稀土在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中利及弊

1、稀土在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中利及弊【摘 要】稀土農(nóng)用是我國首創(chuàng)并居于國際領(lǐng)先水平的一 項(xiàng)重大成果；也是開發(fā)利用我國豐富稀土資源中的一項(xiàng)具有 中國特色的重要成就。多年來稀土農(nóng)用開發(fā)研究在我國已獲 全方位豐收，成果累累。與此同時(shí)，稀土農(nóng)用的環(huán)境化學(xué)行 為及生態(tài)、毒理效應(yīng)，也給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來了安全 隱患?！娟P(guān)鍵詞】稀土元素；農(nóng)業(yè)應(yīng)用；生態(tài)環(huán)境；健康稀土是周期系iiib族中鎘系的15個(gè)元素，及與鎘系元素 性質(zhì)極為相似的銃、鋰共十七種元素組成，統(tǒng)稱為稀土元素。 我國稀土資源得天獨(dú)厚，因而對稀土的應(yīng)用也極為廣泛，其 中在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用已獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。1917年中國錢崇渤與美國ostenhout發(fā)表了肺對

2、水綿生 理作用的論文，開創(chuàng)了稀土元素的生物活性研究的先河。 1930' s前蘇聯(lián)的科研人員對稀土的植物生理效應(yīng)和促進(jìn)作 用做了大量的試驗(yàn)研究（涉及作物有豌豆、蘿卜、黃瓜、亞 麻和橡膠草等），就此應(yīng)用我國工作者也通過深入的試驗(yàn)研 究和反復(fù)的生產(chǎn)實(shí)踐，從而將其發(fā)展成為一種實(shí)用技術(shù)，并 成為世界上把稀土元素作為一種商業(yè)性產(chǎn)品應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)的第一個(gè)國家。但與此同時(shí)，在農(nóng)業(yè)中大量施用稀土也給 生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來了許多安全隱患，因而，如何科學(xué) 施用稀土值得我們關(guān)注。農(nóng)業(yè)上使用的稀土微肥最初為可溶性的硝酸稀土肥，以 后逐步擴(kuò)展為稀土碳氨多元復(fù)合肥、稀土有機(jī)肥、稀土藥肥、 稀土抗旱保水劑（旱地寶

3、）和稀土種子包衣劑等許多品種。 使用方法也可以根據(jù)不同作物和地區(qū)，采用拌種、浸種、噴 施或種子胞衣等不同方法。下面我們就稀土農(nóng)用中所起的作 用作一個(gè)詳細(xì)介紹。1.稀土在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的有利作用1.1種子萌發(fā)和生根發(fā)芽稀土拌種、浸種，可增加種子活力，促進(jìn)作物種子萌發(fā), 提高種子的出苗率，是稀土使作物增效的一種重要作用1。 用一定濃度的稀土化合物浸種拌種可以增加種子的活力，這 種作用已應(yīng)用1在小麥、水稻、玉米、大豆、白菜、油菜、 麻類等大田作物上，其中小麥發(fā)芽提高幅度達(dá)819%,胡麻 提高7%12%。稀土的這種作用也用于牧草種植，其發(fā)芽率 提高9. 819%。在林業(yè)上苗圃基地也利用稀土的這個(gè)特性， 也

4、明顯提高了種子的活力，用適量的稀土化合物溶液處理油 松、檸條及華北落葉松種籽，可分別提高種籽活力指數(shù)8% 13%、25.957. 2%和9%,發(fā)芽率分別提高4%11%、2%6% 和3%9%,比田間出苗高率要早24天。另外，研究表明 2,適量的稀土元素可促進(jìn)植物根系的生長發(fā)育，提高根 系活力，促進(jìn)根分化和代謝活動，提高根對營養(yǎng)元素的吸收 能力。而植物根系是植物從其生活環(huán)境中獲取水分和養(yǎng)分的 重要器官，根系的生理活動直接影響著植物一生的生長發(fā) 育。實(shí)驗(yàn)表明1適量稀土處理的水稻根系體積比對照組增 大1.18倍，根系活力增加20%?；ㄉ囼?yàn)也表明2,稀土 處理花生的根系活力比對照也增加30. 8%o大

