農委會農業試驗所 郭鴻裕 hyguo@tari.gov.tw 103.03.05 中興大學 土壤鎘與水稻吸收量 至農藝整治方法 研究 農委會農業試驗所 郭鴻裕 hyguo@tari.gov.tw 103.03.05 中興大學

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田間試驗 panicle formation stage of rice at Lukang sites Different species of rice has its own growth stages

田間採樣

樣品處理

Cadmium in rice: relation with soil Cd? Note: Present action value in Taiwan: 5 mg kg-1

發展鎘的吸收模式

水稻吸鎘之土壤與作物的相關式

衛生署食米標準之的土壤鎘允許範圍(土壤pH4.5)

衛生署食米標準之的土壤鎘允許範圍(土壤pH4.5)

農民參考表 台秈2號(非常敏感品種)

農民參考表 台農71號(正常品種)

農民參考表 台農67號(不敏感品種)

土壤pH由4提昇至7可以降低土壤鎘活性100倍

秈稻品種在含鎘偏高土壤 比較會吸收鎘的3個証據

LK試驗區之幼穗形成期水稻 不同品種之成熟期不同 栽培12品種水稻 且栽植方向與土壤重金屬濃度梯度垂直

證據1

證據2

證據3

稉稻 0 本莖葉 秈稻 0 本莖葉 莖葉順序 稉稻 1 本莖葉 秈稻 1 本莖葉 莖葉順序 莖葉鎘濃度 mg/kg 莖葉鎘濃度 mg/kg

稻米之鎘含量: 品質、品種 Cadmium in rice (8 locations; 12 varieties) Indica species

結論 秈稻品系較稉稻品系容易吸收鎘元素 土壤因子影響水稻吸收鎘元素, 但吸收機制相當複雜 一期作較二期作少吸收鎘元素

土壤鎘之管理策略

『農藝方法達成降低鎘米發生風險』指引 管理項目 土壤全鎘含量 單位:mg/kg 土壤管理方式 選擇水稻品種 (0.7 – 2 ppm) 種植稉稻 2 降低鎘吸收量 (> 2-3 ppm) 施用石灰 3 改變土地利用 (> 3-5 ppm) <土壤污染整治> 氯化鐵處理 植生復育法 5 0.7-2 mg/kg 2-3.0 mg/kg 3.0-5.0 mg/kg 選擇對鎘吸收不敏感之水稻品種 施用石灰、調整pH方式降低鎘吸收量 以施用氯化鐵、搭配耕犁翻攪與抽去含鎘廢水方式進行改良

不同氯化物濃度下Cd離子與錯合離子的分布 Cd－Cl離子錯合型態： Cl離子濃度(<0.01M)：Cd2+ Cl離子濃度(0.01M~0.1M)：CdCl+ Cl離子濃度(0.1M~1M)：CdCl2 Cl離子濃度(0.5M~2M)：CdCl3- Cl離子濃度(>2M)：CdCl42- 不同氯化物濃度下Cd離子與錯合離子的分布

建立田區試驗流程 施用氯化鐵前耕犁 測定土壤 pH 試驗田灌水至2 - 5公分 依pH值結果計算石灰需要量 施入氯化鐵 以曳引機耕犁4次 整地後插秧 靜待沉降 將水放乾 添加至表面自由水20-40公分 曳引機耕犁2次

作物相對吸收土壤鎘、鉛能力 鎘 鉛 西洋萵苣、菠菜 西洋萵苣、麝香草 大白菜、甘藍 蕪菁、大白菜 蕪菁 白蘿蔔、紅蘿蔔 洋蔥、韭菜、歐洲防風草 馬鈴薯、蕃茄、 西葫蘆、 甜玉米 法國豆、 甜菜、白蘿蔔、 碗豆、紅蘿蔔、 花椰菜 鉛 西洋萵苣、麝香草 蕪菁、大白菜 白蘿蔔、紅蘿蔔 香草、洋蔥、 菠菜、 甜菜、 草莓 玉米、馬鈴薯、 蕃茄、 覆盆子、 醋栗、 蘋果 累積能力增加

