早期预测稻米中重金属镉含量的方法

摘要

本发明提供一种早期预测稻米中重金属镉含量的方法，为稻米质量分级提供一种预测方法。早期预测稻米中重金属镉含量的方法，包括以下步骤：1)从有硬米粒出现开始，连续多次采集稻谷样本；2)烘干，测定稻米中镉含量。本发明可以提前三周预知某区域稻田谷子在收获期镉的含量水平，可在收获的时候按不同风险级别分别储存稻米，可为政府对不同安全级别的大米管理赢得时间，实际工作中操作简单，易于实施。

说明书

技术领域

本发明涉及一种早期预测稻米中重金属镉含量的方法，提前为稻米安全分 级管理提供一手数据。

背景技术

稻米是我国主要的粮食之一，全国60％以上的人口以稻米为主食，镉是一 种有毒重金属，损伤肾小管，特别是使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、 变形等一系列症状。为此，世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)规 定谷物中的镉最大允许量为0.1mg/kg，我国规定了稻米中镉最大限量为 0.2mg/kg。目前中国受重金属污染的耕地面积约占耕地总面积的1/5，污染的 土地有可能生产出污染的粮食作物，通过食物链威胁人类健康。近年来湖南、 广东出现的“镉米”,引起群众恐慌，反映了人们对大米质量安全的高度重视， 同时也反映出在粮食质量安全事件应急中存在的不足，由于水稻易于吸收重金 属镉，因此目前稻米镉是水稻生产的主要危害因子，如果在水稻收割前提前预 知某区域稻米中镉含量，就会为管理部门在管理上赢得时间，提前做好预警方 案，将不同镉污染水平区域的稻米分类储存，这在稻米质量分级管理中具有重 大意义。

CN103749223A公开了一种稻米镉超标的综合防治方法；CN103314693A公 开了一种磷酸二氢钾在减少稻米重金属镉积累中的应用；CN103314999A公开了 一种可溶性钙盐在减少稻米重金属镉积累中的应用；CN103392401A公开了一种 水杨酸在减少稻米重金属镉积累中的应用；CN103250485B公开了一种利用改良 剂和农艺综合控制稻米镉污染的方法；CN103004439A公开了一种轻度镉污染土 壤稻米镉超标的组合防治方法。但这些都是涉及如何控制镉含量的技术。

CN103125280B公开了一种稻米中镉的安全性监测预警方法，该专利主要通 过分蘖期(距水稻成熟收获尚有60天左右)植株中的镉含量来建立数学方程， 并由此来推算成熟期稻米镉的含量。众所周知，气温、降水等气象条件严重影 响水稻生长情况，从而影响到环境中镉向籽粒中转移的程度，而长达60天左右 的水稻后期生长中的野外气候条件无法控制，具有很大的不确定性，因此靠测 定前期植株镉含量，以数学模型来推算成熟期稻米镉含量的方法难以置信，很 不科学，实际工作中难以推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种早期预测稻米中重金属镉含量的方 法，为稻米质量分级提供一种预测方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：早期预测稻米中重金属镉含量 的方法，包括以下步骤：1)从有硬米粒出现开始，连续多次采集稻谷样本；2) 烘干，测定稻米中镉含量。

进一步的，所述早期是指稻谷收获前三周。

进一步的，步骤2)所述测定是用原子吸收光谱法和电镜能谱仪法。

进一步的，所述步骤2)后还有步骤：从第2次采样开始预测完熟期稻米镉 含量。

本发明的有益效果是：可以提前三周预知某区域稻田谷子在收获期镉的含 量水平，可在收获的时候按不同风险级别分别储存稻米，可为政府对不同安全 级别的大米管理赢得时间，实际工作中操作简单，易于实施。

附图说明

图1是本发明的实施例的三个试验点四个水稻品种灌浆期及结实期间稻米 镉含量统计检验结果。

具体实施方式

本发明的方法是在水稻灌浆结实期，从有硬米粒出现开始，连续多次采集 稻谷样本，直至完熟期，带回室内烘干，测定稻米中镉含量，再通过统计检验 分析采样时间与稻米镉含量的关系，结果发现在整个灌浆期和结实期间，有的 稻米镉含量差异不显著，有的第一次采样结果与完熟期间呈现显著差异，因此 应该从第2次采样开始预测完熟期稻米镉含量，时间大概是稻谷收获的前三周。 用原子吸收光谱法与电镜能谱仪法分析重金属镉在水稻籽粒不同部位中的分配 情况，两种方法均显示：胚镉含量显著高于胚乳，镉在稻米胚中的含量是胚乳 的12倍，果皮镉含量是胚乳的8倍左右。尽管不同研究者结果差异较大，也许 与测试方法差异有关，也许与水稻生长的环境镉含量及水稻品种有关，但共同 点都是籽粒中镉主要集中在胚乳和果皮。而胚和果皮实际在灌浆早期就形成了， 在稻谷的腊熟期和完熟期，主要是大量淀粉的积累形成期，整个籽粒镉增加不 显著。通过本发明的研究结果可以看出，可以从水稻灌浆结实早期或中期就采 集稻谷样本，进行镉的测定，也就是可以提前三周对完熟期稻米镉含量进行预 测，为政府对不同安全级别的大米管理赢得时间，在实际工作中操作简单，易 于实施。

