磨分別過1.65 mm 和0.15 mm 尼龍篩，置于聚乙烯自封袋密封保存。

1.3.3 測定方法

pH、有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、速效鉀、有效磷、堿解氮等土壤基本理化性質(zhì)測定參照《土壤農(nóng)化分析》[14]。水稻各部位樣品采用HNO3+HClO4（4∶1）混酸濕法消解，土壤樣品采用HNO3+HF+HClO4（3∶1∶1）高壓密閉法消解[15]，消解液均用ICP-MS（X2，賽默飛）測定。土壤重金屬有效態(tài)含量參照HJ804—2016《土壤8 種有效態(tài)元素的測定》，用DTPA-CaCl2-TEA 緩沖液浸提，浸提液采用ICP-OES（X2，賽默飛）測定。土壤、植物樣品分別采用空白、平行雙樣以及國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10012（GSB-3、GSS-5）進(jìn)行質(zhì)控，保證回收率在95%以上。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2019 計算整理；使用SPSS 24.0 進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANVOA）與聚類分析，應(yīng)用Origin 2021 繪圖。

1.4.1 富集系數(shù)

為表征不同水稻品種糙米中重金屬吸收與累積的差異，計算了不同水稻品種對土壤Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 全量與有效態(tài)的富集系數(shù)，公式如下：水稻糙米對土壤重金屬全量的富集系數(shù)=糙米重金屬含量/土壤重金屬全量含量；水稻糙米對土壤重金屬有效態(tài)的富集系數(shù)=糙米重金屬含量/土壤重金屬有效態(tài)含量。

1.4.2 重金屬污染程度評價方法

為表征不同水稻品種對重金屬的累積能力，參照土壤污染評價法，引入內(nèi)羅梅綜合污染指數(shù)法對糙米重金屬累積進(jìn)行表征[15]，公式如下：Pi=Ci/Si；PZ=[(Pimax2+Piave2)/2]1/2。式中，Pi是單一重金屬污染指數(shù)；Ci是樣品中重金屬i 的實測值（mg/kg）；Si是食品污染i 的安全限值（mg/kg），谷物糙米中Cd、Cr、Pb 和Ni 安全限量值分別為0.2、1.0、0.2 和1.0 mg/kg（GB2762—2017），Pz是稻米重金屬綜合污染指數(shù)；Pimax是最大單項污染指數(shù)；Piave是平均單項污染指數(shù)。參照內(nèi)梅羅風(fēng)險指數(shù)對糙米受重金屬污染情況進(jìn)行等級劃分，劃分結(jié)果如表2 所示。

表2 水稻糙米受污染評價等級

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水稻品種產(chǎn)量與構(gòu)成分析

由表3 可見，10 個水稻品種的株高、分蘗數(shù)、穗數(shù)、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)性狀差異顯著。10 個供試水稻品種產(chǎn)量在8 242.8～13 434.0 kg/hm2之間，平均產(chǎn)量10 843.8 kg/hm2，極差相差較大，為47.9%。不同水稻品種產(chǎn)量大小表現(xiàn)為蓉3 優(yōu)918＞野香優(yōu)2988＞樂優(yōu)891＞中優(yōu)295＞秀香優(yōu)8 號＞宜香優(yōu)800＞中優(yōu)808＞6＞花香優(yōu)357＞野香優(yōu)莉絲。

