镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.007

河南农业科学 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (6): 61-69.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.06.007

所属专题：污染耕地作物品种筛选

镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价

张秀锦¹，张容慧²，蔡景行³，王国坤⁴，柴冠群⁵，黄承玲¹，范成五⁵

（1.贵州民族大学生态环境工程学院，贵州贵阳 550025；2.贵州大学农学院，贵州贵阳 550025；3.贵阳市乡村振兴服务中心，贵州贵阳 550081；4.清镇市种植业服务中心，贵州清镇 551400；5.贵州省农业科学院土壤肥料研究所，贵州贵阳 550006）

收稿日期:2023-01-29 出版日期:2023-06-15 发布日期:2023-07-10
通讯作者: 黄承玲（1977-），女，贵州毕节人，教授，博士，主要从事植物资源保护与利用、土壤污染与农产品安全生产研究。E-mail：282148027@qq.com 范成五（1977-），男，贵州安顺人，研究员，主要从事农业资源利用与环境研究。E-mail：gzfcw@163.com
作者简介:张秀锦（1996-），女，山西晋中人，在读硕士研究生，研究方向：重金属污染土壤修复。E-mail：18503458090@163.com
基金资助:
国家重点研发计划项目（2018YFD0800602）；贵州省科研机构服务企业行动计划项目（黔科合服企（［2015］4001））

Screening and Health Risk Assessment of Low Accumulation Rice Varieties in Nickel Polluted Paddy Fields

ZHANG Xiujin¹，ZHANG Ronghui²，CAI Jinghang³，WANG Guokun⁴，CHAI Guanqun⁵，HUANG Chengling¹，FAN Chengwu⁵

（1.College of Ecological and Environmental Engineering，Guizhou Minzu University，Guiyang 550025，China；2.Agricultural College，Guizhou University，Guiyang 550025，China；3.Guiyang Rural Revitalization Service Center，Guiyang 550081，China；4.Qingzhen Planting Service Center，Qingzhen 551400，China；5.Soil and Fertilizer Institute，Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guiyang 550006，China）

Received:2023-01-29 Published:2023-06-15 Online:2023-07-10

摘要/Abstract

摘要： 为筛选出适用于黔中地区稻田安全生产的镍（Ni）低积累水稻品种，采用田间试验法，以黔中地区主栽的10个水稻品种为研究对象，测定不同部位Ni含量，研究Ni在稻米中的累积和转运特征，并对10个水稻品种进行聚类分析及健康风险评价。结果表明，10个水稻品种中宜香优800稻米Ni含量最低，为0.372 mg/kg；乐优891稻米Ni含量最高，为2.136 mg/kg。宜香优800稻米对Ni的富集能力及Ni由稻壳向稻米转运的能力均低于其他9个水稻品种。基于稻米Ni含量对水稻品种聚类的结果表明，宜香优800为低值类（第Ⅰ类）品种。健康风险评价显示，10个水稻品种对不同人群的THQ（目标危害系数）值均小于1，无健康风险。宜香优800的THQ值最低，结合稻米Ni含量，推荐其作为黔中地区Ni低积累水稻品种。

关键词: 水稻, 品种筛选, 镍, 富集, 转运, 聚类分析, 目标危害系数

Abstract: In order to screen rice varieties with low nickel（Ni）accumulation suitable for safe production in rice fields in the central Guizhou，field experiments were conducted to determine the Ni content in different parts of ten main rice varieties grown in the central Guizhou region.The accumulation and transport characteristics of Ni in brown rice were studied，and cluster analysis and health risk assessment were conducted.The results showed that the brown rice of Yixiangyou 800 had the lowest Ni content of 0.372 mg/kg，while Leyou 891 had the highest Ni content of 2.136 mg/kg among the ten rice varieties.Yixiangyou 800 had lower Ni bioconcentration and translocation abilities from rice husks to brown rice than the other nine rice varieties. Based on the clustering analysis of brown rice Ni content in different rice varieties，Yixiangyou 800 was classified as the low⁃value class（class Ⅰ）variety.The THQ（target hazard quotient）values of the ten rice varieties for different population groups were all less than 1，indicating no health risk.Health risk assessment showed that Yixiangyou 800 had the lowest THQ value，and combined with the Ni content in brown rice，it was recommended as a rice variety with low Ni accumulation for the central Guizhou.