田間試驗-茄子

田間試驗-小白菜及青江菜 38

國內外土壤重金屬管制標準比較 環輿科技公司 提供 P.40 砷(As) 鎘(Cd) 總鉻(Cr) 0.4 2 5 10 12 15 20 25 29 30 35 37 40 45 50 55 60 65 70 75 80 100 110 120 125 140 150 200 300 400 500 600 韓國 台灣 鎘(Cd) 台灣(食用作物農地) 0.4 0.7 0.8 1 1.4 1.5 2 4 5 6 10 12 15 20 22 25 30 40 50 60 70 80 100 200 600 900 法國 (國家農地土壤背景10) 總鉻(Cr) 台灣 台灣 中國C 5 10 15 30 40 45 50 60 64 70 87 90 100 120 130 150 200 210 230 250 300 350 380 400 450 470 500 800 1,000 3,400 7,000 中國D 中國E 中國農地土壤分級方式 C：pH<6.5水田；pH>7.5旱田 D：pH=6.5～7.5水田 E：pH>7.5水田 詳請參閱報告書P.2-14，表2-13現行我國土壤重金屬管制標準值與各國相應之管制值對照 環輿科技公司 提供 P.40

國內外土壤重金屬管制標準比較(續) 環輿科技公司 提供 P.41 銅Cu 汞Hg 鎳Ni 台灣(食用作物農地) 20 30 36 50 60 63 70 91 100 120 125 150 190 200 400 450 500 600 800 950 1,000 1,500 2,000 4,000 5,000 韓國 台灣 汞Hg 台灣(食用作物農地) 0.15 0.3 0.5 0.6 0.75 0.8 1 1.5 2 3 4 5 6.6 7 10 10 12 15 20 23 24 30 37 50 60 75 80 340 600 台灣 法國 鎳Ni 台灣 10 15 35 40 50 60 70 100 120 140 150 180 200 210 250 300 350 470 500 550 600 700 900 1,500 1,600 2,400 3,000 23,000 波蘭 韓國 土壤深度>15 cm，飽和水力傳導度<10-7 環輿科技公司 提供 詳請參閱報告書P.2-14，表2-13現行我國土壤重金屬管制標準值與各國相應之管制值對照 P.41

國內外土壤重金屬管制標準比較(續) 環輿科技公司 提供 P.42 鉛Pb 鋅Zn 25 50 60 70 85 100 115 140 150 200 250 260 300 400 500 530 600 700 750 800 1,000 1,200 1,500 2,000 2,100 韓國 台灣(食用作物農地) 台灣 鋅Zn 台灣(食用作物農地) 100 130 140 150 200 250 300 350 360 400 500 600 700 720 900 1,000 1,500 1,800 2,000 2,500 3,000 5,000 7,000 9,000 14,000 23,000 28,000 35,000 340,000 法國 國家土壤背景4,500 台灣 詳請參閱報告書P.2-14，表2-13現行我國土壤重金屬管制標準值與各國相應之管制值對照 環輿科技公司 提供 P.42

國內土壤特性分析－表土 P.43 重金屬 項目 王水全量濃度(mg/kg) 環保署1600公頃 農業試驗所 砷As (60mg/kg) 25% 2.64 － 50% 5.67 75% 7.92 99% 13.51 鎘Cd (20mg/kg) (5mg/kg) 0.30 0.35 0.55 0.65 1.00 1.15 4.95 3.75 鉻Cr (250mg/kg) 8.40 3.20 18.00 5.20 46.20 8.20 394.20 54.80 銅Cu (400mg/kg) (200mg/kg) 16.50 11.55 26.00 20.30 45.10 34.50 237.05 213.45 重金屬 項目 王水全量濃度(mg/kg) 環保署1600公頃 農業試驗所 汞Hg (20mg/kg) (5mg/kg) 25% 0.07 － 50% 0.12 75% 0.19 99% 0.78 鎳Ni (200mg/kg) 23.60 14.00 39.80 22.80 68.60 35.20 332.80 179.20 鉛Pb (2000mg/kg) (500mg/kg) 16.26 8.85 23.40 13.89 31.11 20.85 69.72 60.45 鋅Zn (600mg/kg) 31.30 17.70 46.45 29.25 62.75 48.00 438.05 401.65 轉換係數5倍 轉換係數20倍 轉換係數20倍 轉換係數3倍 轉換係數5倍 轉換係數5倍 備註：環保署1600公頃砷、汞採王水全量分析方法，其餘為0.1N HCl萃取法，並利用轉換係數轉換為王水全量值。 P.43