5、田作物如小麥、 水稻、玉米和甘蔗等根系生長均有明顯的促進(jìn)作用，根長平 均增加4%10%,根重平均增加15%以上，根系體積平均增 加2. 5%o稀土元素對木本植物插條生根也具有促進(jìn)作用，特 別是稀土微肥和生長刺激素及生長素配合效果更好，這一應(yīng) 用在楊樹、月季、圓柏、落葉松做抨插時(shí)，其生根率達(dá)到60% 85%,龍眼、高山含笑、板栗等難生根樹種插條根系生長也 可達(dá)到35%60%,比單用激素生根率提高30%。稀土對種子 活性的增強(qiáng)和發(fā)芽率的提高以及對木本植物抒插生根的促 進(jìn)作用能夠保證作物出苗率和抒插成活率，不但打下了豐收 基礎(chǔ)，而且還節(jié)約了時(shí)間和成本。稀土微肥的這一使用改變 了諺語常說“有錢買籽，無

6、錢買苗”的狀況。1.2促進(jìn)葉綠素的增加、提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究表明9, 植物葉面施用稀土后，稀土離子將取代葉綠素中的mg,形成 夾心螯合物，使葉綠素能吸收波長較短能量較高的光子，傳 輸?shù)椒磻?yīng)中心，增強(qiáng)葉綠體催化c02轉(zhuǎn)化為糖的還原性，而 葉綠素含量越高，光合作用的強(qiáng)度就越大。多年試驗(yàn)結(jié)果表 明，許多作物應(yīng)用稀土后，葉綠素含量都有所提高。如水稻 在幼苗期噴施萬分之三的稀土，經(jīng)過一段時(shí)間后，可以目測 到葉色逐漸加深，經(jīng)過測定劍葉中葉綠素含量比對照增加 11.8%。葉片噴施適量的稀土可明顯提高光合速率、葉綠素 含量、光量子通量密度等生理指標(biāo)，稀土可促進(jìn)黑穗醋栗生

7、長就是這一作用的有力例證。長期定位試驗(yàn)結(jié)果也表明3, 稀土對農(nóng)作物的效應(yīng)不僅能提高作物的產(chǎn)量，也有改善品質(zhì) 的作用。這方面的報(bào)道很多。如使葡萄的果粒增大，糖酸比 提高，改進(jìn)風(fēng)味。稀土拌種可使玉米的品質(zhì)改善，產(chǎn)量提高。 噴施稀土可使蘋果和柑橘果實(shí)的vc含量，總糖含量，糖酸 比均有所提高，促進(jìn)果實(shí)著色和早熟，并可抑制貯藏過程中 的呼吸強(qiáng)度，降低爛率。施用稀土復(fù)合肥還可減少蔬菜中硝 酸鹽的積累，而且降低幅度和趨勢極為明顯。另外值得一提 的是，胡瑞芝3等從細(xì)胞膜透性的角度探討了施用稀土對 水稻產(chǎn)量影響的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在水稻生長的中，后 期，稀土離子能抑制葉片脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛（mad）的 形成

8、，使脂質(zhì)過氧化作用減弱，延緩細(xì)胞膜的破損，穗長和 每穗粒數(shù)明顯增加，從而增加水稻產(chǎn)量。由此可見，稀土可 以在促進(jìn)作物葉綠素的增加、提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)方面發(fā)揮 了重要作用。1. 3稀土元素對植物礦質(zhì)營養(yǎng)代謝的影響大量研究資料表明7,施用適當(dāng)濃度稀土元素能促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收，轉(zhuǎn)化和利用，郭伯生等1用富鐐1稀土 對春小麥噴施或拌種，采用15n, 32p示蹤技術(shù)檢測，實(shí)驗(yàn) 結(jié)果顯示春小麥生長發(fā)育得到促進(jìn)，結(jié)實(shí)穗數(shù)和籽粒數(shù)也有 所增加，表明使用稀土可提高春小麥對氮，磷肥的吸收，運(yùn) 轉(zhuǎn)，利用，并減少土壤中氮素?fù)p失。再如聶呈榮2研究發(fā) 現(xiàn)，花生噴施稀土，對根瘤固氮活性和葉片硝酸還原酶活性 均有顯著的促進(jìn)作

