海南僑植農(nóng)場磚廠附近橡膠樹受害原因分析

王大鵬++豐明++王文斌++羅雪華++鄒碧霞++張永發(fā)++吳小平

摘 要 為探明僑植農(nóng)場磚廠附近橡膠樹的受害原因，對受害橡膠樹的表現(xiàn)癥狀、土壤、葉片養(yǎng)分及氟化物含量進行調(diào)查。結(jié)果表明：受害膠樹的癥狀與植物生理學(xué)上氟化物傷害癥狀相符，排除了病蟲害等致害因素；受害膠樹周圍土壤的主要養(yǎng)分指標(biāo)處于正常水平，土壤養(yǎng)分不存在虧缺狀態(tài)；受害膠樹葉片的主要養(yǎng)分指標(biāo)同樣處于正常水平，葉片不存在缺素癥狀；受害膠樹周圍土壤和葉片中的氟化物含量顯著高于正常值水平。鑒于該磚廠為受害膠樹附近唯一的氟化物污染源，因此認(rèn)為該磚廠排放的氟化物是導(dǎo)致膠樹受害的主要原因。

關(guān)鍵詞 磚廠 ；橡膠樹 ；氟化物 ；受害原因

分類號 S794.1 ；X503.235

Reasons for the Damage of the Rubber Trees Nearby the Affiliated

Brickyard of Qiaozhi Farm in Hainan

WANG Dapeng1，2） FENG Ming1） WANG Wenbin1，2）

LUO Xuehua1，2） ZOU Bixia1） ZHANG Yongfa1） WU Xiaoping1，2）

（1 Rubber Research Institute， CATAS， Danzhou， Hainan 571737；

2 Soil and Fertilizer Research Center， CATAS， Danzhou， Hainan 571737）

Abstract Based on investigating the revealed symptoms， soil nutrient， leaf nutrient and fluorine content of the damaged rubber tree nearby the affiliated brickyard of Hainan Qiaozhi farm， we analyzed the reason for the damage in this study. The results showed that the damaged symptoms of the impaired rubber trees physiologically conformed to the ones suffered by fluorine， so the damage induced factors such as pest could be eliminated. The main nutrient index in the surrounding soil of damaged rubber trees ranged normally， so there was no nutrient limited status in soil. And the main nutrient indexes of the damaged tree leaves were on the regular level， which meant that the nutritional deficiency symptom didn't exist. The only suspected observation was that the fluorine content in the surrounding soil and leaves of the damaged rubber trees was significantly higher than the regular background value. In summary， in view of the fact that the unique nearby drainage of fluorine pollutant source came from the brickyard， we suggested that the fluorine from the brickyard was the major reason for the rubber tree damage.

Keywords brickyard ； rubber tree ； fluorine ； reason for the damage

橡膠是熱區(qū)典型的經(jīng)濟作物，海南植膠面積已達53.33萬hm2[1]。磚廠是一種資源消耗型的重污染行業(yè)。為了獲取暴利，一些磚廠在違規(guī)超量生產(chǎn)的同時缺乏相應(yīng)廢氣處理設(shè)備，已經(jīng)成為農(nóng)村地區(qū)氟化物排放的主要污染源[2]。在海南，橡膠等作物被磚廠污染危害事例已屢見不鮮，致使膠農(nóng)等蒙受巨大損失[3]。近期，海南僑植農(nóng)場磚廠附近發(fā)生橡膠樹大面積受害事件，本課題組初步調(diào)查首先排除了氣象災(zāi)害或人為破壞等因素，發(fā)現(xiàn)受害膠樹的傷害癥狀與植物生理學(xué)氟化物傷害癥狀基本相符[4]，極有可能是磚廠排放氟化物等廢氣所致。為了驗證此推測并進一步確定橡膠樹受害原因，本課題組對僑植農(nóng)場磚廠附近受害橡膠樹進行調(diào)查，觀察和比較橡膠樹的受害癥狀，采集膠樹附近土壤和葉片樣品，測定土壤和葉片養(yǎng)分含量及氟化物含量，分析了僑植農(nóng)場磚廠附近膠樹的受害原因，以期能為該類橡膠樹污染受害事件的診斷提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集與分析

