龚艳胡定金彭立军闻胜

（1湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，武汉430064；2应用毒理湖北省重点实验室/湖北省疾病预防控制中心，武汉430079；第一作者：gongyan1026@qq.com；*通讯作者）

湖北省早稻主栽品种中镉含量差异性研究

龚艳1胡定金1彭立军1闻胜2*

（1湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，武汉430064；2应用毒理湖北省重点实验室/湖北省疾病预防控制中心，武汉430079；第一作者：gongyan1026@qq.com；*通讯作者）

为了解湖北省早稻镉污染情况，以湖北省主要种植的31个早稻品种（包括19个常规稻，9个三系杂交稻，3个两系杂交稻）为研究对象，通过对839份稻米样品的镉含量进行检测，分析不同早稻品种镉含量的差异性。结果表明，湖北省早稻镉超标率为6.3%，低于全国平均水平；常规稻的镉含量明显高于杂交稻（P=0.031）；湖北省种植面积较大的早稻品种是两优287、金优402和鄂早18，金优402对应样品镉超标率为1.2%，其余2个品种超标率分别为4.0%和6.5%。

早稻；主栽品种；镉；湖北

镉是一种重金属元素，在冶金、塑料、电子等行业非常重要，但会对人体产生危害，如慢性镉中毒的“痛痛病”，其症状主要来源于镉对肾脏和骨骼的破坏。水稻是我国第一大粮食作物，稻米在我国尤其南方居民的膳食结构中占主要份额，但水稻被认为是对镉有较强耐受力的作物之一。据推测，镉进入水稻根部的皮层细胞后，与根内的蛋白质、多肽、多糖类、核糖类、核酸等化合物形成稳定的大分子络合物或不溶性有机大分子而沉积在水稻内[1]。2013年2月的“镉大米”事件给公众带来了较大恐慌，消费者对大米中镉含量的关注度越来越高。

水稻从生物学上分为籼、粳亚种；按品种类型可以分为常规稻、两系杂交稻、三系杂交稻。有研究表明，水稻对镉、铅、铬等重金属的吸收积累存在显著的基因型差异[2-8]。利用富集能力差的品种来降低重金属污染土壤生产的糙米中重金属含量，有望消除品种间的差异带来的健康风险。

湖北作为水稻主产省，2014年稻米产量达到1700 万t，但目前未见有湖北地区稻米重金属安全方面的相关报道。为此，笔者对2013年湖北省公安县、天门市、石首市等地31个主栽早稻品种精米中的镉含量进行测定，对比分析湖北地区早稻质量安全水平，以及主栽品种对镉的积累能力，以期筛选出镉低累积早稻品种。

1 材料与方法

1.1 采样区域及品种

为全面了解湖北省主要种植区早稻品种镉含量状况，根据2012年《湖北省农业统计年鉴》，选取早稻面积在667 hm2以上的产地进行采样，范围覆盖鄂东、鄂南、鄂西南等地区25个县（市、区），共839份：武汉、天门、鄂州、大冶各81份，武穴29份，宜昌、宜城、松滋、公安、石首、监利、赤壁、崇阳、洪湖、通城、阳新、黄梅、蕲春、浠水、团凤、麻城、红安、京山各27份。

1.2 采样方法

在确定的点位中心位置选取采样单元，单元面积不小于667 m2，采用对角线法，设置5个取样点，每个取样点不少于3株，截取稻穗，混匀后装入网袋中。每个样品应保证干燥后籽粒总量在1.0 kg左右。

1.3 水稻品种

2013年采集了湖北省31个早稻品种的839份样品，全部为籼稻（具体品种见表1）。常规稻为湖北省早稻主栽类型，占总品种数的61.3%，其次为三系杂交稻和两系杂交稻。

1.4 样品处理

将采回的水稻籽粒样品用鼓风干燥箱于60℃条件下烘干，使用小型脱壳机将水稻籽粒脱壳，得到糙米样品，再用小型精米机将糙米碾成精米，将精米碾磨成粉，过0.25 mm尼龙筛，置玻璃瓶中密封待测。

1.5 测试方法

准确称取0.20 g（精确至0.0001 g）样品，样品用湿式消解法消解后，用石墨炉原子吸收光谱法测定镉含量[9]。

1.6 质量控制

表1 湖北地区早稻主栽品种

在测定稻米样品的同时，使用国家标准物质大米GBW10010（GSB-1）进行质量控制。质控方法：每批样品30个，加测2个平行样品，2个平行空白样，1个平行质控样，1个质控盲样。空白要求：平行空白均值应当与方法检出限相当，相对偏差应当＜60%。平行双样要求：平行双样测定结果的绝对偏差值不得超过算术平均值的10%。平行质控样要求：每批消解样品做1组平行质控样，平行质控样均值应当落在范围之内；平行质控样的2个测定数据均落在范围之外时，本批检测结果无效，需重新测定。质控盲样要求：每批样品进行1次盲样测定。