9、用，從而提高了葉片氨態(tài)氮含量，降低了 硝態(tài)氮含量，改善了植株的碳氮代謝，對改善品質(zhì)，提高產(chǎn) 量有利。常江發(fā)現(xiàn)3鋼可促進(jìn)磷吸收，而鈣則相反。廖鐵 軍7研究了稀土在氮，磷均衡營養(yǎng)供應(yīng)的條件下，對幾種 作物的增產(chǎn)刺激作用。認(rèn)為增產(chǎn)機(jī)理在于稀土可促進(jìn)，協(xié)調(diào) 作物對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收，刺激酶活性，而且稀土是生理活性 物質(zhì)，必需與大量營養(yǎng)元素進(jìn)行合理的配用，才能發(fā)揮效益。 李元沅3從生物磁性方面研究發(fā)現(xiàn)在灰泥田水稻分菓始期 和初穗期噴施稀土離子可使根際容積磁化率提高，并可以顯 著促進(jìn)水稻對養(yǎng)分的吸收和生長發(fā)育。1. 4稀土元素對植物抗逆性的影響大田作物栽培常會遇到諸如干旱，高溫，低溫，鹽漬， 病蟲害等逆境條件

10、。使用稀土，可以增強(qiáng)作物對上述不良環(huán) 境條件的抵抗能力。而對于稀土元素能增強(qiáng)作物的抗逆性和 抗病性，寧加賁3認(rèn)為在于稀土離子能與細(xì)胞膜的磷脂結(jié) 合，調(diào)節(jié)鈣的代謝，并取代ca2+離子，參與與ca2+有關(guān)的 許多生理過程，這是由于ln3+,特別是la3+與ca2+的半徑 相近，在一定程度上占有ca2+的吸收位置或代替蛋白質(zhì)中 ca2+的結(jié)合位置，而影響與ca2+有關(guān)的生化反應(yīng)以及酶的活 性，k+、na+的滲透性和細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。所以，稀土離子 能維持細(xì)胞膜的通透性和穩(wěn)定性，提高細(xì)胞膜的保護(hù)功能， 增強(qiáng)作物對不良環(huán)境的抵抗能力。加強(qiáng)代謝過程中的氧化酶 活性，有效地抑制病原體侵染，從而提高作物的抗病性

11、。如 用300mg/kg稀土溶液處理棉花種子，枯萎病發(fā)病率可降低 18. 96%11. 45%,病情指數(shù)降低25.6%17. 43%,相對防效 分別為29. 19%39. 3%。而且其他作物施用稀土也都顯示出 不同程度的抗病性。1.5稀土轉(zhuǎn)光膜稀土離子獨(dú)特的外層電子結(jié)構(gòu)，使得它在形成有機(jī)或無 機(jī)化合物后，容易吸收近紫外光而激發(fā)。而稀土轉(zhuǎn)光膜，就 是利用有機(jī)配體對紫外光的高吸收，稀土離子的高發(fā)光效 率，并把稀土有機(jī)配合物分散到現(xiàn)有的多功能農(nóng)膜中研制而 成的具有熒光轉(zhuǎn)換發(fā)光功能的農(nóng)用高分子材料。稀土轉(zhuǎn)光膜 可以將太陽光中對作物生長不利的紫外光的絕大部分轉(zhuǎn)變 為植物光合作用能直接利用的紅橙光，通過改

12、進(jìn)作物的光照 質(zhì)量，進(jìn)而提高作物體內(nèi)的葉綠素含量1。因此，與普通 膜相比，能明顯的提髙農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度、提高地溫和 棚溫、降低作物病情指數(shù)和果實(shí)中硝酸鹽含量、加快生育過 程、提高作物產(chǎn)量748%、增加果實(shí)中vc、胡蘿卜素和可 溶性糖的含量。由于我國很多地區(qū)將大幅度調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié) 構(gòu)，經(jīng)濟(jì)類作物種植面積增加，糧食作物大面積減少，而大 多數(shù)經(jīng)濟(jì)類作物需由農(nóng)膜育苗，多功能農(nóng)膜比以往有望增長 20%左右，普通膜需求量則將下降15%左右，其中多功能溫 室棚膜的應(yīng)用比例將提高30%以上。稀土轉(zhuǎn)光膜是在多功能 農(nóng)膜的基礎(chǔ)之上，又增加了轉(zhuǎn)光的功能，可廣泛地應(yīng)用于農(nóng) 業(yè)，目前中國已成為世界最大的農(nóng)膜市場，據(jù)