Key words: Rice, Variety selection, Nickel, Bioconcentration, Transport, Cluster analysis, Target hazard quotient

中图分类号:

S511
X53

张秀锦, 张容慧, 蔡景行, 王国坤, 柴冠群, 黄承玲, 范成五. 镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 61-69.

ZHANG Xiujin, ZHANG Ronghui, CAI Jinghang, WANG Guokun, CHAI Guanqun, HUANG Chengling, FAN Chengwu. Screening and Health Risk Assessment of Low Accumulation Rice Varieties in Nickel Polluted Paddy Fields[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2023, 52(6): 61-69.

参考文献

［1］田茂苑.贵州喀斯特地区不同水稻土镉污染风险格局划分［D］.贵阳：贵州大学，2019.
TIAN M Y.Classification of cadmium pollution risk patterns of different paddy soils in Karst area of Guizhou［D］.Guiyang：Guizhou University，2019.
［2］WU H，LIU Q，MA J，et al.Heavy meta（l loids）in typical Chinese tobacco⁃growing soils：Concentrations，influence
factors and potential health risks［J］.Chemosphere，2020，245（S）：125591.
［3］陈拙，吴攀，孟伟，等.喀斯特地区清虚洞组地层风化对土壤重金属累积的影响［J］.生态学杂志，2019，38（12）：3747⁃3753.
CHEN Z，WU P，MENG W，et al.Effect of weathering of Qingxudong on heavy metal accumulation in soil in Karst area［J］.Journal of Ecology，2019，38（12）：3747⁃3753.
［4］王丙烁，黄益宗，王农，等.镍污染土壤修复技术研究进展［J］.农业环境科学学报，2018，37（11）：2392⁃2402.
WANG B S，HUANG Y Z，WANG N，et al.Advances in research on remediation technology of nickel⁃contaminated soil［J］.Journal of Agro⁃Environment Science，2018，37（11）：2392⁃2402.
［5］GUAN X，SUN L N.Current Situation and the harm of soil heavy metal pollution and food safety［J］.Applied Mechanics and Materials，2014，3547（675）：612⁃614.
［6］陈彩艳，唐文帮.筛选和培育镉低积累水稻品种的进展和问题探讨［J］.农业现代化研究，2018，39（6）：1044⁃1051.
CHEN C Y，TANG W B.A perspective on the selection and breeding of low Cd rice［J］.Research of Agricultural Modernization，2018，39（6）：1044⁃1051.
［7］薛涛，廖晓勇，王凌青，等.镉污染农田不同水稻品种镉积累差异研究［J］.农业环境科学学报，2019，38（8）：1818⁃1826.
XUE T，LIAO X Y，WANG L Q，et al.Cadmium accumulation in different of rice cultivars form cadmium polluted paddy fields［J］.Journal of Agro⁃Environment Science，2019，38（8）：1818⁃1826.
［8］QIU Q，WANG Y，YANG Z，et al .Effects of phosphorus supplied in soil on subcellular distribution and chemical forms of cadmium in two Chinese flowering cabbage（Brassica parachinensis L.） cultivars differing in cadmium accumulation［J］.Food and Chemical Toxicology，2011，49（9）：2260⁃2267.
［9］柳赛花，纪雄辉，谢运河，等.基于GGE双标图和BLUP分析筛选镉砷同步低累积水稻品种［J］.生态环境学报，2021，30（2）：405⁃411.
LIU S H，JI X H，XIE Y H，et al.Screening of cadmium and arsenic synchronous low⁃accumulating rice cultivars based on GGE double plot and BLUP analysis［J］.Ecology and Environmental Sciences，2021，30（2）：405⁃411.
［10］周歆.重金属低累积水稻品种筛选及稻田化学改良技术研究［D］.长沙：中南林业科技大学，2019.
ZHOU X.Selection of paddy rice varieties of low heavy metal accumulation and chemical modification of paddy field［D］.Changsha：Central South Forestry University，2019.
［11］白玉杰，陈小华，沈根祥，等.不同作物对土壤中Ni的富集特征及低累积品种筛选［J］.生态环境学报，2019，28（10）：2098⁃2104.
BAI Y J，CHEN X H，SHEN G X，et al.Accumulation characteristics of Ni in different crops and screening of low⁃Ni accumulation crops［J］.Ecology and Environmental Sciences，2019，28（10）：2098⁃2104.
［12］冯爱煊，贺红周，李娜，等.基于多目标元素的重金属低累积水稻品种筛选及其吸收转运特征［J］.农业资源与环境学报，2020，37（6）：988⁃1000.
FENG A X，HE H Z，LI N，et al.Screening of rice varieties with lowaccumulation of heavy metals based on multi⁃target elements and their absorption and transport characteristics in rice plants［J］.Journal of Agricultural Resources and Environment，2020，37（6）：988⁃1000.
［13］王会来，陈丽芬，李赛慧，等.镉轻度污染农田的水稻品种筛选［J］.浙江农业科学，2022，63（8）：1657⁃1660.
WANG H L，CHEN L F，LI S H，et al.Screening of rice varieties in fields lightly polluted by cadmium［J］.Journal of Zhejiang Agricultural Sciences，2022，63（8）：1657⁃1660.