1.7 数据分析

采用Excel和SPSS 19软件对各品种稻米样品测得的镉含量数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 湖北水稻镉含量总体情况

本次采集的839份水稻样品中，镉含量在0.001～ 0.312 mg/kg之间，平均值是0.073 mg/kg，中值是0.053 mg/kg，变异系数为96.5%，镉的超标率为6.3%。

2.2 不同早稻品种精米镉含量

从表2可见，不同早稻品种样品的镉含量差异较大。31个早稻样品镉含量平均值及中值最高的品种是常规稻湘矮早8号，最低的是三系杂交稻中9优974；31个品种中超标率最高的品种为常规稻湘早籼24，达33.3%；有14个品种镉含量低于国家限量0.2 mg/kg[10]，尤其是三系杂交稻中有66.7%早稻品种镉含量低于国家限量。

2.3 湖北省早稻品种分布情况

从表3可见，栽种区域最广的品种是两优287，样品所在区域来自武汉市黄陂区、石首市、公安县、天门市、枝江市、孝感市、团风县、红安县、洪湖市、黄梅县、京山县、武穴市、鄂州市梁子湖区、阳新县、监利县共计15个县（市、区），该品种对应的稻米样品数最多；其次是金优402，该品种样品来自松滋县、崇阳县、蕲春县、武汉市黄陂区、红安县、麻城市、鄂州市华容区、通城县、赤壁市共计9个县（市、区）；排第3位的是鄂早18，该品种样品来自麻城市、松滋县、武穴市、石首市、团风县、浠水县、蕲春县、鄂州市华容区、赤壁市共9个县（市、区）。3个品种对应稻米样品数占本次总样品的42.3%。

2.4 不同类型早稻精米镉含量

从图1可见，不同类型早稻镉含量不同，尤其是杂交稻与常规稻的差异显著（P=0.031），而两系杂交稻和三系杂交稻间差异不显著。从超标率看，常规稻也最高达9.3%，三系杂交稻和两系杂交稻分别为5.7%和3.9%，说明常规稻受镉污染情况比杂交稻严重。

3 结论与讨论

稻米是我国居民的主粮之一，随着我国工业现代化的发展，农田生态环境遭到严重破坏，稻米也受到不同程度污染。2002年，农业部稻米及制品质量监督检验测试中心对全国稻米安全性抽检结果表明，镉超标率为10.3%；2015年，李波等[11]对广东省主栽水稻品种稻米重金属含量进行了研究，结果显示，广东地区稻米镉超标率为11.1%。本研究结果表明，湖北省早稻镉超标率为6.3%，低于全国平均水平，略高于福建省（5.0%左右）[12]。

从本研究的稻米镉超标情况来看，湖北地区早稻的镉含量总体处于安全水平，但仍然有部分样品存在安全隐患，原因来自4个方面：一是湖北省少部分地区稻米的生长环境可能已经受到一定程度的污染，如湖北大冶市矿产资源丰富。孙清斌等[13]对大冶典型铜矿区周边农田土壤重金属污染情况进行分析时发现，土壤受到重金属不同程度的污染，其中镉严重超标。二是南方土壤偏酸性导致镉活性强，较易被水稻吸收积累。任荣富等[14]研究发现，土壤酸碱度直接影响生物对重金属的吸收，土壤pH值为5.0时，稻米中镉含量达最高值，稻米镉含量随土壤酸度减弱而降低。三是土壤有机质含量、肥料施用情况等因素也会影响水稻对镉的吸收[15]。此外，在我国南方部分土壤酸性严重的地区，其稻种推广在传统产量、品质和抗病虫害、抗高温、抗倒伏等适应性之外，未考虑品种对镉的吸收累积特性。

表2 不同品种早稻镉含量

表3 湖北地区早稻主栽品种分布及镉含量超标情况

图1 湖北地区不同类型早稻镉含量

本研究通过对湖北地区籼型两系杂交稻、籼型三系杂交稻和籼型常规稻这3种类型的主栽品种的镉含量进行测定，结果显示，籼型常规稻对镉的积累高于籼型杂交稻，两系杂交稻和三系杂交稻镉含量无显著差异。该结果与其他学者报道的常规稻镉含量高于杂交稻结果一致[11，16-18]。然而，殷敬峰等[19]发现，常规稻和杂交稻糙米中镉含量无显著差异，且三系杂交稻的糙米镉含量极显著高于两系杂交稻；另有学者[20-21]研究发现，杂交稻对镉的吸收比常规稻强。造成研究结果差异的原因在于试验者采用的水稻品种不同，且与水稻种植环境、肥水管理、精米糙米镉含量差异等因素有关。