13、國家統(tǒng)計(jì)部門 統(tǒng)計(jì)1,我國每年約需使用100多萬噸農(nóng)膜，其中農(nóng)用地 膜平均年用量已超過30萬噸，而且到2002年我國農(nóng)膜的使 用面積已從占耕地面積總數(shù)的4. 7%提高到了 6%o可見其發(fā) 展?jié)摿薮?，開發(fā)前景光明。1.6稀土抗旱保水劑此項(xiàng)研究是吸納國外的保水技術(shù)，采用獨(dú)特的稀土催化 劑和添加技術(shù)，研制而成的稀土高分子吸水材料。它能夠調(diào) 節(jié)土壤水和肥的綜合功能，保持和提高水分、養(yǎng)分有效性。 其使用方法簡便，成本低廉，被農(nóng)業(yè)專家重視并推廣使用。以上是稀土在農(nóng)業(yè)中的幾個(gè)有利作用，是開發(fā)利用我國 豐富稀土資源事業(yè)中的一項(xiàng)具有中國特色的重要成就；是我 國材料科學(xué)和稀土生物化學(xué)研究領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要突破，它

14、 與國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，為社會主義建設(shè)服務(wù)的一個(gè)生動 的范例，稀土農(nóng)用技術(shù)的應(yīng)用，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重 要的意義。2.稀土在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的弊端在王曉榮等4寫的環(huán)境科學(xué)進(jìn)展一書中統(tǒng)記，我 國農(nóng)用稀土年用量在千噸以上，至今尚無稀土是生命必需元 素的證據(jù)，那么，如此大規(guī)模地應(yīng)用稀土，勢必將原先在地 殼中處于穩(wěn)定態(tài)的稀土變成易被生物利用的形態(tài)大量進(jìn)入 環(huán)境，并且它們在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨，對生態(tài)環(huán)境 的影響以及通過食物鏈對人體健康產(chǎn)生危害等稀土安全性 問題應(yīng)該受到我們的極大關(guān)注。近年來，我國科技工作者圍 繞稀土農(nóng)用環(huán)境化學(xué)行為的生態(tài)效應(yīng)等方面展開系統(tǒng)的研 究。所獲得的大量研究成果可為我國稀土農(nóng)

15、業(yè)的安全性評價(jià) 提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并從環(huán)境化學(xué)和土壤化學(xué)角度回答了稀土農(nóng) 用對環(huán)境、生態(tài)等方面的安全性問題。下面我們就從具體研 究中來探討這一問題。2. 1稀土農(nóng)用對土壤產(chǎn)生的不良影響稀土作為復(fù)合肥被施用，進(jìn)入土壤后，它的殘留以及發(fā) 生的各種反應(yīng)勢必會對土壤產(chǎn)生不良影響。張宇峰等20通 過實(shí)驗(yàn)室土柱淋浴實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的測定，并將對流擴(kuò)散 方程確定彌散系數(shù)的方法應(yīng)用于稀土元素在土壤中的遷移， 在普通雨水（ph5.6）淋溶下，稀土元素大約每兩年才遷移 lcm,在酸雨（ph4.0、ph3. 0）淋溶下，每年遷移2cm以內(nèi)。 在有機(jī)配體（edta）存在下，稀土元素較容易向下遷移。在 ph5. 6和ph4

16、. 0的雨淋溶下，ce每年遷移2& 8cm, 5年左右 即可遷移到地下水。在此條件下，其他稀土元素向下遷移速 率均在7. 2cm/a以上，說明不到20年稀土元素會遷移到地 下水。因此，當(dāng)土壤溶液中存在配合劑且其配合能力強(qiáng)時(shí), 需采取相關(guān)措施防止稀土元素向下遷移。另外，應(yīng)用生態(tài)毒理學(xué)方法研究外源稀土對作物早期傷 害的敏感指標(biāo)的研究過程中，通過測定生長在不同外源稀土 濃度土壤中的農(nóng)作物得出應(yīng)依據(jù)初生根根長，建立劑量一一 效應(yīng)關(guān)系4。并且王曉榮課題組根據(jù)稀土元素在紅壤植物 系統(tǒng)的傳輸過程，土壤有機(jī)質(zhì)、ph、eh等環(huán)境因素對稀土釋 放、存在形態(tài)及生物可利用性的影響以及所建立的遷移模 型，提出在

