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1、(10)申请公布号 CN 103125280 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103125280 A *CN103125280A* (21)申请号 201210518709.1 (22)申请日 2012.12.06 A01G 7/00(2006.01) (71)申请人 广东海洋大学 地址 524000 广东省湛江市麻章区湖光岩东 广东海洋大学 (72)发明人 周鸿凯 叶昌辉 黄兴 钟来元 莫俊杰 陈小丽 (74)专利代理机构 广州市南锋专利事务所有限 公司 44228 代理人 刘广生 (54) 发明名称 稻米中 Cd 的安全性监测预警方法 (57) 摘要 本发明公开了一种稻。
2、米中 Cd 的安全性监测 预警方法， 其先建立如下数学预测模型 ： 成熟期 稻米中镉含量 Y 与分蘖期水稻植株茎中镉积累量 X 的关系 ： Y=0.588X1.158； 然后在水稻的分蘖期采 集水稻植株样品， 检测水稻植株茎中镉的积累量 X, 根据上述的数学预测模型， 预测成熟期稻米中 镉含量 Y， 判断其安全性并进行预警。本发明对农 田稻米生产进行安全性监测时， 可以在水稻生长 前期 （分蘖期， 距水稻成熟收获尚有 60 天左右） 就 能预警其稻米中 Cd 的安全性， 提早发现问题， 为 政府及相关部门采取措施干预赢得时间， 减少有 Cd毒大米的危害， 降低Cd污染给人民带来的健康 危害， 。
3、保障人们的食物安全和身体健康。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103125280 A CN 103125280 A *CN103125280A* 1/1 页 2 1. 一种稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 其特征在于， 建立如下数学预测模型 ： 成熟期稻米中镉含量 Y 与分蘖期水稻植株中镉积累量 X 的关系 ： 1.1.158； 在水稻的分蘖期采集水稻植株样品， 检测水稻植株镉积累量 X, 根据上述的数学预测 模型， 预测成熟期稻米中镉含量 Y， 。
4、判断其安全性并进行预警。 2. 根据权利要求 1 所述的稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 其特征在于 ： 所述水稻植 株样品中镉积累量 X 采用 HNO3-HClO4湿消化法测定。 3. 一种稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 其特征在于， 建立如下数学预测模型 ： 成熟期稻米中镉含量 Y 与分蘖期土壤中总镉量 X 的关系 ： 0.0.946； 在水稻的分蘖期采集土壤， 检测分蘖期土壤中总镉量 X, 根据上述的数学预测模型， 预 测成熟期稻米中镉含量 Y， 判断其安全性并进行预警。 4. 根据权利要求 3 所述的稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 其特征在于 ： 所述土壤中 总镉量 X。
5、 采用 HF-HCLO4-HNO3方法测定。 5. 一种稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 其特征在于， 建立如下数学预测模型 ： 成熟期稻米中镉含量 Y 与分蘖期土壤中镉的 4 种赋存态的其中三种态量 （X2铁锰氧化 物结合态、 X3有机物络合态、 X4残渣态） 的显著性关系为 ： 4.422322434； 在水稻的分蘖期采集土壤， 检测分蘖期土壤中镉的三种态量 , 根据上述的数学预测模 型， 预测成熟期稻米中镉含量 Y， 判断其安全性并进行预警。 6. 根据权利要求 5 所述的稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 其特征在于 ： 所述土壤中 镉的 4 种赋存态量采用修正的 BCR 连续提。
6、取法， 待测液中镉含量用原子吸收分光光度法测 定。 权 利 要 求 书 CN 103125280 A 2 1/4 页 3 稻米中 Cd 的安全性监测预警方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于稻米中重金属的安全性监测预警方法， 具体是指一种用于农 田种植水稻的稻米中 Cd 的安全性监测预警方法。 背景技术 0002 近年来， 我国有关食品中的重金属如镉含量超标问题频频发生， 食品中的重金属 对人体的健康有着严重的影响。况且， 总是在有严重中毒事件之后才发现， 没有预警性， 致 使政府干预策略不及时、 不到位， 清除毒源困难， 严重地影响到人们的身体健康和社会的稳 定。 0003 上述论述内。