［14］吴明言，王果，BLESSING James，等.土壤镍在不同籼稻品种中的富集［J］.热带作物学报，2015，36（9）：1574⁃1579.

WU M Y，WANG G，BLESSING J，et al.Accumulation of soil nickel in the grains of different indica rice［J］.Journal of Tropical Crops，2015，36（9）：1574⁃1579.
［15］冯莲莲.重金属低积累水稻品种筛选研究［D］.福州：福建农林大学，2018.
FENG L L.Study on the screening of low accumulation rice cultivars［D］.Fuzhou：Fujian Agriculture and Forestry University，2018.
［16］肖蓉，聂园军，曹秋芬，等.中、轻度重金属污染农田的特征及治理［J］.中国农学通报，2018，34（33）：101⁃106.
XIAO R，NIE Y J，CAO Q F，et al.Farmland contaminated by moderate and mild heavy metal pollution：Characteristics and abatement strategies［J］.China Agricultural Science Bulletin，2018，34（33）：101⁃106.
［17］中华人民共和国生态环境部. 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准：GB 15618—2018［EB/OL］.（2018⁃08⁃01）［2022⁃08⁃31］.https：//www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/trhj/201807/t20180703_446029.shtml.
Ministry of Ecology and Environment of the People’s Republic of China. Soil environmental quality⁃Risk control standard for soil contamination of agricultural land：GB 15618—2018 ［EB/OL］.（2018⁃08⁃01）［2022⁃08⁃31］.https：//www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/trhj/201807/t20180703_446029. shtml.
［18］中国环境监测总站. 中国土壤元素背景值［M］.北京：中国环境科学出版社，1990.
China Environmental Monitoring Station.Background values of soil elements in China［M］.Beijing：China Environmental Science Press，1990.
［19］敖明，柴冠群，范成五，等.稻田土壤和稻米中重金属潜在污染风险评估与来源解析［J］.农业工程学报，2019，35（6）：198⁃205，324.
AO M，CHAI G Q，FAN C W，et al.Evaluation of potential pollution risk and source analysis of heavy metals in paddy soil and rice［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2019，35（6）：198⁃205，324.
［20］鲍士旦.土壤农化分析［M］.北京：中国农业出版社，2000.
BAO S D. Soil agro⁃chemical analysis［M］.Beijing：China Agricultural Press，2000.
［21］魏军晓，耿元波，岑况.北京市售大米重金属含量监测及膳食风险评估［J］.现代食品科技，2018，34（6）：267⁃273.
WEI J X，GENG Y B，CEN K.Heavy metal content monitoring and dietary risk assessment of commercial rice in Beijing［J］.Modern Food Science and Technology，2018，34（6）：267⁃273.
［22］李如忠，潘成荣，徐晶晶，等.典型有色金属矿业城市零星菜地蔬菜重金属污染及健康风险评估［J］.环境科学，2013，34（3）：1076⁃1085.
LI R Z，PAN C R，XU J J，et al.Contamination and health risk for heavy metals via consumption of vegetables grown in fragmentary vegetable plots from a typical nonferrous metals mine city［J］.Environmental Science，2013，34（3）：1076⁃1085.
［23］傅逸根，胡欣，俞苏霞.食品中镍限量卫生标准的研究［J］.浙江省医学科学院学报，1999，10（1）：9⁃11.
FU Y G，HU X，YU S X.Study on the hygienic standard for the limit of nickel in food［J］.Journal of hejiang Academy of Medical Sciences，1999，10（1）：9⁃11.
［24］祝志娟，傅志强.不同农艺措施对双季稻植株地上部镉积累的影响［J］.河南农业科学，2020，49（1）：31⁃43.
ZHU Z J，FU Z Q.Effects of different agronomic measures on cadmium accumulation in overground part of double⁃cropping rice［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2020，49（1）：31⁃43.
［25］孙亚莉，刘红梅，徐庆国.镉胁迫对不同水稻品种种子萌发特性的影响［J］.中国水稻科学，2017，31（4）：425⁃431.
SUN Y L，LIU H M，XU Q G.Effects of cadmium stress on rice seed germination characteristics［J］.Chinese Journal of Rice Science，2017，31（4）：425⁃431.
