基于水稻根伸长的不同土壤中镉（Cd）毒性阈值（ECx）及预测模型

• 作者: 宋文恩 陈世宝
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 水稻 镉 毒性阈值 预测模型
• 年，卷（期）: 2014,（17）
• 所属期刊栏目: 土壤肥料?节水灌溉?农业生态环境
• 页码范围: 3434-3443
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【目的】虽然土壤中镉（Cd）污染对水稻的生态风险受关注已久，然而大量研究集中在基于稻米中 Cd限量标准的健康风险研究，而针对土壤中Cd污染的生态风险阈值研究较少。研究通过ISO11269-1根伸长毒性测试方法，测定不同性质土壤中 Cd 对水稻的毒性阈值（ECx，x=10，50）及其预测模型，以期为基于生态毒理效应的中国土壤Cd污染基准值的修订提供参考。【方法】采用中国8种不同性质农田土壤和3种不同Cd敏感性差异的水稻品种（T优167，T167；陆两优28，L28；湘早45，X45）为试材，每种土壤添加7个Cd浓度，通过ISO11269-1根伸长测试方法，测量水稻根的相对伸长量，并结合Log-Logistic分布函数模型测定不同土壤中水稻Cd毒性的剂量-效应关系、毒性阈值（ECx,x=10,50）及其预测模型。【结果】随着土壤Cd浓度的增加，不同土壤中水稻的相对根长（%）逐渐减小，基于根伸长的Cd对水稻毒性的10%抑制浓度的毒性阈值（EC10）和半抑制浓度（EC50）值在不同土壤和不同Cd敏感性水稻品种间有较大差异。总体而言，在3种不同Cd敏感性（T167＞L28＞X45）水稻品种中，同一土壤中Cd的水稻毒性ECx（x=10，50）随着水稻对Cd胁迫的敏感性增强而降低；就单一品种水稻而言，不同土壤的Cd水稻毒性阈值ECx间有显著差异。其中，以Cd敏感性水稻品种T167测试的不同土壤EC10变化为1.40-5.25 mg·kg-1，最大相差275.0%，EC50变化为17.83-46.93 mg·kg-1，最大相差163.2%；以Cd非敏感性水稻品种X45测试的不同土壤EC10变化为1.72-8.22 mg·kg-1，最大相差377.9%，EC50变化为26.96-68.16 mg·kg-1，最大相差152.8%。通过水稻Cd毒性阈值ECx与土壤性质间的多元回归分析表明，土壤pH、有机碳（OC）、阳离子交换量（CEC）与水稻Cd毒性阈值间呈正相关关系，基于土壤主要性质的水稻Cd毒性预测模型表明，EC50实测值均在预测值2倍误差（±S.D）范围内。【结论】基于ISO11269-1根伸长毒性测试结果表明，不同土壤中Cd的水稻毒性阈值间有显著差异，土壤pH、OC及CEC与水稻Cd的毒性阈值间呈显著正相关关系（P＜0.05），基于上述土壤性质的预测模型可以很好预测不同土壤中Cd对水稻的毒性；不同Cd敏感性品种对测定土壤中水稻Cd毒性阈值有明显差异，因此，在制订土壤中Cd的生态基准时应充分考虑不同物种的敏感性差异特征。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈世宝	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	41	1283	19.0	35.0
2	宋文恩	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	4	62	3.0	4.0