7、容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和 / 或主张的本发明的 各个方面相关的技术的各个方面， 相信该论述内容有助于为读者提供背景信息， 以有利于 更好地理解本发明的各个方面， 因此， 应了解是以这个角度来阅读这些论述， 而不是承认现 有技术。 发明内容 0004 本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种稻米中 Cd 的安全性监测预 警方法， 其针对水稻生产的特点， 在水稻生产的前期 （分蘖期） ， 根据当时农田土壤中Cd的含 量、 Cd 的 4 种赋存态量或水稻器官茎中 Cd 的含量状况， 输入该模型的相应计算公式， 预测 到其将来稻米中 Cd 含量， 并以国家粮食卫生标准 （GB27。
8、152005， Cd 含量为 0.2mgkg-1） 计算出预警值 （稻米预警值 J= 稻米镉含量预测值 Y/ 粮食卫生控制标准） ， J 0.7 为无风 险、 0.7 J 1.0 为警戒、 1.0 J 2.0 为低风险、 2 J 3.0 为中风险、 3.0 J 为高风险 , 即可预警稻米中 Cd 含量的安全性。 0005 本发明的目的通过以下技术方案实现 ： 提供一种稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 先建立如下数学预测模型 ： 成熟期稻米中 镉含量 Y 与分蘖期水稻植株茎中镉积累量 X 的关系 ： Y=0.588X1.158； 然后在水稻的分蘖期采 集水稻植株样品， 检测水稻植株镉积累量 。
9、X, 根据上述的数学预测模型， 预测成熟期稻米中 镉含量 Y， 判断其安全性并进行预警。 0006 其中， 所述水稻植株样品中镉积累量 X 采用 HNO3-HClO4湿消化法测定。 0007 本发明的目的还通过以下技术方案实现 ： 提供一种稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 先建立如下数学预测模型 ： 成熟期稻米中 镉含量Y与分蘖期土壤中总镉量X的关系 ： Y=0.207X0.946； 然后在水稻的分蘖期采集土壤， 检 测分蘖期土壤中总镉量 X, 根据上述的数学预测模型， 预测成熟期稻米中镉含量 Y， 判断其 安全性并进行预警。 0008 其中， 所述土壤中总镉量 X 采用 HF-HCLO4。
10、-HNO3方法测定。 0009 本发明的目的还通过以下技术方案实现 ： 提供一种稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 先建立如下数学预测模型 ： 成熟期稻米中 说 明 书 CN 103125280 A 3 2/4 页 4 镉含量 Y 与分蘖期土壤中镉的 4 种赋存态的其中三种态量 （X1弱酸提取态、 X2铁锰氧化物 结合态、 X3有机物络合态、 X4残渣态） 的显著性关系为 ： Y=0.0256+0.0837X4+0.3077X22-3.00 8X32-0.4063X2X4+2.8571X3X4； 然后在水稻的分蘖期采集土壤， 检测分蘖期土壤中镉的3种态 量 , 根据上述的数学预测模型， 预测。
11、成熟期稻米中镉含量 Y， 判断其安全性并进行预警。 0010 其中， 所述土壤中镉的4种赋存态量采用修正的BCR连续提取法， 待测液中镉含量 用原子吸收分光光度法测定。 0011 本发明基本摸清了稻米中Cd的积累量与其土壤中Cd的含量、 水稻生长前期 （分蘖 期） 的茎叶的积累量的相互关系及其机理， 在此基础上分别以土壤中 Cd 的含量、 土壤中 Cd 的赋存态量、 分蘖期水稻植株茎叶 Cd 为变量， 成熟期稻米中 Cd 含量为因变量， 建立的相关 函数预测模型体系， 当预测稻米中 Cd 的含量后， 即以国家粮食卫生标准 （GB27152005， Cd 含量为 0.2mg kg-1） 计算出预。
12、警值 （稻米预警值 J= 稻米镉含量预测值 Y/ 粮食卫生控制标 准） ， J 0.7 为无风险、 0.7 J 1.0 为警戒、 1.0 J 2.0 为低风险、 2 J 3.0 为中风险、 3.0 J 为高风险 , 据此， 判定其安全性。本发明对农田稻米生产进行安全性监 测时， 可以在种植前或水稻生长前期 （分蘖期， 距水稻成熟收获尚有 60 天左右） 就能预警其 稻米中 Cd 的安全性， 提早发现问题， 为政府及相关部门采取措施干预赢得时间， 减少有 Cd 毒大米的危害， 降低 Cd 污染给人民带来的健康危害， 保障人们的食物安全和身体健康。 具体实施方式 0012 为了使本领域的技术人员更。