［26］韦小了，牟力，付天岭，等.钝化剂组合对水稻土Pb、Zn赋存形态及水稻根系富集的影响［J］.河南农业科学，2019，48（7）：59⁃67.
WEI X L，MOU L，FU T L，et al.Effects of passivator combinations on Pb、Zn form in paddy soil and the enrichment by rice roots system［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2019，48（7）：59⁃67.
［27］RÖMHLD V. The role of phytosiderophores in acquisition of iron and other micronutrients in graminaceous species：An ecological approach［J］.Plant and Soil，1991，130：127⁃134.
［28］康立娟，刘迎春，李立英，等.镍对水稻生长发育影响和残留规律的研究［J］.农业环境保护，1997，16（3）：135⁃137，145.
KANG L J，LIU Y C，LI L Y，et al.Study on the effect of Ni on the development of rice and its residue behaviour［J］.Agricultural Environmental Protection，1997，16（3）：135⁃137，145.
［29］赵勇，李红娟，孙治强.土壤、蔬菜Cd污染相关性分析与土壤污染阈限值研究［J］.农业工程学报，2006，22（7）：149⁃153.
ZHAO Y，LI H J，SUN Z Q.Correlation analysis of Cd pollution in vegetables and soil and the soil pollution threshold［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2006，22（7）：149⁃153.
［30］关卉，王金生，万洪富，等.雷州半岛农业土壤与作物镍含量及其潜在健康风险［J］.农业环境科学学报，2007，26（4）：1411⁃1416.
GUANG H，WANG J S，WAN H F，et al.Content of nickel in agricultural soil and crops in Leizhou Peninsula and the potential risks to health［J］.Journal of Agro⁃Environment Science， 2007， 26 （4）：1411⁃1416.
［31］廖自基.环境中微量重金属元素的污染危害与迁移转化［M］.北京：科学出版社，1989.
LIAO Z J.Pollution hazards and migration and transformation of trace heavy metals in the environment［M］.Beijing：Science Press，1989.
［32］谭周镃.稻米重金属污染的调查研究及其对策思考［J］.湖南农业科学，1999，14（5）：26⁃28.
TAN Z Z.Investigation on heavy metal pollution of rice and its countermeasures［J］.Hunan Agricultural Sciences，1999，14（5）：26⁃28.
［33］李贵杰.不同水稻品种对土壤重金属吸收及分配的差异［D］.广州：华南农业大学，2006.
LI G J.Difference of soil heavy metal absorption and distribution by different rice varieties［D］.Guangzhou：South China Agricultural University，2006.
［34］莫争，王春霞，陈琴，等.重金属Cu，Pb，Zn，Cr，Cd在水稻植株中的富集和分布［J］.环境化学，2002，21（2）：110⁃116.
MO Z，WANG C X，CHEN Q，et al.Distribution and enrichment of heavy metals of Cu，Pb，Zn，Cr，Cd in paddy plant［J］.Environmental Chemistry，2002，21（2）：110⁃116.
［35］秦冉，娄飞，代良羽，等.地质高背景区镉污染稻田中低累积水稻品种筛选［J］.南方农业学报，2021，52（10）：2709⁃2716.
QIN R，LOU F，DAI L Y，et al.Screening of low⁃bioaccumulation rice varieties in cadmium contaminated paddy fields with high geological background［J］.Journal of Southern Agriculture，2021，52（10）：2709⁃2716.
［36］AYOUB I，LU S G，DANKOU B，et al.Spatial distribution of magnetic properties and selected heavy metals in calcareous soils as affected by land use in the Isfahan region，Central Iran［J］.Pedosphere，2012，22（1）：33⁃47.
［37］BHATTACHARYYA P， CHAKRABARTI K，CHAKRABORTY A，et al.Cobalt and nickel uptake by rice and accumulation in soil amended with municipal solid waste compost［J］.Ecotoxicology and Environmental Safety，2008，69（3）：506⁃512.
［38］陈同斌，宋波，郑袁明，等.北京市菜地土壤和蔬菜镍含量及其健康风险［J］.自然资源学报，2006，21（3）：349⁃361.
CHEN T B，SONG B，ZHENG Y M，et al.Nickel content and health risk of vegetable soil and vegetables in Beijing［J］.Journal of Natural Resources，2006，21（3）：349⁃361.

