环境因子对水稻品质形成的影响

环境因子对水稻品质形成的影响

王小林

湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410007

摘要：环境会影响作物生长，有些环境污染的发生，会造成减产；农作物可能会吸收和富集某种污染物，影响农产品质量，给农业生产带来巨大的经济损失；长期食用受污染的农产品可能严重危害身体健康。本篇文章主要向我们讨论了关于环境因子对水稻品质形成的影响。

关键词：环境因子；水稻品质；影响

引言：随着社会的发展，环境控制在当前的控制中占据的位置比较重要。在国家水稻的发展中，环境的控制尤为重要，相关产值人员应该需要考虑影响健康的各类因素，并制定到政策中；同时要加强科研能力，开发污染修复、污染防护能力，降低环境危害因子在水稻中的暴露水平。

1酸性土壤环境

由于气候变化、环境污染导致酸雨增加，土壤酸化，在酸性增强的条件下，土壤中的活性也随之增强，更易被水稻等作物吸收。

2环境因子对水稻品质形成的影响

2.1水稻环境容易积累重金属

在重金属污染点或污染区周边，水稻环境比旱作环境多了一条重金属积累途径，比起旱作更容易积累重金属。原因在于水稻生长在水作环境中，水里含有重金属，重金属随着水流进入稻田中而积累。根据日本学者伊藤研究，当水体中含有0.1微克/升时，90%左右的镉会被水稻土壤所吸附，开始积累重金属。通常情况下一亩地种一季稻需要1500吨水，河水中的镉浓度为0.05-0.1微克/升，如果以标准0.01毫克/升的标准计算，每亩地每季计入的镉可达15克，以每亩土壤150吨计算，理论上可以使得土壤镉浓度上升至0.1毫克/公斤。

水作不同于旱作，水稻生长需要一个平整的田面并覆盖水层，以形成淹水环境，由于重金属主要吸附在土壤中极细的黏粒部分，田块在整平和灌水过程中，极细部分形成泥浆积累于表层，导致整地后播种前稻田土壤表面3厘米中的重镉含量会高于其下土层一倍或者以上，因此污染的稻田此时就对水稻的重金属吸收埋下了“隐患”。

2.2当外源镉遇到酸化的土壤

中国的农田有数千年的耕作历史，近千年来，先民们不断施用塘泥、动物性肥料、绿肥进行轮作，虽然每年为了培肥外加的物质不少，但在工业污染之前，这些物质含有害重金属极少，土壤越来越肥沃，土壤却越来越安全。在“六五”期间调查4095个土壤点，中国土壤的镉很低，仅仅0.097毫克/千克。

大量化肥的施用，使得土壤因缺乏高分子有机质而降低了吸收重金属的能力，另一方面也导致了土壤的板结，根系难以向下生长，根系几乎生长在土壤表层。研究表明当表层土中镉浓度为5毫克/千克时，水稻籽粒中的镉含量则为0.264毫克/千克，超过国家粮食卫生标准(0.2毫克/千克)；表层土壤未污染时，即使当深层土壤镉浓度为10毫克/千克时，水稻籽粒中镉含量也仅为0.032毫克/千克，低于国家粮食卫生标准。

2.3水稻生长环境对重金属“敏感”

水稻生长于淹水环境中，土壤中的氧化还原电位可低到在-100毫伏，在这样环境下可以让镉、铅等重金属转化为溶解性很低的金属硫化物而不被水稻吸收。很多科研工作者在进行淹水种植水稻时，都发现被污染的农田在长期淹水的情况下大米的镉、铅不容易超标。Bingham等在1976年研究了在淹水和落干的条件下，镉对水稻经济产量的影响。在淹水的还原状态下,土壤中镉含量为320毫克/千克，对水稻产量并没有产生影响；而在落干的氧化条件下，土壤中镉的浓度17毫克/千克，却会造成水稻减产，可见长期淹水的效果。

淹水管理也因此成为日本控制大米镉积累的重要措施，在2007年实施了近60万亩耕地的淹水管理，总结其效果为在不淹水情况下大米镉含量可达0.58毫克/千克，而有效的水分管理下大米镉含量可达0.08毫克/千克。

