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）。