13、好地理解本发明的技术方案， 下面结合具体实施例对 本发明作进一步详细的描述。 0013 本发明的核心在于提供一种稻米中 Cd 的安全性监测预警方法， 其针对水稻生产 的特点， 在水稻生产的前期 （分蘖期） ， 根据当时农田土壤中Cd的含量、 赋存的形态或水稻器 官中Cd的含量状况， 输入该模型的相应计算公式， 即可预警到其将来稻米中Cd含量的安全 性。 0014 本发明的数学预测模型公式是经过多次实验得出， 具体如下 ： 试验材料 2009 年早稻试验品种为 ： 优优 128， 粳籼 89， 湛优 226 和粤香占 ； 2009 年晚稻试验品种为 ： 博优 312、 天优 122、 特籼占 2。
14、5、 五丰优 615 ； 2010 年早稻试验品种为 ： 优优 128， 粳籼 89， 湛优 226 和粤香占 ； 2010 年晚稻试验品种为 ： 博优 312、 天优 122、 特籼占 25、 五丰优 615。 0015 试验的土壤为田泥， 经风干、 磨碎、 过 5mm 孔径筛后， 均匀混合 , 用于桶栽试验。混 合后的土壤基本理化性质分别为 :pH=6.79， 有机质含量 2.43%， 碱解氮含量 131.5mg/kg， 速 效磷含量 68.5mg/kg， 速效钾含量 183.5mg/kg， 土壤背景含镉量为 0.1364mg/kg。 0016 试验设计 （1） 2009 年早稻的试验设计。
15、 ： 采用桶栽试验的方法， 桶规格为 4050cm2。每桶装土 22.0kg ； Cd 胁迫处理为施用 CdCl2溶液 , 于 2009 年 3 月 28 日按 0、 1、 2、 3、 4mg/kg 等 5 个处 理水平施用相应的CdCl2溶液。 试验在广东海洋大学兴农楼的玻璃温室中进行， 选取健康饱 满的种子经去离子水反复冲洗干净， 然后播于湿润的滤纸上并保持 28恒温培养， 24 h 后 选择露白的种子于 2009 年 4 月 4 日浅播于装有土壤的塑料桶中， 按每桶种植 60 粒， 5 个处 说 明 书 CN 103125280 A 4 3/4 页 5 理水平， 3个重复， 共有60桶，。
16、 编号， 随机区组排列。 按保持桶中的水面高于土面3cm进行培 育， 管理按大田生产规程。待幼苗长出第一片叶子时， 进行选苗， 拔掉弱苗， 留下强壮苗 15 棵。 0017 （2） 2009 年晚稻的试验设计 ： 采用桶栽试验的方法， 桶规格为 4050cm2。每桶装 土 22.0kg ； Cd 胁迫处理为施用 CdCl2溶液 , 于 2009 年 5 月 10 日按 0、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4mg/kg 等 9 个处理水平施用相应的 CdCl2溶液。试验在广东海洋大学兴农楼 的玻璃温室中进行， 选取健康饱满的种子经去离子水反复冲洗干净， 然。
17、后播于湿润的滤纸 上并保持 28恒温培养， 24 h 后选择露白的种子于 2009 年 7 月 10 日浅播于装有土壤的塑 料桶中， 按每桶种植 60 粒， 5 个处理水平， 3 个重复， 共有 108 桶， 编号， 随机区组排列。按保 持桶中的水面高于土面 1-3cm 进行培育， 管理按大田生产规程。待幼苗长出第一片叶子时， 进行选苗， 拔掉弱苗， 留下强壮苗 15 棵。 0018 （3） 2010年早稻试验的试验设计 ： 采用桶栽试验的方法， 桶规格为4050cm2。 每桶 装土 22.0kg ； Cd 胁迫处理为施用 CdCl2溶液 , 于 2010 年 2 月 2 日按 0、 0.5、。
18、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4mg/kg 等 9 个处理水平施用相应的 CdCl2溶液。试验在广东海洋大学兴农楼 的玻璃温室中进行， 选取健康饱满的种子经去离子水反复冲洗干净， 然后播于湿润的滤纸 上并保持 28恒温培养， 24 h 后选择露白的种子于 2010 年 4 月 2 日浅播于装有土壤的塑 料桶中， 按每桶种植 60 粒， 5 个处理水平， 3 个重复， 共有 108 桶， 编号， 随机区组排列。按保 持桶中的水面高于土面 1-3cm 进行培育， 管理按大田生产规程。待幼苗长出第一片叶子时， 进行选苗， 拔掉弱苗， 留下强壮苗 15 棵。 0019 。
19、（4） 2010年晚稻试验的试验设计 ： 采用桶栽试验的方法， 桶规格为4050cm2。 每桶 装土 22.0kg ； Cd 胁迫处理为施用 CdCl2溶液 , 于 2010 年 5 月 8 日按 0、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4mg/kg 等 9 个处理水平施用相应的 CdCl2溶液。试验在广东海洋大学兴农楼 的玻璃温室中进行， 选取健康饱满的种子经去离子水反复冲洗干净， 然后播于湿润的滤纸 上并保持 28恒温培养， 24 h 后选择露白的种子于 2010 年 7 月 8 日浅播于装有土壤的塑 料桶中， 按每桶种植 60 粒， 5 个处理水平， 。
