美国农学学会 特拉华大学水稻调查、交流与教育机构，西弗思实验室在室外稻田进行水稻实验
信用:马特·利默 当大多数人听到“食物污染”时，他们会想到未清洗的水果或蔬菜上的细菌，或者未煮熟的肉
然而，有害污染物存在于食品中还有其他方式
安吉利亚·西弗思是美国土壤科学学会的成员，她调查来自植物生长土壤的食物污染
“这一切都归结于土壤的化学性质，”塞弗思解释道
最近，塞弗思一直在研究水稻
砷和镉元素可能存在于种植水稻的稻田中
她在虚拟的2020年美国心理学会-CSSA-SSSA年会上展示了她的研究
“作物吸收的污染物是饮食中接触未充分研究的污染物的途径，”塞弗思说
“通过应用我们的土壤化学知识，我们可以帮助减少人类接触毒素
" 全球各地都存在少量的砷和镉，在许多食品中都能检测到
决定一个人是否经历负面健康影响的是蔬菜或水果中的浓度、元素的化学形式以及一个人吃了多少
高浓度的砷和镉对身体有害
长时间摄入低剂量甚至会导致癌症
像砷和镉这样的元素根据它们所处的环境可以有不同的化学形态
当污染物在土壤中的化学形态类似于植物所需的养分时，它们就会被植物吸收
水稻在不同的砷和硅水平下，在没有土壤的营养液中水培生长
信用:马特·利默 “食物的生长方式不仅影响污染物的浓度，还影响污染物在食物中的储存位置，”塞弗思说
“如果我们了解土壤中污染物的化学形式，我们就可以设计出减少植物吸收污染物的方法
" 在水稻中，砷和镉的吸收来自相反的条件
当田地被淹时，砷会被吸收
当田地没有被淹没时，镉更容易被吸收
塞弗思的工作已经找到了一种方法来防止植物吸收土壤中的砷和镉
这通常是通过向土壤中添加称为改良剂的物质来实现的
修正案有助于改变土壤环境
通过改变土壤环境，研究人员可以帮助控制土壤中污染物的化学形式和植物吸收
在这种情况下，塞弗思发现在水稻土中添加稻壳残渣有助于降低植物吸收的砷和镉的量
稻壳残渣是加工大米供人类食用后留下的植物材料
这个解决方案简单而有效
稻壳残渣富含元素硅，是稻米的重要营养成分
硅的化学形态类似于水稻被洪水淹没时吸收的砷
这种相似性有助于“分散”植物的注意力，防止植物吸收过多的砷
在镉有问题的土壤中，稻壳残渣有助于降低土壤的酸性
这有助于将镉锁在土壤中
外壳中的硅也有助于降低镉的毒性
显示源自水稻根的铁氧化细菌生长的梯度管
信用:格雷琴·戴克斯 “尽管并非所有硅源的行为都是一样的，”塞弗思说
“为了使其有效，硅源必须在水稻灌浆期间提供足够高浓度的硅
稻壳残渣是一种成功的来源，因为它在整个生长季节缓慢分解并释放硅
" 高砷会降低粮食产量，但塞弗思的研究表明，添加稻壳残渣有助于防止产量损失
世界上有一半的地方依赖大米作为主食，因此这项研究具有令人兴奋的积极影响潜力
过去，塞弗思曾研究过蘑菇中类似的污染问题
对大多数美国成年人来说，他们从大米和蘑菇中摄入的砷和镉的量不足以引起关注
但也有其他人群更频繁地从幼年开始食用这些产品
“人们需要知道他们每天摄入的污染物量，这取决于他们的体重、食物中污染物的浓度和化学形式以及消耗量，”塞弗思解释道
她说:“每天多次食用大米的人的日摄入量最高，他们的饮用水中也可能含有砷。”
“一些例子包括南亚和东南亚的人口
" 安吉利亚·西弗思是特拉华大学的副教授
这项工作得到了国家科学基金会、国家食品和农业研究所以及特拉华大学的支持
2020年美国农业科学院-CSSA-SSSA年会由美国农学学会、美国作物科学学会和美国土壤科学学会主办
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