17、我國南方紅壤、高酸雨地區(qū)施用稀土具有較高的 風(fēng)險(xiǎn)的警示，告知我們在南方紅壤、高酸雨地區(qū)應(yīng)慎用或不 用稀土。2. 2稀土農(nóng)用對農(nóng)作物產(chǎn)生的不良影響稀土對農(nóng)作物的生物學(xué)效應(yīng)已有很多研究報(bào)道。謝祖彬 等4在水培實(shí)驗(yàn)中得出，當(dāng)la濃度在0.051.5mg/l時(shí)， 可顯著提髙水稻產(chǎn)量，增加子粒粒數(shù)。而盆栽試驗(yàn)和紅壤小 區(qū)試驗(yàn)沒有發(fā)現(xiàn)la對水稻生長的顯著促進(jìn)作，但高濃度la (540mg)顯著降低紅壤盆栽水稻稻桿重、株高等。研究還 表明，la濃度在0.050. 07mg/l時(shí)增加水稻根cu、fe、mg 和粒子cu、ca、p、mn、mg的吸收， la濃度在930mg/l時(shí)則降低水稻子粒和稻桿對這些元素的吸收

18、。盆栽模擬實(shí)驗(yàn) 表明7,如果施用量達(dá)到目前用量（即1560mg/畝），連續(xù) 使用500次,對土壤理化性質(zhì)及肥力供應(yīng)不會造成顯著影響, 但施用量達(dá)到目前的50倍時(shí)，則會出現(xiàn)毒性反應(yīng)。他們還 通過土培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀土施用量增加為目前的300500 倍時(shí)，則會顯著干擾土壤微生物群落的演變和功能，并提出 稀土在紅色土壤施用的臨界值為30mg/kg左右。通過“劑量 效應(yīng)關(guān)系研究”，對稀土元素進(jìn)行危險(xiǎn)性評價(jià)，首次得 出了稀土對大鼠的最低毒作用劑量2mg/kg的定量結(jié)論，從 而為日后制定稀土日允許攝入量提供了重要依據(jù)。如 diatloh等人研究稀土 la、ce在0. 030. 7mg/l時(shí)觀察到可 降低玉米

19、、紅豆總干重。普遍研究認(rèn)為，低濃度稀土可以促 進(jìn)作物生長和改善作物品質(zhì)，但高濃度稀土均對作物生長有 抑制作用，同時(shí)還抑制其對礦物質(zhì)營養(yǎng)的吸收。另外張自立 6等人用歐洲經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織提出的方法在紅壤、黃潮 土、黃褐土三種土壤上進(jìn)行混合稀土（00. 5g/kg）對水稻、 油菜、大豆等作物相對生長量的影響研究表明，混合稀土對 在紅壤上生長的水稻和油菜以及黃潮土上生長的土豆生長 量有明顯的抑制作用。而在此過程中稀土對土壤活性的刺激 作用是局部和短期的，而對生物活性抑制作用是普遍和長期 的。2. 3稀土農(nóng)用在動物體內(nèi)的不良影響2. 3. 1稀土農(nóng)用在水生動物體內(nèi)的富集作用大自然就是一個(gè)龐大的食物鏈，我

20、們將稀土應(yīng)用于農(nóng)業(yè) 中，隨著能量的流動和物質(zhì)的交換，稀土必然會富集到動物 體以及我們?nèi)梭w內(nèi)。下面就以稀土元素在魚體內(nèi)（鮑、內(nèi)臟、 肌肉、骨骼）的生物富集為例加以說明，它們對稀土富集的 動力學(xué)過程表明4,魚體各部分對重稀土的富集一個(gè)月后 基本達(dá)到平衡，而輕稀土和中稀土在45天后其富集作用達(dá) 到或接近平衡。不同稀土元素在魚體內(nèi)的富集能力存在明顯 差異。水中可溶性稀土在鯉魚體內(nèi)各部分的最大生物富集因 子由表可見，其富集能力的順序?yàn)椋簝?nèi)臟鮑骨骼肌肉。 魚體中主要可食部分肌肉的富集量最少。結(jié)果也表明，魚體 各部分對重稀土的富集能力最弱，而對輕稀土和中稀土的富 集能力差別不大。輕稀土在骨骼和鯉中的富集能力