表3 主要水稻品種產(chǎn)量與構(gòu)成

2.2 土壤pH、重金屬全量及有效態(tài)含量分析

如表4 所示，不同水稻品種根區(qū)土壤pH 變幅為4.75～5.07，差異顯著；土壤中Pb 和Ni 含量差異不顯著，pH、Cd、Cr、Cu 和Zn 含量差異顯著。試驗地不同水稻品種根區(qū)土壤Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 含量平均值分別為0.36、171.16、31.55、93.68、174.24 和196.03 mg/kg，各品種小區(qū)間平均重金屬含量差異顯著，且同一品種小區(qū)間重金屬含量亦存在一定的田間異質(zhì)性。對比GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》風(fēng)險篩選值和管制值發(fā)現(xiàn)，土壤中Zn 和Pb 含量未超過風(fēng)險篩選值，Cd、Cr、Ni 和Cu 含量均值分別是土壤污染風(fēng)險篩選值的1.20、1.14、1.34 和3.48 倍，是貴州土壤背景值[13]的1.45、1.90、5.44 和2.34倍。由表5 可知，試驗地不同水稻品種根區(qū)除Ni 以外，其他重金屬元素有效態(tài)含量差異均顯著，Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb 的有效態(tài)平均提取率分別為23.51%、0.05%、3.96%、1.75%、6.43%和1.01%，其中Cd 的生物有效性遠(yuǎn)高于其他重金屬元素。

表4 不同水稻品種根區(qū)土壤pH、重金屬全量含量

表5 不同水稻品種根區(qū)土壤土壤重金屬有效態(tài)含量（單位：mg/kg）

2.3 糙米重金屬富集特征

2.3.1 糙米重金屬累積總體特征

由圖1 可見，糙米重金屬Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn含量在不同水稻品種間均呈顯著性差異，Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 含量變幅分別為0.008 ～0.042、1.114 ～4.300、0.043～0.481、0.372～2.136、0.781～3.110 和7.260～34.998 mg/kg，Cd、Pb、Ni 含量最低的品種均為宜香優(yōu)800，Cr 和Zn 含量最低的品種均為野香優(yōu)莉絲，Cu 含量最低的品種為秀香優(yōu)8 號；Cd、Cr、Pb 和Zn 含量最高的品種均為中優(yōu)808，Ni 含量最高的品種為樂優(yōu)891，Cu 含量最高的品種為野香優(yōu)2988。參照GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中重金屬限值，對于Cd，10 個受試水稻品種均未超標(biāo)；對于Cr，10 種水稻品種均超標(biāo)；對于Ni，野香優(yōu)莉絲、樂優(yōu)891 超標(biāo)；對于Pb，樂優(yōu)891、野香優(yōu)莉絲、中優(yōu)808、野香優(yōu)29888 和花香優(yōu)357 超標(biāo)。結(jié)果表明，糙米對重金屬的累積能力受品種與重金屬元素的影響，且同一品種對不同重金屬元素的累積存在顯著差異。

圖1 供試水稻品種糙米重金屬累積量

2.3.2 糙米重金屬綜合累積特征

如表6 所示，糙米受單項重金屬污染程度大小表現(xiàn)為Pi（Cr）＞Pi（Pb）＞Pi（Ni）＞Pi（Cd），其中，Cr 含量超標(biāo)最嚴(yán)重，其單項污染指數(shù)處于中度污染至重度污染水平；部分水稻品種糙米中的Ni 和Pb 含量略高于食品安全限值，其單項污染指數(shù)處于輕度污染至中度污染水平。引入綜合累積污染指數(shù)PZ，對不同水稻品種糙米重金屬綜合累積能力進(jìn)行評價，結(jié)果表明，除了宜香優(yōu)800 品種PZ小于1，其他9 個品種PZ均大于1，僅有宜香優(yōu)800 和野香優(yōu)莉絲接近或處于輕微污染水平；樂優(yōu)891、中優(yōu)295、蓉3 優(yōu)918、野香優(yōu)2988、花香優(yōu)357、麗香優(yōu)5 號等7 個品種處于中度污染水平；中優(yōu)808 處于重度污染水平。