分別在距離磚廠20、50、100、200、500 m處采集受害膠樹土壤樣品。每樣點S形采集0～20 cm土壤樣品10個，將其混合成一個樣品；相關(guān)研究表明[2]，磚廠對農(nóng)作物的污染范圍大致在600～800 m。因此，本課題組分別在距離磚廠5 000和6 000 m處采集正常膠樹土壤樣品，以此作為對照。每樣點S形采集0～20 cm土壤樣品10個，混合成一個樣品。endprint

土壤樣品常規(guī)分析按魯如坤的《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》執(zhí)行[5]。其中土壤pH采用電位法測定；土壤有機質(zhì)采用鉻酸氧還滴定法測定；土壤全氮采用半微量開氏法測定；土壤全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法測定；土壤全鉀采用堿溶-火焰光度法測定；土壤有效磷采用BrayⅠ提取-鉬銻抗吸光光度法測定；土壤速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定；土壤硝態(tài)氮采用NaCl浸提-紫外分光光度法測定；土壤銨態(tài)氮采用NaCl浸提-靛酚藍吸光光度法測定。土壤中氟化物的測定按照GB/T 22104-2008[6]。

1.2 葉片樣品的采集和分析

分別在距離磚廠20、50、100、200、500 m處采集嚴(yán)重受害的葉片樣品，每樣點隨機采集膠樹5株（每株采集樣品2個），葉片樣品共計10個混合成一個樣品；分別在距離磚廠20、50、100、200、500 m處采集輕微受害的葉片樣品，每樣點隨機采集膠樹5株（每株采集樣品2個），葉片樣品共計10個混合成一個樣品；分別在距離磚廠5 000和6 000 m處采集正常膠樹葉片樣品，每樣點隨機采集膠樹5株（每株采集樣品2個），葉片樣品共計10個混合成一個樣品。

植物樣品常規(guī)分析按魯如坤的《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》執(zhí)行[5]。植物全氮采用H2SO4-H2O2消煮-半微量蒸餾法；植物全磷采用H2SO4-H2O2消煮-鉬銻抗吸光光度法測定；植物全鉀采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度法測定；植物全鈣、鎂采用原子吸收分光光度法測定。葉片中氟化物的測定按照GB/T 5009.18-2003[7]。

1.3 統(tǒng)計與分析

采用Excel2003進行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制。采用SPSS 11.5進行多重比較，最小顯著差異法（LSD），差異的顯著性分析均在p<0.05水平下進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 膠樹的受害癥狀

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，磚廠周圍橡膠樹均受到不同程度的危害，受害面積合計約7.33 hm2。其中，幼齡膠樹（4 a生，熱研7-33-97）受害面積約5.53 hm2，成齡膠樹受害面積約2 hm2。膠樹的受害癥狀普遍表現(xiàn)為葉片變黃、卷曲、脫落，同時成齡膠樹產(chǎn)量減少。值得注意的是，幼齡膠樹的受害程度要遠高于成齡膠樹，并大面積枯死，整株死亡比例約為90%（圖1）。從存活的幼齡和成齡膠樹來看，膠樹受害部位多集中在頂部嫩枝和葉片，絕大部分受害膠樹出現(xiàn)嫩枝枯死的癥狀。與正常橡膠樹葉片比較，受害膠樹葉片整體褪綠變黃，僅在葉脈處保留淡綠色。嚴(yán)重受害的膠樹葉片的葉尖和葉緣部分焦黃，并呈不規(guī)則狀破碎，葉面上有散點狀分布的棕色斑點。葉緣枯黃部分與葉片褪綠部分界限明顯，具有清晰的紅棕色界限。

