污染農(nóng)田水稻中砷的積累與形態(tài)組成特點(diǎn)及其影響因素研究

鄭順安,劉代麗,倪潤祥,徐秋桐,章明奎*

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)與資源保護(hù)總站,北京 100125;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 資源循環(huán)利用技術(shù)與模式重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100125;3.浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院,浙江 杭州 310058)

砷是自然界廣泛存在的有毒類金屬元素,我國農(nóng)地土壤砷污染面積僅次于鎘污染, 砷污染對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)有較大的影響[1-3]。近年來,隨著國家對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和食品安全生產(chǎn)的日益重視,眾多研究人員在農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀、污染機(jī)理、土壤污染對(duì)作物重金屬積累的影響以及污染土壤的治理與修復(fù)等方面開展了大量的調(diào)查研究[4-7],初步揭示了土壤重金屬的污染途徑、農(nóng)作物對(duì)土壤重金屬吸收的機(jī)理及控制因素，以及土壤重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響方式,并提出了多種途徑(包括工程措施法、物理化學(xué)修復(fù)法、微生物法、植物修復(fù)法和土壤動(dòng)物修復(fù)法等)治理與修復(fù)重金屬污染農(nóng)田[7-11]。研究表明,與土壤中其他大多數(shù)重金屬元素主要以陽離子形態(tài)存在不同,砷主要以不同價(jià)態(tài)的陰離子化合物和有機(jī)形態(tài)存在于土壤中[12,13],其在土壤中的環(huán)境行為、生物有效性與多數(shù)重金屬元素不同[14,15];砷在好氧環(huán)境下主要以As(Ⅴ)形式存在,在淹水的土壤中以As(Ⅲ)為主要形態(tài)[16,17]。兩者進(jìn)入植物體的方式也不相同,As(Ⅴ)通過植物運(yùn)輸?shù)牧淄ǖ肋\(yùn)輸,As(Ⅲ)通過稻米根部的硅通道的Lsi1和Lsi2蛋白運(yùn)輸[18]。對(duì)農(nóng)作物中砷的形態(tài)研究也表明,植物體中無機(jī)砷和有機(jī)砷共存[19,20],常見的有機(jī)砷主要為甲基砷(MMAV)和二甲基砷(DMAV)[19],無機(jī)砷有亞砷酸鹽和砷酸鹽[20]。不同化合價(jià)的砷在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移有著較大的差異[21],它們的生物毒性完全不同[22]。無機(jī)砷是公認(rèn)的致癌物,而MMAV、DMAV等有機(jī)砷的毒性很弱,因此,弄清土壤和植物中砷的存在形態(tài)對(duì)理解不同形態(tài)砷在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移及農(nóng)產(chǎn)品砷污染毒理十分重要[23]。但由于砷在環(huán)境中存在形態(tài)及影響因素的復(fù)雜性,至今對(duì)水稻等農(nóng)作物中砷的組成及其與土壤污染和土壤性狀的關(guān)系、土壤-水稻植株-稻米系統(tǒng)中砷的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其影響因素，以及稻米中總砷-無機(jī)砷之間的相關(guān)性及其影響因素了解不足。鑒于此,本研究以浙江省某地鉛鋅礦附近污染農(nóng)田為研究對(duì)象,采樣分析了砷污染農(nóng)田生長水稻中砷的積累和形態(tài)組成特點(diǎn)及其影響因素。