20、3 个重复， 共有 108 桶， 编号， 随机区组排列。按保 持桶中的水面高于土面 1-3cm 进行培育， 管理按大田生产规程。待幼苗长出第一片叶子时， 进行选苗， 拔掉弱苗， 留下强壮苗 15 棵。 0020 分别在水稻的分蘖期、 开花期、 成熟期整株采集水稻植株样品 （5 株） ， 先用自来 水小心清洗水稻植株的根系及其茎、 叶， 然后用蒸馏水再清洗干净 , 自然风干， 粉碎过 100 目筛， 装入瓶中袋备用 ； 水稻成熟时收获稻谷， 风干去壳， 粉碎， 过 100 目筛装入瓶中袋备 用 ； 对于土壤样品， 每个生育期各个处理分三个点用采土器采取土壤样品， 采样深度定为 0-20cm。 采。
21、集的样品分别放置在样品室内自然风干， 风干土样除去石块及残根等杂物， 然后 置于研钵内， 研磨成粉末状， 过 100 目筛子后装入信封袋备用。 0021 水稻植株样品中镉元素采用HNO3-HClO4湿消化法,土壤中总镉的提取方法选用陈 怀满的 HF-HCLO4-HNO3方法， 土壤镉的赋存形态选用修正的 BCR 连续提取法， 待测液中镉含 量用原子吸收分光光度法测定。以国家标准物质 GBW07604(GSV-3) 为内标控制分析质量， 在日立 Z2300 型原子吸收分光光度计上测定读数。 0022 测定的项目指标 分蘖期 ： 土壤中总镉及其各赋存态的镉 ： 总镉 （XT） 、 酸溶态镉 （X1。
22、） 、 可还原态镉 (X2)、 可 说 明 书 CN 103125280 A 5 4/4 页 6 氧化态镉(X3)、 残渣态镉(X4) ； 水稻植株器官 （部位） 的含镉量 ： 根 （Y1） 、 茎 （Y2） 、 叶 （Y3） 、 糙米 （Y4） 。 0023 开花期 ： 土壤中总镉及其各赋存态的镉 ： 总镉 （XT） 、 酸溶态镉 （X1） 、 可还原态镉 (X2)、 可氧化态镉 (X3)、 残渣态镉 (X4) ； 水稻植株器官 （部位） 的含镉量 ： 根 （Y1） 、 茎 （Y2） 、 叶 （Y3） 、 糙米 （Y4） 。 0024 成熟期 ： 土壤中总镉及其各赋存态的镉 ： 总镉 （XT。
23、） 、 酸溶态镉 （X1） 、 可还原态镉 (X2)、 可氧化态镉 (X3)、 残渣态镉 (X4) ； 水稻植株器官 （部位） 的含镉量 ： 根 （Y1） 、 茎 （Y2） 、 叶 （Y3） 、 糙米 （Y4） 。 0025 数学预测模型 （1） 以水稻分蘖期土壤中总镉量预测其稻米中镉含量的数学模型 ： Y=0.588X1.158； （2） 以水稻分蘖期植株茎中镉积累量预测其稻米中镉含量的数学模型 ： Y=0.207X0.946； （3） 以水稻分蘖期土壤中镉的 4 种赋存态量预测其稻米中镉含量的数学模型 （X1弱酸 提取态、 X2铁锰氧化物结合态、 X3有机物络合态、 X4残渣态） ： Y=。
24、0.0256+0.0837X4+0.3077X22-3.008X32-0.4063X2X4+2.8571X3X4； 根据上述的数学预测模型， 在水稻的分蘖期采集水稻植株样品， 检测水稻植株镉积累 量 X ； 或者， 在水稻的分蘖期采集土壤， 检测分蘖期土壤中总镉量 X ； 或者， 在水稻的分蘖期 采集土壤， 检测分蘖期土壤中镉的 4 种赋存态量， 根据上述相应的数学预测模型， 即可预测 成熟期稻米中镉含量 Y。然后， 依据国家土壤环境质量标准 （GB 156181995） 和粮食卫生 控制标准 （GB 27152005） ， 确立预警级别标准 （稻米预警值 J= 稻米镉含量预测值 Y/ 粮食 。
25、卫生控制标准 （0.2mgkg-1） ， J 0.7 为无风险、 0.7 J 1.0 为警戒、 1.0 J 2.0 为低风险、 2 J 3.0 为中风险、 3.0 J 为高风险） , 判断其安全性并进行预警。 0026 上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明， 但是， 本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其他方式来实施， 因此， 不能理解为对本发明保护范围的限制。 0027 总之， 本发明虽然例举了上述优选实施方式， 但是应该说明， 虽然本领域的技术人 员可以进行各种变化和改型， 除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围， 否则都应该包 括在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103125280 A 6 。