表6 不同水稻糙米重金屬污染程度評價結(jié)果

2.3.3 不同水稻品種糙米重金屬累積能力

根據(jù)10 個水稻品種糙米中的Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 含量，采用聚類分析并結(jié)合統(tǒng)計差異性檢驗結(jié)果，可將參試品種分成三類（圖2）：較低值類（第Ⅰ類）、中間值類（第Ⅱ類）和較高值類（第Ⅲ類）。樂優(yōu)891、野香優(yōu)莉絲、宜香優(yōu)800、秀香優(yōu)8 號、花香優(yōu)357、中優(yōu)295、野香優(yōu)2988、蓉3 優(yōu)918 和麗香優(yōu)5 號等9 個品種Cd 含量明顯較低，屬第Ⅰ類，可作為Cd 低積累推薦品種。宜香優(yōu)800 和野香優(yōu)莉絲Cr 含量較低，屬第Ⅰ類，可作為Cr 低積累水稻品種。麗香優(yōu)5 號、蓉3 優(yōu)918、中優(yōu)295、宜香優(yōu)800 和秀香優(yōu)8 號等5 個品種Pb 含量較低，屬第Ⅰ類，可作為Pb 低積累推薦品種。中優(yōu)808、宜香優(yōu)800、中優(yōu)295、秀香優(yōu)8 號、花香優(yōu)357、野香優(yōu)2988、蓉3 優(yōu)918 和麗香優(yōu)5 號等8 個品種Ni 含量較低，屬第Ⅰ類，可作為Ni 低積累推薦品種。野香優(yōu)莉絲、宜香優(yōu)800 和秀香優(yōu)8 號Cu 和Zn 含量較低，屬第Ⅰ類，可作為Cu 和Zn 低積累推薦品種。

圖2 供試水稻品種糙米重金屬含量聚類分析圖

此外，參試10 個品種中，中優(yōu)808 的Cd、Cr、Pb、Cu 和Zn 含量屬于第Ⅲ類，樂優(yōu)891 的Pb 和Ni 含量屬于第Ⅲ類，野香優(yōu)2988、花香優(yōu)357 和野香優(yōu)莉絲的Pb 含量屬于第Ⅲ類，中優(yōu)295、野香優(yōu)2988、蓉3 優(yōu)918、麗香優(yōu)5 號的Cu 含量屬于第Ⅲ類。上述水稻品種對相應(yīng)重金屬富集能力較強(qiáng)，應(yīng)盡量避免在相應(yīng)污染土壤上種植。

2.4 不同水稻品種糙米對重金屬的富集能力分析

由表7 和表8 可見，參試的10 個水稻品種糙米對根區(qū)土壤Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 富集系數(shù)平均值分別為0.041、0.016、0.008、0.009、0.013 和0.121，極差分別為7.60%、1.80%、1.50%、1.80%、1.30%和12.10%，說明這些品種對土壤中Zn 的富集能力最強(qiáng)（富集系數(shù)0.097），對Cd 的富集能力較強(qiáng)（富集系數(shù)0.041），對Cr、Cu 的富集能力較弱（富集系數(shù)0.016 和0.012），對Ni、Pb 的富集能力最弱（富集系數(shù)低于0.01）。參試水稻品種糙米對基礎(chǔ)土壤中Cd、Cr、Pb、Ni、Cu 和Zn 同一數(shù)據(jù)富集系數(shù)平均值分別為0.032、0.014、0.008、0.009、0.012 和0.117，極差分別為7.30%、1.60%、1.40%、1.70%、1.20%和11.70%。通過表7 和表8 對比分析，水稻品種對根區(qū)土壤6 種重金屬富集系數(shù)較基礎(chǔ)土壤樣品同一數(shù)據(jù)的富集系數(shù)分別高32.33%、14.91%、1.50%、6.76%、10.89%和12.91%，表明各品種小區(qū)間重金屬含量存在一定的田間異質(zhì)性。

表7 不同水稻品種糙米對根區(qū)土壤重金屬全量的富集系數(shù)

表8 不同水稻品種糙米重金屬元素對土壤基礎(chǔ)土壤重金屬的富集系數(shù)