1 材料與方法

1.1 采樣情況

調(diào)查區(qū)位于1個(gè)廢棄的鉛鋅礦附近,地形為平原,土地利用方式為水田,土壤類型為脫潛水稻土,該區(qū)的土壤污染是由歷史時(shí)期開礦引起的;屬典型的中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年均氣溫約16.6 ℃,年降水量約1400 mm。采樣區(qū)覆蓋范圍約10 hm2；種植的水稻品種為甬燦15；觀察與采樣在2019年9～11月進(jìn)行,共布設(shè)了43個(gè)采樣點(diǎn)位,每一點(diǎn)位的面積約4 m2；在觀察采樣前用插旗方法做上標(biāo)記。由于距廢棄的鉛鋅礦距離的差異,采樣區(qū)內(nèi)土壤砷含量和土壤性狀有較大的差異。土壤氧化還原狀況在水稻生長前期(孕穗期)觀察；其他土壤分析樣和水稻樣在水稻成熟時(shí)采集。每一樣品由各點(diǎn)位的6個(gè)分樣組成；采用水稻整株帶土方式同步(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))采集水稻與土壤樣品。用自來水沖洗植株樣,然后用去離子水沖洗植株。經(jīng)沖洗后的植株按器官分為根部、莖部、葉和谷物等4個(gè)部分。土壤樣品在室內(nèi)風(fēng)干后用于土壤砷含量和土壤性狀的測(cè)定。采集的新鮮根部、莖部、葉樣經(jīng)不銹鋼剪刀剪碎后進(jìn)一步用粉碎機(jī)粉碎;對(duì)谷物樣采用人工方法剝殼，分為稻殼和米粒樣,兩者分別用粉碎機(jī)粉碎制樣。粉碎樣分為2個(gè)部分,一部分測(cè)定含水量,另一部分用于各形態(tài)砷含量的測(cè)定；在分析前對(duì)樣品采用冷凍保藏。

1.2 分析方法

各器官樣中不同形態(tài)的砷采用50%甲醇水溶液超聲提取2次,將2次提取物合并后離心、濾膜過濾，然后采用高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、MMAV和DMAV含量[24-26],全砷含量用以上4種形態(tài)砷含量累加計(jì)算。測(cè)定結(jié)果經(jīng)含水量校正,以干重為基礎(chǔ)表示。土壤總砷含量用王水消解-原子熒光光度計(jì)法測(cè)定;土壤pH值采用電位計(jì)測(cè)定[27],土水比為1∶2.5;有機(jī)碳含量用重鉻酸鉀—濃硫酸外加熱法測(cè)定[27];土壤粘粒含量采用比重計(jì)法測(cè)定;游離氧化鐵采用DCB法提取,采用鄰啡羅啉比色法測(cè)定鐵含量。在水稻孕穗期采用便攜式水質(zhì)參數(shù)儀測(cè)定土壤(10～15 cm深度范圍)氧化還原電位Eh(計(jì)量單位為mV)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤砷含量和土壤理化性狀

在調(diào)查區(qū)不同采樣點(diǎn)土壤砷含量和土壤理化性狀有不同程度的變化,其中,土壤砷含量的變化較大,土壤理化性狀的變化較小。土壤砷含量在8.67～63.25 mg/kg,平均為38.52 mg/kg,變異系數(shù)為42.07%。土壤pH值在5.02～6.41,變化較小,主要呈酸性至微酸性,平均為5.67,變異系數(shù)為7.35%。土壤有機(jī)質(zhì)含量在20.54～34.14 g/kg,平均為27.10 g/kg,變異系數(shù)為11.81%。土壤粘粒含量在118～364 g/kg,平均為214 g/kg,變異系數(shù)為23.91%。調(diào)查區(qū)土壤質(zhì)地主要屬于粘壤土。土壤氧化鐵含量在10.59～30.45 g/kg,平均為17.30 g/kg,變異系數(shù)為25.00%。在水稻孕穗期觀察的土壤氧化還原電位Eh在152～263 mV,平均為218 mV,變異系數(shù)為13.04%。

2.2 水稻不同器官中砷的含量及其與土壤性狀的關(guān)系

在水稻不同器官之間砷含量有較大的差異,根部明顯高于其他器官,由高至低依次為根部>莖>葉>谷殼>糙米,平均含量分別為4.15、1.24、0.78、0.19、0.060 mg/kg,即呈現(xiàn)出從水稻植株下部至上部逐漸下降的特點(diǎn)。不同采樣點(diǎn)水稻各器官砷含量也有較大的變化,根部、莖、葉、谷殼和糙米中砷含量分別為0.98～17.51、0.97～6.57、0.35～3.57、0.087～0.970、0.038～0.350 mg/kg,變異系數(shù)分別為41.74%、34.81%、42.68%、50.86%、52.99%。

