%A 宋文恩,陈世宝 %T 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 %0 Journal Article %D 2014 %J 中国农业科学 %R 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.17.011 %P 3434-3443 %V 47 %N 17 %U {https://www.chinaagrisci.com/CN/abstract/article_18305.shtml} %8 2014-09-01 %X 【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。