实施例：

在3种不同区域的土壤上种植四种不同类型的水稻，具体方法是：

选择三种不同性质(酸度分别为pH＜5,pH 5-5.5,pH 5.5-6.0)的大田土 壤，试验用品种为宜香3728、号D优128、川香6号和宜香99E-4，随机区组排 列，3次重复，小区面积2m×1l m，株距为15cm，行距为20cm。田间栽培 管理按大田常规措施。在水稻从灌浆结实期有硬米粒形成的乳熟期开始，每隔 四天采集稻子，直至水稻完熟期，共计采集六次，持续接近20天，采样次数分 别以1、2、3、4、5、6表示。样本带回室内60℃烘干、脱壳、粉碎，原子吸收 光度法测定样本中镉含量，采用Tukey-KramerHSD统计软件对结果进行数理统 计分析，结果见图1，图1中竖柱上不同小写字母表示Tukey-Kramer HSD检定 每个品种6次取样的差异显著性，其中，图1中竖柱上具有不同小写字母的代 表差异显著(P＜0.05)，具有相同字母的代表差异不显著(P＞0.05)。即：a和 a之间无显著差异，a和ab之间无显著差异，a和b之间有显著差异。图例数字 表示取样时间。汇总结果见表1-表4。

如果将中国的稻米镉限量标准小于0.2mg/kg定为安全，参考国际上其他地 区，如日本，台湾，泰国的标准，把介于0.2mg/kg和0.4mg/kg之间的定为低 风险，把高于0.4mg/kg的定位高风险的话，四个品种在三个不同地点种植，得 出三种不同的结果。

结果分析：

1、以超标率判断

从表1-表4可以看出，以国家标准0.2mg/kg来计算超标率，四个品种在同 一环境条件下的稻米镉含量，6次采样结果间都无显著差异，即超标率都为0％， 或者都为100％。但是各个地点因环境条件的差异，稻米镉含量范围不同，如四 个品种在杨湾村1组稻米镉含量全部符合国家标准(≤0.2mg/kg)，应归为无风 险级别，可以安全食用；四个品种在方义村19组稻米镉含量的结果介于0.2 mg/kg-0.4mg/kg之间，可归为低风险级别；四个品种在方义村3组稻米镉含 量的结果都高于0.4mg/kg，可以归为高风险级别。因此，这三种不同风险水平 的稻米可以分别储存。

2、以统计检验结果判断

一般稻米镉含量都是完熟期获取的结果，因此我们就以完熟期，即第6次 采样结果为参照，用Tukey-Kramer HSD统计软件进行差异显著性分析。

宜香3728：从图1看出，宜香3728在杨湾村1组的试验，6次采样结果间 稻米镉含量无显著差异(P＞0.05))，而在方义村19组和方义村3组结果相似， 除了第一次采样和完熟期结果之间有显著差异外，其他5次结果间均无显著差 异，尽管以超标率判断各次采样结果间无显著差异，但从更严谨态度出发，应 从第2次采样时间开始预测，时间大概是收获前三周。

D优128：除方义村19组第1次采样结果与完熟期结果统计检验结论差异 显著外，其他两个地点上，各次采样结果间无显著差异，同样，尽管以超标率 判断各次采样结果间无显著差异，从更严谨态度出发，应从第2次采样时间开 始预测，时间大概是收获前三周。

川香6号：方义村3组各次采样结果间无显著差异，但在其他两个地点出 现类似的规律，都是第1次采样结果与完熟期采样结果间有显著差异，其他5 次结果间都无显著性差异，同样，尽管以超标率判断各次采样结果间无显著差 异，从更严谨态度出发，应从第2次采样时间开始预测，时间大概是收获前三 周。

宜香99E-4：该品种统计检验结果趋势与宜香3728大体一致，即在杨湾村 1组的试验，6次采样结果间稻米镉含量无显著差异(P＞0.05))，而在方义村 19组和方义村3组结果相似，除了第1次采样和完熟期结果之间有显著差异外， 其他5次结果间均无显著差异，尽管以超标率判断各次采样结果间无显著差异， 从更严谨态度出发，应从第2次采样时间开始预测，时间大概是收获前三周。

通过以上分析我们可以得到以下结论：我们完全可以提前三周任何阶段采 集稻谷样本预测完熟期稻米镉含量，为稻米安全管理起到预警作用。

表1、宜香3728水稻品种在不同地点稻米镉含量预测结果

表2、号D优128水稻品种在不同地点稻米镉预测结果

表3、川香6号水稻品种在不同地点稻米镉含量预测结果

表4、宜香99E-4水稻品种在不同地点稻米镉预测结果