由表1可知,水稻各器官積累的砷與土壤性狀的關(guān)系因器官不同而有所差異。根部砷含量受有機(jī)質(zhì)含量以外的多個(gè)土壤性狀的影響,其中以土壤砷含量的影響最為顯著,其次為土壤pH值,隨土壤砷污染程度的加重及土壤pH值的增加,根部積累的砷也逐漸增加。而土壤粘粒含量、土壤氧化鐵含量和土壤Eh值與根部砷含量呈負(fù)相關(guān)。水稻莖部砷的含量與土壤砷含量呈顯著的正相關(guān),但受其他土壤性狀的影響不明顯。葉部砷含量除受土壤砷含量的正向影響外,也受土壤pH值的影響。谷殼中砷含量除受土壤砷含量的正向影響外,也與土壤粘粒含量呈負(fù)相關(guān)。而糙米中砷含量?jī)H受土壤砷含量的影響,隨土壤砷污染程度的加重而增加。從水稻各器官砷含量與土壤性狀相關(guān)的因素種類和相關(guān)系數(shù)的變化來看,根部砷含量受土壤影響最大,而地上部特別是糙米中砷的積累受土壤的影響最小。從這一結(jié)果可以推斷,由于植物中的砷以多種形態(tài)存在,所以被根系吸收的不同形態(tài)的砷在植株中的遷移能力有較大的差異。

表1 水稻各器官砷含量與土壤性狀之間的相關(guān)系數(shù)

2.3 水稻不同器官中砷的形態(tài)組成特點(diǎn)及其影響因素

從表2可以看出：As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、甲基砷(MMAV)和二甲基砷(DMAV)等4種形態(tài)的砷在水稻植株內(nèi)都能被檢測(cè)出,但它們的相對(duì)比例及在各器官中的分布有較大的差異。結(jié)果表明,植物體中的砷以無機(jī)砷為主,其平均占全砷的85%左右,無機(jī)砷的平均占比在各器官間差異較小。As(Ⅲ)與As(Ⅴ)等2種無機(jī)砷在水稻各器官中的相對(duì)比例因器官差異也有所不同,在根部、谷殼和糙米中以As(Ⅲ)為主,在莖、葉中以As(Ⅴ)為主,在水稻可食部分的糙米中,毒性較大的As(Ⅲ)的比例明顯高于毒性較低的As(Ⅴ)的比例。根部中MMAV和DMAV等2種有機(jī)砷均有出現(xiàn),兩者的比例也較為接近;但在水稻莖中,部分樣點(diǎn)沒有檢測(cè)到MMAV,而DMAV存在于所有樣點(diǎn)中,且莖中DMAV的比例明顯高于MMAV;葉、谷殼和糙米中的有機(jī)砷全為DMAV,沒有檢測(cè)出MMAV。以上結(jié)果表明,在水稻體內(nèi)DMAV比MMAV更易發(fā)生遷移,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易發(fā)生向上遷移。

表2 水稻不同器官中砷的形態(tài)組成

相關(guān)性分析結(jié)果表明：除糙米中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)占總砷的比例相關(guān)不明顯外(相關(guān)系數(shù)為-0.1737),根部、莖、葉和谷殼等器官中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)占總砷的比例均存在顯著的負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.8482**、-0.7749**、-0.7888**和-0.7157**,表明水稻植株中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)占總砷的比例存在消長關(guān)系。各器官中無機(jī)砷占總砷的比例與土壤pH值呈負(fù)相關(guān),與土壤Eh值呈正相關(guān),并與土壤Eh值的相關(guān)更為密切;根部、莖、葉、谷殼和糙米中無機(jī)砷占總砷的比例與土壤pH值間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.4446**、-0.2866、-0.2866、-0.3954**和-0.3028*,與土壤Eh值間的相關(guān)系數(shù)分別為0.5041**、0.5565**、0.5290**、0.5881**和0.6211**。但水稻各器官中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)占總砷的比例與土壤pH值和土壤Eh值之間的相關(guān)性較低,其中,在多數(shù)情況下根部、莖、葉、谷殼和糙米中As(Ⅲ)占總砷的比例與土壤pH值間的相關(guān)性都沒有達(dá)到顯著水平。根、莖、葉、谷殼和糙米中As(Ⅲ)占總砷的比例與土壤pH值間的相關(guān)系數(shù)分別為0.2602、0.1443、0.2405、0.0482和-0.1948,與土壤Eh值間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.4430**、-0.2532、-0.1278、-0.0980和0.2498;根部、莖、葉、谷殼和糙米中As(Ⅴ)占總砷的比例與土壤pH值間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.4382**、-0.3175*、-0.3519*、-0.3284*和-0.2194,與土壤Eh值間的相關(guān)系數(shù)分別為0.6106**、0.5917**、0.4526**、0.5120**和0.7061**。這表明進(jìn)入水稻植株中的無機(jī)砷在植物體內(nèi)遷移過程中存在形態(tài)轉(zhuǎn)變或選擇性遷移。