2.2 土壤主要養(yǎng)分及氟化物含量分析

僑植農(nóng)場磚廠附近土壤養(yǎng)分及氟化物含量統(tǒng)計分析見表1。樣點距離磚廠100 m以內(nèi)、樣點距離磚廠100～500 m和樣點距離磚廠5 000 m以外的土壤pH介于5.69～6.30，三者之間差異不顯著；3種不同距離采樣點的土壤有機質(zhì)含量介于24.12～33.19 g/kg，差異仍不顯著；3種不同距離采樣點的土壤全氮介于1.02～1.40 g/kg，統(tǒng)計上同樣不存在顯著差異；3種不同距離采樣點的土壤有效磷介于3.52～12.17 mg/kg，其中樣點距離磚廠500 m以內(nèi)的土壤有效磷要高于距離磚廠5 000 m以外的樣點，但3種土壤之間差異仍不顯著；3種不同距離采樣點的土壤速效鉀介于22.94～200.16 mg/kg，其中樣點距離磚廠100 m以內(nèi)的土壤速效鉀要顯著高于距離磚廠5 000 m以外的樣點；3種不同距離采樣點的土壤硝態(tài)氮含量介于8.38～11.58 mg/kg，其中樣點距離磚廠500 m以內(nèi)的土壤硝態(tài)氮略低于距離磚廠5 000 m以外的樣點，但二者之間差異不顯著；3種不同距離采樣點的土壤銨態(tài)氮介于11.80～14.58 mg/kg，差異仍不顯著。從上述結(jié)果可以看出，除土壤速效鉀外，3種不同距離采樣點的土壤主要指標(biāo)之間不存在顯著差異。因此，本課題組統(tǒng)計了3種不同距離采樣點的土壤中氟化物的含量。如表1所示，不同距離采樣點的土壤中氟化物含量介于255.00～503.33 mg/kg。其中樣點距離磚廠100 m以內(nèi)的土壤氟化物含量顯著高于100 m以外的樣點土壤。如圖2所示，在距離磚廠0～500 m的范圍內(nèi)，土壤中氟化物含量與磚廠距離呈顯著正相關(guān)關(guān)系（p<0.05）。說明磚廠附近土壤中的氟化物含量與磚廠距離有直接關(guān)系，即距離磚廠越近，土壤中氟化物含量越高；距離磚廠越遠，土壤中氟化物含量越低。

2.3 葉片主要養(yǎng)分及氟化物含量分析

嚴(yán)重受害葉片、輕微受害葉片和正常葉片養(yǎng)分及氟化物含量統(tǒng)計分析見表2。嚴(yán)重受害、輕微受害葉片和正常葉片的全氮含量介于26.97～30.01 g/kg，嚴(yán)重受害和輕微受害葉片全氮含量要低于正常葉片，但差異不顯著（p<0.05）；3種葉片全磷含量介于1.95～2.15 g/kg，嚴(yán)重受害和輕微受害葉片全磷含量同樣低于正常葉片，但差異仍不顯著；3種葉片全鉀含量介于8.02～12.01 g/kg，嚴(yán)重受害和輕微受害葉片全鉀含量要高于正常葉片，但差異不顯著； 3種葉片鈣含量介于8.61～9.00 g/kg，差異仍不顯著；3種葉片鎂含量介于3.36～4.15 g/kg，嚴(yán)重受害和輕微受害葉片鎂含量要高于正常葉片，但差異仍不顯著。以上結(jié)果說明，嚴(yán)重受害葉片和輕微受害葉片中主要養(yǎng)分含量與正常葉片之間不存在顯著性差異。為此，本課題組統(tǒng)計了3種葉片中氟化物含量（表2）。3種葉片氟化物含量介于6.40～99.20 mg/kg，其中嚴(yán)重受害葉片氟化物含量要顯著高于輕微受害葉片和正常葉片（p<0.05）。嚴(yán)重受害葉片氟化物含量約為正常葉片氟化物含量的16倍。由此，本課題組認(rèn)為嚴(yán)重受害葉片所表現(xiàn)出的受害癥狀應(yīng)該是受到氟化物的污染所致。endprint