如表9 可見，不同水稻品種糙米對土壤Cd、Cr、Ni、Cu、Pb 和Zn 有效態(tài)的富集能力表現(xiàn)出顯著性差異，其富集能力大小順序表現(xiàn)為Cr＞Zn＞Ni＞Pb＞Cu＞Cd，對Cd的富集系數(shù)最小，而對Cr 和Zn 富集系數(shù)均大于1。結(jié)合表7 和表9 來看，糙米對土壤Cd、Cr、Ni、Cu 和Zn 的累積能力具有一定的差異性，且對重金屬有效態(tài)的富集能力明顯大于對土壤重金屬全量的富集能力。

表9 不同水稻品種糙米對土壤重金屬有效態(tài)的富集系數(shù)

3 結(jié)論與討論

3.1 土壤重金屬空間異質(zhì)性對水稻品種重金屬吸收累積的影響

有研究表明，土壤重金屬空間分布受自然與人為因素共同控制，人為活動會導(dǎo)致重金屬在同一塊地分布不均勻，導(dǎo)致同一塊地重金屬分布具有一定的差異性[16-17]。本研究中不同水稻品種重復(fù)間根區(qū)土壤重金屬全量與有效態(tài)存在一定的田間異質(zhì)性，與秦冉等[15]在蕓豆上的研究結(jié)果一致。這可能是由土壤類型與人為活動不同導(dǎo)致的結(jié)果。猜測可能是水稻田進(jìn)出水口處水位變化導(dǎo)致土壤氧化還原電位（Eh）大小不同，Eh 是影響土壤重金屬形態(tài)和溶解度的主要因素之一[18-19]。由于重金屬易與對Eh 敏感的組分發(fā)生吸附、絡(luò)合、沉淀等化學(xué)反應(yīng)，土壤氧化還原電位的升降會直接或間接導(dǎo)致土壤重金屬生物有效性的變化[19]，如淹水條件下土壤中硝鹽、鐵錳氧化物和硫酸鹽等被還原，使重金屬離子（如Cd）與之形成硫化物沉淀（CdS），在這過程中可能會導(dǎo)致部分重金屬被還原（如Cr 和Hg），或部分重金屬元素如Pb 等與OH-反應(yīng)形成難溶化合物，從而降低土壤中Cd、Cr 和Pb 等的生物有效性，不同的氧化還原電位對水稻土Cu、Zn、Ni 等形態(tài)變化具有顯著影響[20-21]。pH 是影響土壤重金屬有效態(tài)含量的重要因素之一[22]，本研究中不同水稻品種根區(qū)土壤pH 具有一定差異，導(dǎo)致這種差異的原因可能有以下兩方面：一是Eh 變化時，pH 也會隨之變化；二是不同水稻品種根系分泌的有機(jī)酸、氨基酸和酚類等物質(zhì)不同[12，23]。通過改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)而影響重金屬的生物有效性[24]，這進(jìn)一步解釋了本研究不同水稻品種間重金屬累積存在一定田間異質(zhì)性的原因。