水稻各器官中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)占總砷的比例與無機(jī)砷占總砷的比例呈正相關(guān),但相關(guān)程度在各器官中的表現(xiàn)并不相同。在根部、莖、葉和谷殼中,As(Ⅴ)占總砷的比例與無機(jī)砷占總砷的比例之間的相關(guān)性高于As(Ⅲ)占總砷的比例與無機(jī)砷占總砷的比例之間的相關(guān)性,前者的相關(guān)系數(shù)分別為0.6496**、0.4504**、0.4220**和0.4975**,后者的相關(guān)系數(shù)分別為-0.1483、0.2153、0.2243和0.2499;但在糙米中,As(Ⅲ)占總砷的比例與無機(jī)砷占總砷的比例之間的相關(guān)性高于As(Ⅴ)占總砷的比例與無機(jī)砷占總砷的比例之間的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.8418**和0.3854*。這可能與糙米中As(Ⅲ)的含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)有關(guān)。

MMAV主要出現(xiàn)在水稻根部,在少數(shù)采樣點(diǎn)的水稻莖中也有少量MMAV被檢測(cè)出。相關(guān)分析結(jié)果表明,根和莖中MMAV占總砷的比例與無機(jī)砷的占比呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為-0.8119**和-0.6560**),與土壤pH值呈弱正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.3895和0.1281),與土壤Eh值呈弱負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為-0.3236和-0.1913)。而水稻各器官中DMAV占總砷的比例均與土壤pH值呈弱正相關(guān)(根部、莖、葉、谷殼和糙米中的相關(guān)系數(shù)分別為0.3233、0.2960、0.2032、0.3954和0.3028),與土壤Eh值呈顯著的負(fù)相關(guān)(根部、莖、葉、谷殼和糙米中的相關(guān)系數(shù)分別為-0.4895**、-0.6021**、-0.5290**、-0.5881**和-0.6211**)。DMAV占總砷的比例均與無機(jī)砷的比例呈顯著的負(fù)相關(guān),其中,根部、莖、葉、谷殼和糙米中DMAV占總砷的比例與無機(jī)砷占比間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.7939**、-0.9336**、-1.0000**、-1.0000**和-1.0000**,與As(Ⅴ)占總砷的比例間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.6248**、-0.4595**、-0.4220**、-0.4975**和-0.3854*。根部和莖中MMAV與DMAV占總砷的比例呈正相關(guān),但相關(guān)性較小(相關(guān)系數(shù)分別為0.2896和0.3420)。

2.4 影響水稻不同器官中砷形態(tài)組成的因素

表3結(jié)果表明,除MMAV外,在水稻各器官中不同形態(tài)的砷含量之間多存在相關(guān)性,特別是As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和無機(jī)砷含量之間的相關(guān)性達(dá)到了較高的水平。由表4可知,各器官中不同形態(tài)的砷含量也與總砷含量呈顯著的相關(guān)性,這表明水稻體內(nèi)主要形態(tài)的砷[包括As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和DMAV]基本上呈同步變化。水稻中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的積累基本上可以較好地指示無機(jī)砷的變化,糙米中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)含量與總無機(jī)砷含量之間存在良好的線性關(guān)系，其中,總無機(jī)砷與As(Ⅲ)的關(guān)系為總無機(jī)砷=1.164As(Ⅲ)+0.002 (R2=0.996);總無機(jī)砷與As(Ⅴ)的關(guān)系為總無機(jī)砷=5.34As(Ⅴ)+0.015 (R2=0.889)。