21、高于中稀 土，而中稀土在內(nèi)臟和肌肉中的富集能力高于輕稀土。由此 可見，在魚體的不同部位對稀土的富集作用也不同，而且同 種稀土的富集量越大毒性也越大。長期以來，科學(xué)工作者從 生態(tài)毒理學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞學(xué)和環(huán)境化學(xué)角度，反映了外 源稀土對水生生物無效應(yīng)濃度和早期傷害。2. 3.2稀土農(nóng)用對動物的腦部蓄積性、毒性及對人群健 康的潛在危害眾多研究表明，稀土元素類似于一般毒物，具有對生物 體的刺激效應(yīng)（hormesis效應(yīng)，即低劑量時(shí)表現(xiàn)促進(jìn)作用， 高劑量時(shí)表現(xiàn)抑制作用，并介入生命體系的各個(gè)系統(tǒng)的效 應(yīng)）10。長期以來，特別是稀土元素在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用以來， 稀土元素在機(jī)體內(nèi)的蓄積性及其誘發(fā)的生物效應(yīng)一直為人

22、 們廣泛關(guān)注。稀土元素的毒性研究亦從單一的急慢性效應(yīng)向 綜合效應(yīng)深入。近期對農(nóng)用混合硝酸稀土化合物長期經(jīng)口染 毒后遺傳、免疫、胚胎、細(xì)胞、神經(jīng)、肝臟及內(nèi)分泌等方面 的毒性效應(yīng)研究取得了顯著成果。研究結(jié)果顯示，稀土農(nóng)業(yè) 應(yīng)用的安全性不容忽視11。眾多研究表明，稀土元素經(jīng)消化道、呼吸道、皮膚、注 射等途徑進(jìn)入動物機(jī)體后，可以通過血液輸導(dǎo)而滯留或蓄積 于各臟器組織，且在各臟器、組織間呈不均勻分布，有的臟 器、組織對稀土元素具有明顯的選擇性吸收和蓄積12-15 o 王夔等應(yīng)用核素示蹤技術(shù)研究ce、nd在小鼠體內(nèi)的分布， 結(jié)果表明，ce （200800mg/kg）經(jīng)口攝入后，在小鼠血液 和大腦中的蓄積水

23、平（比活度）及相對比（各臟器組織的比 活度占所測臟器組織總活度的百分率）隨劑量和攝取時(shí)間而 遞增，表現(xiàn)出明顯的蓄積性；nd （200噸/鹿）由腹腔注入后, 隨體液輸配，短期（35d）內(nèi)在血液和大腦中均有明顯吸 收與滯留，但因一次性注入后在體內(nèi)再分配，而致蓄積水平 和相對比均隨試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)一步延長而降低；ce和nd在大腦 中的蓄積水平及其相對比均比血液中高，說明大腦對ce和nd具有蓄積性12-13 o此外，彭瑞玲等14引用國外報(bào)道稱，稀土元素可以通過胎盤屏障和血-腦屏障，而且幼年動 物可以通過乳汁吸收稀土元素。徐厚恩等11有關(guān)農(nóng)用稀土（“常樂”）安全限量的研究表明，硝酸稀土 ce3+、la3+經(jīng)口

24、攝入后，在血清中蓄積水平分別為0.42ng/nil和 36. 57ng/ml,在腦海馬體中蓄積水平分別為15. lng/ml和 389. 9ng/ml,說明la3+和ce3+易被吸收與蓄積，并提示到 農(nóng)用稀土 "常樂”低劑量（2mg/kg）攝入，在腦部的積累不 容忽視。彭瑞玲等14以頭發(fā)作為生物標(biāo)志物，研究江西稀 土礦區(qū)嬰幼兒及其母親頭發(fā)中稀土元素分布規(guī)律。結(jié)果表 明，隨著暴露程度的增加，嬰幼兒頭發(fā)中稀土元素有蓄積趨 勢，比對照區(qū)（遠(yuǎn)離稀土礦區(qū)）高達(dá)10倍，以輕稀土元素 為主，且嬰幼兒頭發(fā)中稀土元素含量明顯髙于其母親，成為 暴露人群；周寧等16研究表明，動物毛發(fā)與內(nèi)臟（包括大 腦、小

25、腦）中稀土元素含量有顯著正相關(guān)關(guān)系，說明稀土元 素在腦部具有蓄積性，這對于稀土元素的暴露人群同樣具有 警示意義。另外，朱為方等16的研究表明，大鼠日飼喂中等劑量（140147mg/kg）和低劑量（5066. 2mg/kg） 240d 后，2 組大鼠腦海馬體中乙酰膽堿酯酶活性受到明顯抑制；中等劑 量組鼠的大腦病理切片顯示神經(jīng)元胞體腫脹及噬節(jié)現(xiàn)象更 為明顯，表明稀土對髙級神經(jīng)中樞毒性很敏感。王瑜等17 就la3+對神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)游離鈣和代謝活力的影響研究表明，魏 對神經(jīng)細(xì)胞不僅有鈣拮抗作用，而且可能直接進(jìn)入腦細(xì)胞， 促進(jìn)鈣釋鈣，加重興奮性神經(jīng)毒性損傷，具有潛在神經(jīng)毒性。 章子貴等19采用行為觀察和生化

