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-论文.pdf

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1、中国农业科学2014，47(17)：3434—3443ScientiaAgriculturaSinica基于水稻根伸长的不同土壤中镉(Cd)毒性阈值(EO)及预测模型宋文恩，陈世宝(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081)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污染的生态风险闽值研究较少。研究通过ISOI1269—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(EC，a=l0，50)

2、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IS011269—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毒性的剂量一效应关系、毒性阈值(EC，l0，50)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

3、的cd对水稻毒性的1O％抑制浓度的毒性阈值(EC。。)和半抑制浓度(EC。)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EC(a=l0，50)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Ec问有显著差异。其中，以cd敏感性水稻品种T167测试的不同土壤Eco变化为l_4O一5．25mg·kg～，最大相差275．O％，EC。变化为17．83～46．93mg·kg’。，最大相差

4、163．2％；以cd非敏感性水稻品种x45测试的不同土壤Eco变化为1．72—8．22mg·kg，最大相差377．9％，Bc。变化为26．96—68．16mg·kg～，最大相差152．8％。通过水稻cd毒性闽值Ec与土壤性质问的多元回归分析表明，土壤pH、有机碳(Of)、阳离子交换量(CEC)与水稻cd毒性闽值间呈正相关关系，基于土壤主要性质的水稻cd毒性预测模型表明，Ec。实测值均在预测值2倍误差(士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

5、异，土壤pH、0c及CEC与水稻cd的毒性阈值间呈显著正相关关系(尸<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毒性闽值有明显差异，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。关键词：水稻；镉；毒性阈值；预测模型TheToxicityThresholds(ECx)ofCadmium(Cd)toRiceCultivarsasDeterminedbyRoot-ElongationTestsinSoilsandItsP

6、redictedModelsSONGWen—el1，CHENShi—bao(InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences，Beijing100081)Abstract：[Objective]AlthoughtheattentionhasbeenpaidfordecadestotheecologicalriskofCdtoriceinsoils，moststudiesfocusedo

7、nitshealthyriskintermsofthefoodstandardinsteadofitsecologicalriskandtoxicitythresholdsinsoils．Thetoxicity收稿日期：2014．03．19；接受日期：2014．05—16基金项目：国家自然科学基金(41271490，21077131)、农业部农业公益性行业科研专项(200903015)联系方式：宋文恩，E-mail：songwenen@caas．cn。通信作者陈世宝，E-mail：chenshibao@caas

8、．cn17期宋文恩等：基于水稻根伸长的不同土壤中镉(cd)毒性阈值(EC)及预测模型3435thresholds(EC，x-=10，50)anditspredictedmodelsofCdtoricecultivarsinvarioussoilsinChinaweredeterminedusingISO11269-1root—elongationendpointswiththeaimo