表3 水稻各器官中不同形態(tài)砷含量間的相關(guān)系數(shù)

表4 水稻各器官中不同形態(tài)砷含量與總砷含量間的相關(guān)系數(shù)

表5的相關(guān)分析結(jié)果表明,水稻各器官中無機(jī)形態(tài)的砷含量也均受土壤性狀不同程度的影響。與全砷含量相似,對(duì)不同形態(tài)無機(jī)砷影響最明顯的是土壤砷含量,其次為土壤pH值,其中土壤性狀對(duì)根部無機(jī)形態(tài)砷含量的影響最為顯著,對(duì)地上部特別是糙米中各形態(tài)無機(jī)砷含量的影響較小。土壤性狀對(duì)有機(jī)砷含量的影響比對(duì)無機(jī)砷含量的影響略小,但其對(duì)根部有機(jī)砷含量的影響也明顯大于對(duì)地上部的影響(表6)。谷殼和糙米中DMAV的含量受土壤砷污染程度的影響不明顯,但與土壤氧化還原電位存在較高的相關(guān)性,隨著Eh值的增加而下降,即還原條件有利于糙米中DMAV的積累。

表5 水稻不同器官無機(jī)形態(tài)砷含量與土壤性狀間的相關(guān)系數(shù)

表6 水稻不同器官有機(jī)態(tài)砷含量與土壤性狀間的相關(guān)系數(shù)

3 討論

3.1 影響糙米中砷積累的因素

以上分析結(jié)果表明,糙米中砷含量主要受土壤砷含量的影響,它隨著土壤砷污染程度的加重而增加，這是由于隨著土壤砷污染程度的提高,土壤中能被水稻植株吸收的生物有效性砷也增加,從而進(jìn)入水稻植株內(nèi)及向地上部遷移的砷也逐漸增加。而與根部砷含量的變化比較,糙米中砷含量與土壤砷含量的相關(guān)性明顯低于根部砷含量與土壤砷含量的相關(guān)性,這可能是由于進(jìn)入水稻植株內(nèi)的砷向地上部分遷移時(shí)受多種因素的影響[28-30],即不僅與水稻根部積累的砷有關(guān),也與水稻植株內(nèi)水分及其他營養(yǎng)物質(zhì)遷移有關(guān)。這可能也是不同區(qū)域的研究結(jié)果中土壤砷含量與糙米砷含量的關(guān)系可發(fā)生較大變化的原因之一。對(duì)本研究中糙米砷含量與土壤砷含量、pH、有機(jī)質(zhì)、粘粒、氧化鐵、Eh等多項(xiàng)土壤性狀的多元逐步回歸分析表明,糙米砷含量(Y)主要受土壤砷含量(X1)和粘粒含量(X2)的控制,它們之間的關(guān)系為:Y=0.116+0.0014X1-0.00035X2(R2=0.861,P<0.001,n=43)。

土壤砷的生物有效性與其化學(xué)形態(tài)有關(guān),增加粘粒含量可以增加土壤對(duì)砷的固定,從而降低土壤中的生物有效砷,降低水稻對(duì)土壤砷的吸收。提高土壤pH值雖然可以降低土壤砷的吸附,但在本研究中,土壤pH值的變化并沒有對(duì)糙米中砷含量產(chǎn)生明顯的影響,其原因可能為:雖然土壤pH值的增加可以促進(jìn)OH基與砷酸根的交換,但釋放出來的砷酸根可以重新被土壤中其他點(diǎn)位的膠體吸附。土壤氧化還原電位(Eh)是影響土壤As賦存形態(tài)的重要因素,淹水可促進(jìn)土壤Eh的降低,使鐵(氫)氧化物被還原溶解,As(Ⅴ)被還原成As(Ⅲ),As的生物有效態(tài)含量因而顯著升高,大量的As被釋放到土壤溶液中,從而可以促進(jìn)作物對(duì)土壤中砷的吸收[29,30]。本調(diào)查的結(jié)果也表明,糙米中砷含量與氧化還原電位存在負(fù)相關(guān)。因此,將水稻旱作或進(jìn)行干濕交替可以大幅度降低稻米中砷的含量。但從決定系數(shù)來看,影響糙米砷積累的影響因素較為復(fù)雜,除本文考慮的因素外,可能還存在更為復(fù)雜的影響因素和影響機(jī)理。