26、檢驗(yàn)相結(jié)合的方法表明， 不同劑量的稀土對鼠體神經(jīng)學(xué)行為（學(xué)習(xí)、記憶和自主活動） 均受到明顯抑制?？偵涎芯砍浞终f明，大腦對稀土極為敏感, 一定劑量稀土染毒可誘發(fā)毒性效應(yīng)，對神經(jīng)產(chǎn)生抑制作用， 其原因與腦內(nèi)化合物的含量或活性降低等密切相關(guān)。不僅動物如此，稀土礦區(qū)的人群也受到了同樣的毒害。 江西豐縣土壤系富含稀土元素的花崗巖風(fēng)化而成，可交換態(tài) 稀土（reo）占稀土總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%90%, re0含量 一般達(dá)4002000?g/g16o稀土區(qū)的蔬菜、糧食及畜禽從 環(huán)境（土壤和水）中吸收稀土，并通過食物鏈?zhǔn)乖摰貐^(qū)人群 長期攝入低劑量稀土。朱方為等19對該區(qū)的自然人群流行 病調(diào)查表明，該區(qū)人群因通過

27、食物鏈長期攝入低劑量稀土， 導(dǎo)致兒童智商和成人中樞神經(jīng)傳導(dǎo)速度顯著下降，說明稀土 對大腦功能有影響，其中重稀土區(qū)影響更加明顯，表明重稀 土較輕稀土更易在大腦中蓄積，而且稀土元素的毒性隨原子 序數(shù)的遞增而遞增，所以重稀土較輕稀土毒性也更大。按當(dāng) 地人群的食譜及稀土含量測算，成人每日攝入6. 06. 7mg 即可致亞臨床損害，據(jù)此建議成人日允許攝入稀土（按re0） 的量為4. 2mgo近期又有學(xué)者根據(jù)稀土對肝臟毒性的研究結(jié) 果，按la經(jīng)口攝入無作用劑量為2mg/kg,建議成人(按體 重60kg計(jì))日允許攝入量為0.121. 2mgll o以上是稀土生物學(xué)效應(yīng)的弊端，可見并不是施用稀土的 量越大越好

28、，也不是任何環(huán)境中施用稀土都能起到積極的作 用。而且我們?nèi)祟愒谌粘ｏ嬍尺^程中，隨著物質(zhì)傳遞和能量 流動，稀土對動植物體的不良影響必然會影響到我們?nèi)祟惖?生存與健康。因此我們在大力開發(fā)稀土資源的同時(shí)，應(yīng)看到 它的弊端，加強(qiáng)稀土生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理研究，從而做到真正 的有效利用稀土元素。綜上所述，施用適量的稀土元素對提高作物的產(chǎn)量，品質(zhì)是有益的，但還不能充分證明其 對植物生長的必需性。稀土元素對植物體內(nèi)的一些生理生化 反應(yīng)有一定的促進(jìn)作用，但這些作用是植物體內(nèi)各種影響因 素共同作用的結(jié)果，而不是稀土元素的單獨(dú)作用。而大量施 用稀土所帶來的一系列危害，應(yīng)該值得我們關(guān)注，為了確保 生態(tài)平衡和人類健康，我們應(yīng)該科學(xué)的使用稀土，不能因?yàn)?它的良好收益去一味的濫用和瞎用，在我們經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的 同時(shí)創(chuàng)造一個(gè)更加美好和諧的生存環(huán)境。參考文獻(xiàn)：1 郭伯生.稀土在生物領(lǐng)域中應(yīng)用進(jìn)展j.稀土， 1999, 20 (1)： 6468.2 周峰等.中國稀土學(xué)報(bào),2003, 21 (5)： 589-593.3 朱建國等. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2000, 19 (4)： 193-195.4 陳災(zāi)，王曉榮等.環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1999, 7 (1)：10-17.5 sunhw, wang xr, wang ls. eta1. chemosphere, 1996, 33： 1475-148