3.2 不同水稻品種對不同重金屬元素吸收累積的影響

本研究中，參試水稻品種糙米對試驗地土壤中6種重金屬的吸收累積效果存在顯著差異。根據(jù)聚類分析可分為較低值類、中間值類和較高值類。本研究試驗區(qū)土壤Cd、Cr、Ni 和Cu 含量均高于土壤風(fēng)險篩選值，但參試水稻糙米中重金屬超標(biāo)率與土壤含量并非呈簡單線性關(guān)系。如試驗區(qū)土壤Cd 含量在超過貴州土壤背景值情況下，參試品種糙米Cd 含量極低，而Pb 表現(xiàn)則相反，有5 個品種存在Pb 超標(biāo)，Pb 超標(biāo)風(fēng)險需引起關(guān)注。這與水稻品種遺傳特性差異以及對Pb 的吸收能力不同有一定關(guān)系[25]，這5 個水稻品種對Pb 具有較強(qiáng)的基因表達(dá)能力和吸收機(jī)制[26]。本研究中，水稻對不同重金屬富集能力強(qiáng)弱表現(xiàn)為Zn＞Cd＞Cr＞Cu＞Ni＞Pb 的規(guī)律，對Zn 的富集能力最強(qiáng)，其次是Cd 和Cr，這與前人在水稻[25]、苦蕎[27]和蕓豆[15]上的研究結(jié)果一致，可能是因為不同基因型水稻品種根系對重金屬吸收和不同器官對重金屬元素的運輸通道和轉(zhuǎn)運機(jī)制不同。結(jié)合糙米對土壤重金屬元素的富集系數(shù)及其重金屬超標(biāo)情況，雖然糙米對Cd 土壤全量的富集系數(shù)遠(yuǎn)大于Cr 和Pb，但糙米Cr 含量全部超標(biāo)、Pb 含量部分超標(biāo)、而Cd含量全不超標(biāo)。導(dǎo)致這種差異的原因可能有以下三方面：一是因為土壤重金屬多以伴生或共生狀態(tài)存在，它們之間存在一定拮抗或協(xié)同作用，不同重金屬競爭生物吸附位點的能力存在差異[28]。水稻根系對Cr 和Pb的結(jié)合能力強(qiáng)于對Cd，或者水稻對Cr 和Pb 吸收存在某種相同的轉(zhuǎn)運蛋白，尤其在土壤Cr 含量很高的時候，水稻首先吸收Cr，弱化了水稻對Cd 的吸收[28]。二是水稻應(yīng)對Cd 脅迫時，根系對Cd 產(chǎn)生滯留作用，導(dǎo)致Cd 向水稻地上部轉(zhuǎn)運減少，或者水稻體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)活性提高，清除Cd 誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧自由基，提高了水稻對Cd 的耐性[29]。三是土壤Zn 含量高，抑制了水稻對Cd 的吸收和遷移。研究表明，在土壤中增施Zn 元素，會顯著降低土壤中的Cd 向植物中遷移[28]。季冬雪等[30]研究表明，在單一Cd 濃度溶液中添加Zn 可使水稻幼苗Cd 含量最高降低48.4%?？梢?，影響水稻對重金屬的吸收因素并不是單一的，除本身的遺傳特性和環(huán)境因子外，還與重金屬元素之間的復(fù)合作用有關(guān)，但因其比較復(fù)雜，影響因素較多，具體作用機(jī)理還需后續(xù)進(jìn)一步研究。

3.3 重金屬低累積水稻品種推薦

重金屬累積能力是低累積水稻品種篩選的第一指標(biāo)，通常情況下，單項重金屬元素的低積累水稻品種篩選以籽粒對重金屬的富集系數(shù)與單因素評價指數(shù)（Pi）為依據(jù)，將籽粒重金屬富集系數(shù)與單因素評價指數(shù)（Pi）最小值的水稻作為單項重金屬低積累推薦品種。多目標(biāo)重金屬元素復(fù)合污染下低積累品種篩選以內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（PZ）作為依據(jù)，在重金屬復(fù)合污染條件下篩選低累積品種，應(yīng)結(jié)合多元素污染程度進(jìn)行評價，綜合污染指數(shù)最低且處于警戒線或以下的品種可認(rèn)為是低累積品種[27]。本研究中雖然蓉3 優(yōu)918、野香優(yōu)2988、樂優(yōu)891、中優(yōu)295 和秀香優(yōu)8 號等5 個品種的產(chǎn)量較高，但其綜合污染指數(shù)均達(dá)中度污染水平，不宜在該地區(qū)種植。宜香優(yōu)800 綜合污染指數(shù)處于警戒線水平，且產(chǎn)量居中，可推薦為低累積水稻品種種植。