3.2 不同形態(tài)的砷在水稻植株內(nèi)的遷移

有關(guān)水稻植株中砷的形態(tài)、吸收方式及其代謝的研究近年來越來越受到重視[20,22]。鞏佳第[21]的研究發(fā)現(xiàn)：在水稻籽粒形成的時(shí)期,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)處理下籽粒中積累的砷形態(tài)都以As(Ⅲ)為主;而若以DMA作為砷源,則籽粒中以DMA積累的砷量可占總砷量的90%；如果以DMA、As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的混合砷形態(tài)作為砷源,則籽粒中以DMA形態(tài)積累的砷量明顯高于其他形態(tài)；根是滯留亞砷酸的主要部位。本研究的調(diào)查結(jié)果也表明：由于土壤中的砷主要為無機(jī)砷,因此進(jìn)入水稻體中的砷也以無機(jī)砷為主；As(Ⅲ)與As(Ⅴ)等2種無機(jī)砷在水稻各器官中的相對(duì)比例因器官差異也有所不同,在根部、谷殼和糙米中以As(Ⅲ)為主,在莖、葉中以As(Ⅴ)為主,在水稻可食部分的糙米中,毒性較大的As(Ⅲ)比例明顯高于毒性較低的As(Ⅴ)比例,說明As(Ⅲ)在水稻植株內(nèi)容易發(fā)生遷移,可較容易地進(jìn)入籽粒中,而As(Ⅴ)主要停留在莖部和葉中。As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易向上遷移,其原因可能與亞砷酸(H3AsO3)有較高的解離常數(shù)(pKa=9.2)、有較強(qiáng)的親水性有關(guān)[18]。根部中MMAV和DMAV等2種有機(jī)砷均有出現(xiàn),兩者的比例也較為接近,但在莖中DMAV的比例明顯高于MMAV；在葉、谷殼和糙米中的有機(jī)砷全為DMAV,這表明在水稻體內(nèi)DMAV比MMAV更易向上遷移。

4 結(jié)論

以浙江省某地鉛鋅礦附近污染農(nóng)田為研究對(duì)象,采樣分析了砷污染農(nóng)田生長水稻中砷的積累和形態(tài)組成及其影響因素。結(jié)果表明:(1)水稻不同器官之間砷含量存在較大的差異,根部砷積累明顯高于其他器官,表現(xiàn)為根部>莖>葉>谷殼>糙米。水稻根部砷含量受土壤有機(jī)質(zhì)含量以外的多個(gè)土壤性狀的影響,隨土壤砷污染程度的加重和土壤pH值的增加,根部積累的砷也逐漸增加。在水稻植株中，DMAV比MMAV更易發(fā)生遷移,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)更易向上遷移。根部砷含量受土壤的影響最大,而地上部特別是糙米中砷的積累受土壤性狀的影響較小。(2)水稻植株中的砷以無機(jī)砷為主,其平均含量占全砷量的85%左右,無機(jī)砷的平均占比在各器官間差異較小。根部、谷殼和糙米中的無機(jī)砷以As(Ⅲ)為主,在莖、葉中以As(Ⅴ)為主,在水稻可食部分的糙米中,As(Ⅲ)比例明顯高于As(Ⅴ)比例。(3)根部、莖、葉和谷殼等器官中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)占總砷的比例均存在顯著的負(fù)相關(guān)。各器官中無機(jī)砷占總砷的比例與土壤pH值呈負(fù)相關(guān),與土壤Eh值呈正相關(guān)。水稻各器官中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)占總砷的比例與無機(jī)砷占總砷的比例之間呈正相關(guān)。水稻各器官中DMAV占總砷的比例均與土壤pH值呈弱正相關(guān),與土壤Eh值呈顯著的負(fù)相關(guān)。DMAV占總砷的比例均與無機(jī)砷的比例呈顯著的負(fù)相關(guān)。糙米中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)含量和總無機(jī)砷含量之間存在良好的線性關(guān)系,可以用As(Ⅲ)或As(Ⅴ)含量預(yù)測(cè)總無機(jī)砷含量。