广西镉地球化学异常区水稻籽粒镉含量预测模型|研究

来源：《农业环境科学学报》2019 年 12 期

作者：宋波¹，王佛鹏¹，周浪¹，庞瑞¹，吴勇²，陈同斌^1*

单位：1. 桂林理工大学环境科学与工程学院；2. 桂林理工大学地球科学学院

摘   要

为了解广西镉地球化学异常区土壤对水稻籽粒镉含量的影响，更进一步从局部有限的土壤-水稻“点”的研究拓展到镉异常区域范围内“面”的研究，共采集土壤-水稻样品656 件，采用逐步多元回归分析建立不同镉浓度等级下水稻籽粒重金属Cd 含量预测模型。

结果表明：研究区土壤呈中性（pH 均值为6.8），属矿质土壤（OM 均值为39.53 g·kg^-1），全量镉和有效态镉含量范围分别为0.078~7.893 mg·kg^-1 和0.028~5.875 mg·kg^-1；根据《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017），稻米Cd 超标率为13.6%；不同Cd 浓度等级下最佳预测模型分别为：G1（<0.5 mg·kg^-1）：lg（Cd-G）=1.561-3.782 lg（pH） 1.825 DTPA-Cd；G2（0.5~1.0 mg·kg^-1）：lg（Cd-G）=5.145-0.280 pH-2.448 lg（OM） 1.039 lg（DTPA-Cd）；G3（1.0~2.0 mg·kg^-1）：lg（Cd-G）=1.074-0.208 pH-0.029 OM 0.589 DTPA-Cd；G4（2.0~3.0 mg·kg^-1）：lg（Cd-G）=-0.897-0.026 OM 0.785 DTPA-Cd；G5（>3.0 mg·kg^-1）：lg（Cd-G）=0.791-1.322 lg（OM）。

总体上，广西镉异常区土壤中Cd 整体偏高，已经对水稻安全种植产生影响，预测模型能够较好地预测稻米中镉的累积量，为广西镉异常区内其他水稻产地的安全生产提供参考。

结论：

（1）研究区土壤呈中性（pH=6.8），有机质含量均值为39.53 g·kg^-1，有效态Cd 含量为0.028~5.875 mg·kg^-1，依照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018），水田土壤样点Cd 超标率为41.9%。

（2）水稻不同器官中Cd 含量趋势表现为：根>茎> 叶>籽粒。研究区水稻籽粒中Cd 含量为0.002~1.488 mg·kg^-1，根据《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017），稻米Cd 超标率为13.6%。可见镉异常区部分区域土壤中重金属Cd 已对水稻安全生产造成威胁。

（3）依据镉异常区土壤Cd 含量的不同，在不同浓度等级下得到最佳预测模型分别为：

G1：lg(Cd-G)=1.561-3.782 lg(pH) 1.825 DTPACd(R²=0.122，P<0.001)

G2：lg(Cd-G)=5.145-0.280 pH-2.448 lg(OM) 1.039 lg(DTPA-Cd)(R²=0.416, P<0.001)

G3：lg(Cd-G)=1.074-0.208 pH-0.029 OM 0.589 DTPA-Cd(R²=0.356，P<0.001)

G4：lg(Cd-G)=-0.897-0.026 OM 0.785 DTPA-Cd(R²=0.408，P<0.001)

G5：lg(Cd-G)=0.791-1.322 lg(OM)(R²=0.161，P=0.017)