湖北地区种植范围较广的早稻品种是两优287、金优402和鄂早18，对比这3个品种的精米镉超标率情况发现，金优402超标率为1.2%，其余2个品种超标率分别为4.0%和6.5%。金优402早稻样品来自湖北省松滋县、崇阳县、蕲春县、武汉市黄陂区、红安县、麻城市、鄂州市华容区、通城县、赤壁市共计9个县（市、区），一方面推测金优402累积镉的能力较弱，以至种植地域虽广但超标率低。此外，金优系列除金优402，还有其他3个品种金优899、金优555和金优63的镉超标率为0。游书梅等[22]研究发现，选育镉吸收量低的杂交水稻组合时，不育系的选择比恢复系更为重要；姚文元[23]的研究显示，杂交稻的吸镉特性受父母本的共同影响，双亲有效加性作用位点在稻米镉遗传方面占主要作用。由此进一步推测不育系金23A可能为镉低积累品种筛选材料之一。另一方面，不排除这4个金优系列品种虽然种植地域广，但恰好因为种植环境优越、肥水管理措施得当等，致使超标率相对较低。

[1]王焕校，孙赛初，况平，等.高等水生植物中镉的富集分配规律及危害[J].环境科学学报，1984，4（3）：248-257.

[2]居学海，张长波，宋正国，等.水稻籽粒发育过程中各器官镉积累量的变化及其与基因型和土壤镉水平的关系[J].植物生理学报，2014，50（5）：634-640.

[3]陈新红，叶玉秀，潘国庆，等.杂交水稻不同器官重金属铅浓度与累积量[J].中国水稻科学，2014，28（1）：57-64.

[4]贺慧，陈灿，郑华斌，等.不同基因型水稻镉吸收差异及镉对水稻的影响研究进展[J].作物研究，2014，28（2）：211-215.

[5]范中亮，季辉，杨菲，等.不同土壤类型下杂交籼稻地上部器官对重金属镉和铅的富集特征[J].中国水稻科学，2010，24（2）：183-188.

[6]杜丽娜，李军，彭义，等.不同水稻品种中镉及微量元素含量的差异分析[J].沈阳农业大学学报，2012，43（2）：229-232.

[7]冯文强，涂仕华，秦鱼生，等.水稻不同基因型对铅镉吸收能力差异的研究[J].农业环境科学学报，2008，27（2）：447-451.

[8]程旺大，姚海根，张国平，等.镉胁迫对水稻生长和营养代谢的影响[J].中国农业科学，2005，38（3）：528-537.

[9]中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.15-2003食品中镉的测定.

[10]中华人民共和国卫生部.GB 2762-2012食品安全国家标准食品中污染物限量.

[11]李波，杜瑞英，文典，等.广东省主栽水稻品种稻米重金属含量差异研究[J].热带农业科学，2014，34（5）：5-10.

[12]涂杰峰，刘兰英，罗钦，等.福建省稻米镉含量及其健康风险[J].农业环境科学学报，2015，34（4）：695-701.

[13]孙清斌，尹春芹，邓金锋，等.大冶矿区周边农田土壤和油菜重金属污染特征研究[J].农业环境科学学报，2012，31（1）：85-91.

[14]任荣富，葛送来，解怀生，等.重金属铬和镉在土壤与稻米中的分布及其相关性[J].浙江农业科学，2011（1）：138-141.

[15]孙晋伟，黄益宗，石孟春，等.土壤重金属生物毒性研究进展[J].生态学报，2008，28（6）：2 861-2 869.

[16]仲维功，杨杰，陈志德，等.水稻品种及其器官对土壤重金属元素Pb、Cd、Hg、As积累的差异[J].江苏农业学报，2006，22（4）：331-338.

[17]曾翔，张玉烛，王凯荣，等.不同品种水稻糙米含镉量差异[J].生态与农村环境学报，2006，22（1）：67-69.

[18]刘志彦，田耀武，陈桂珠.矿区周围稻米重金属积累及健康风险分析[J].生态与农村环境学报，2010，26（1）：35-40.

[19]殷敬峰.镉、铜、锌在不同水稻品种中的积累差异研究[D].广州：华南农业大学，2007.

[20]王凯荣，龚惠群.两种基因型水稻对环境镉吸收与再分配差异性比较研究[J].农业环境科学学报，1996（4）：145-149.

[21]刁维萍.水稻不同基因型吸收积累镉的差异及其机理研究[D].杭州：浙江大学，2004.

[22]游书梅，曹应江，郑家奎，等.杂交稻与亲本稻米镉含量的相关性初步研究[J].杂交水稻，2012，27（6）：76-78.

[23]姚文元.稻米镉积累的遗传机制分析 [D].北京：中国科学院大学，2014.

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

湖北省农业科技创新中心项目（2015-620-000-001）；农业部稻米质量安全重金属风险评估重大专项（20130119）