[1]	樊一凡, 张艳艳, 王艺媚, 李俊周, 杜彦修, 孙红正, 彭廷, 赵全志, 张静. 不同播期温光条件对籼稻产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 17-27.
[2]	乔雨轩, 申潇潇, 焦雪辉, 周小娟, 岳长平, 史喜兵. 基于表型性状的观赏桃种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 108-117.
[3]	杨明达, 张素瑜, 李帅, 郑东方, 杨慎骄, 关小康, 王同朝. 不同播种灌溉方式对夏玉米出苗、干物质积累及转运和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 22-31.
[4]	谢世兴, 蒋超, 赵冰欣, 董晓旭, 栗慧, 卢海博, 赵海超, 刘松涛, 魏东, 黄智鸿. 冀西北寒旱区不同鲜食玉米品种秸秆饲用品质特性研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 32-40.
[5]	许志敏, 朱峻熙, 熊志秦, 朱佳, 万艳萍, 丁国昌. 铜锌复合胁迫下禾本科观赏草的富集、转运效应评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 116-124.
[6]	王晓洁, 黎美霞, 陶蕾, 张波, 何昕孺, 米佳, 戴国礼, 徐文娣. 48 份黑果枸杞种质主要表型和品质性状的遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 78-90.
[7]	郭梦露, 李建奇, 鲁豫. 植物激素与螯合剂复合处理对镉胁迫下马齿苋发育和修复效果的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 102-109.
[8]	赵彪, 冯旭, 贺付蒙, 徐永清, 石齐海, 冯艳忠, 李凤兰. EM富硒酵母菌剂的制备及其在水稻富硒生产中的应用[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 26-35.
[9]	解文孝, 姜秀英, 吕军, 潘争艳, 韩勇, 王庆新, 李建国. 不同叶位功能叶片对不同穗型水稻籽粒灌浆特性及稻米品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 36-44.
[10]	豆丹丹, 孙建军, 王德新, 郭玉玺, 郭新海, 丁超明. 播期对早中稻产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 12-23.
[11]	陈涵, 胡慧云, 程建峰, 黄英金, 毛晓嵘, 徐小明, 曾研华. 不同基因型甘薯块根自然富集元素能力的差异性[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 24-39.
[12]	程志强, 方圣辉. 基于水稻三维模型的表型参数提取及生物量估测[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 144-153.
[13]	黄海, 瞿小杰, 刘金海, 彭赞文. 盐碱胁迫下不同倍性水稻4 种转录因子家族基因的表达模式分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 22-33.
[14]	赵海军, 史佳晴, 王彬, 郭益洋, 胡小丽, 韩赞平. 150 份玉米自交系籽粒及其品质性状的综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 33-39.
[15]	韦钙兴, 易文龙, 刘昱成, 赵应丁, 陈庭倬. 基于改进U-Net 的水稻叶片细胞分割方法研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 153-160.

镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价

Screening and Health Risk Assessment of Low Accumulation Rice Varieties in Nickel Polluted Paddy Fields

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