为了促进长期淹水下的养分转化和控制分蘖，在农作上，水稻有个中干排水的过程，此外后期由于天气因素常常缺水，土壤从还原状态转化为氧化态，还原环境下形成的硫化镉等迅速溶解，本来土壤中的锌和铁等可以通过根系的吸收竞争抑制镉的吸收。有研究表明，在硫化物溶解过程中，硫化锌等的溶出慢了半拍，导致土壤溶液中的镉锌比和镉铁比提高，镉被根系的吸收因变得“畅通无阻”而容易被吸收，而这个时期根系吸收的镉容易直接进入籽粒，从而导致稻米的镉含量的快速提高。

淹水环境对镉、铅的控制有着很好的作用，但如果有汞、砷的污染存在时，还原环境则强化了水稻的砷和汞的吸收，这是因为在淹水条件下，砷以亚砷酸存在，汞在还原条件下容易被还原成甲基汞，这两类物质变得更毒，且更容易被吸收，因此在污染的条件下，稻米就容易积累这两个元素（甲基汞和砷）。

2.4大米的安全性与生态环境高度相关

进入稻米中的重金属并不仅土壤一条途径。有人于2008年研究了离高速公路不同距离10米、40米、100米、200米、300米和450米的大气污染对大米中的重金属含量的影响，并以铅同位素为研究对象，比较曝露与不曝露于高速公路污染下两种情形。结果发现，叶片中的铅、镉、锌、茎中的锌以及谷物中的铅和镉在两种曝露情形下差别很大，谷物中约46%的铅和41%的镉可以归因于叶面从大气的吸收，而对于铬、锌和铜，大气源对籽粒中的这三个重金属则没有明显的贡献。可见大气污染对稻米安全也有着显著的影响，同时也表明生长于繁忙的高速公路两侧的作物的安全性需要更多的关注。

近年来，对镉大米的关注让我们发现大米的安全性与其生态环境高度相关。数年来我们也测定到很多重金属含量很低的大米，分析发现，这些大米大都产自环境优美的乡村中。一方面，乡村的重金属源较少，另一方面乡村的有机肥在肥料施用中的比例相对较高，有机肥的安全性也较高，土壤也不易板结等等。

2.5湿度和风的环境因素

影响稻米品质的湿度和风的因素相对湿度和降雨量对稻米品质也有一定的影响。相对湿度与糊化温度、胶稠度和垩白面积一般呈正相关，而与直链淀粉含量呈负相关，但品种间不一致。不同雨量环

境对米粒延伸性、直链淀粉含量、糙米率及蛋白质含量有显著影响，且环境与品种之间存在着显著地互作用。此外，抽穗吹风处理会使稻米外观品质变劣。

2.6环境污染影响稻米质量

由于一些地方土壤被当地矿山废水污染，有的是受当地化工厂污水排放影响。与此同时，镉污染具有相当大的不可逆性，土壤一旦被污染，即便经过多年，对农作物的影响也可能延续很长一段时间。米对镉的吸收与土壤酸碱度很有关系。

3影响稻米品质的农艺措施因素

影响稻米品质的肥料因素肥料对稻米品质的影响分为两个方面，一是不同的肥料，二是施肥时间。肥料的三大要素氮、磷、钾对品质的影响依次是氮＞钾＞磷。氮肥是影响稻米品质的重要因素，施用适宜的氮肥除提高产量外，还可以改善稻米的外观品质、营养品质和加工品质。在施用同一种氮肥的情况下，一定范围内施氮量越大，整精米率和蛋白质含量越高，垩白粒率、垩白面积及直链淀粉含量越低。不同的施肥方式对稻米的影响不同，一次性施氮比生育期均匀能提高直链淀粉含量，降低蛋白质含量；而分期施氮，特别是抽穗期或齐穗期追施氮肥对提高稻米蛋白质含量和降低直链淀粉含量效果最佳。增施钾肥能提高整精米率和蛋白质含量，降低垩白粒率和垩白度，尤其将钾肥和氮肥配合施用时，改善稻米品质的效果更佳。适当增施有机肥，稻米的氨基酸含量增加，食味品级高，口感好。稀土肥对水稻品质也有一定的影响，铁、钴、钒、镍能明显的降低垩白粒率和垩白度，提高稻米外观品质。

总结：

环境因素对水稻质量影响重大。要解决这些问题，需要完善影响评价、事前、事中、事后监管等诸多措施。一些中国城市养殖水稻的探索，或许能提供借鉴。

参考文献：

[1]气象要素与结实率和粒重的相关性分析[J].赵海燕,许吟隆；中国农业科学.2006(09)

[2]浅谈寒冷地区水稻产量的影响[J].张文香郑思琪；,王姗姗；杨旭；河南农业科学.2006(01)