3 討論與結(jié)論

氟化物是重要的大氣污染物之一，其對植物的毒性要比二氧化硫大20～300倍，低濃度的氟化氫就可以使敏感植物發(fā)生毒害[4]。磚廠是農(nóng)村地區(qū)氟化物排放的主要污染源[2]。在燒磚過程中，磚坯在高溫的條件下使土壤中較為穩(wěn)定的氟化物轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的氟化氫和四氟化硅，排放到大氣中形成污染源。一座年生產(chǎn)能力為1 500萬塊標(biāo)準(zhǔn)磚的磚廠排放的氟化物在一定條件下可使周圍800 m范圍內(nèi)的大氣氟化物濃度超標(biāo)，從而使周圍農(nóng)作物受害并具有明顯的點源污染特征[2]。橡膠樹受到氟化物毒害后，樹身呈灰色，葉片由葉緣開始褪綠變薄，受害葉組織與正常葉組織之間形成明顯界限。成齡膠樹除了上述癥狀外，膠乳減產(chǎn)也非常嚴(yán)重[4]。本研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，僑植農(nóng)場受害橡膠樹分布在以磚廠為中心0～500 m的圓形范圍內(nèi)，而超過該范圍的膠樹受害癥狀不明顯，表現(xiàn)為明顯的點源污染危害特征。受害膠樹葉片整體褪綠變黃，僅在葉脈處保留淡綠色。嚴(yán)重受害的膠樹葉片的葉尖和葉緣部分焦黃，并呈不規(guī)則狀破碎，葉面上有散點狀分布的棕色斑點。葉緣枯黃部分與葉片褪綠部分界限明顯，具有清晰的紅棕色界限。這些癥狀與吳春華的研究結(jié)果一致[4]，且與植物生理學(xué)上氟化物傷害癥狀基本相符[8]，基本排除了病蟲害（如葉疫病、落葉病、白粉病、炭疽病、介殼蟲、小蠹蟲等）等致害因素[9]。由于僑植農(nóng)場受害膠樹附近僅有一處磚廠，并無其他如化工廠、冶煉廠等可以產(chǎn)生氟化物的企業(yè)，是受害膠樹附近唯一的氟化物污染源。因此，基本可以確定僑植農(nóng)場膠樹受害的主要原因應(yīng)該是受到了磚廠排放氟化物等的傷害。

為了驗證觀察到的結(jié)果，本課題組對磚廠周圍土壤和膠樹進行了采樣，分別對土壤和葉片的主要養(yǎng)分指標(biāo)及氟化物含量進行了分析。結(jié)果表明，除土壤速效鉀含量較高外，磚廠周圍土壤主要養(yǎng)分指標(biāo)均處于正常水平，并未發(fā)現(xiàn)虧缺狀況[10]；受害膠樹的葉片主要養(yǎng)分指標(biāo)與正常膠樹的葉片相比并未發(fā)現(xiàn)顯著性差異，其養(yǎng)分水平基本上處于正常水平[10]。上述結(jié)果說明，受害膠樹葉片和受害區(qū)土壤主要養(yǎng)分含量均屬正常值范圍，受害膠樹葉片所出現(xiàn)的受害癥狀不是因為土壤或葉片缺素所引起。對磚廠周圍土壤和受害膠樹葉片中氟化物含量的分析表明，樣點距離磚廠100 m以內(nèi)的土壤氟化物含量顯著高于100 m以外的樣點土壤；嚴(yán)重受害葉片氟化物含量要顯著高于正常葉片。嚴(yán)重受害葉片氟化物含量約為正常葉片氟化物含量的16倍。研究表明[4]，正常橡膠樹葉片中氟化物背景值含量平均為9～11 mg/kg。本研究中，距離磚廠5 000 m以外的正常膠樹葉片的氟化物含量為6.4 mg/kg，其含量水平與吳春華等[4]研究結(jié)果基本一致。這些結(jié)果進一步說明，磚廠周圍土壤已經(jīng)累積了一定量的氟化物，受害膠樹葉片中也累積了高濃度的氟化物，磚廠排放的氟化物是導(dǎo)致膠樹受害的主要原因。

通過對僑植農(nóng)場磚廠附近土壤和受害膠樹調(diào)查分析，現(xiàn)做結(jié)論如下：

（1）僑植農(nóng)場磚廠附近受害膠樹的癥狀與植物生理學(xué)上氟化物傷害癥狀相符，排除了病蟲害（如葉疫病、落葉病、白粉病、炭疽病、介殼蟲、小蠹蟲等）等致害因素。

（2）僑植農(nóng)場磚廠附近受害膠樹土壤和葉片主要養(yǎng)分含量均屬正常值范圍，膠樹受害癥狀不是因為土壤或葉片缺素所引起。

（3）僑植農(nóng)場磚廠附近受害膠樹土壤和葉片中的氟化物含量顯著高于正常值。鑒于該磚廠為僑植農(nóng)場受害膠樹附近唯一的氟化物排放污染源，本課題組認(rèn)為該磚廠排放的氟化物是導(dǎo)致膠樹受害的主要原因。

參考文獻

[1] 海南省統(tǒng)計局. 海南統(tǒng)計年鑒[M]. 北京：中國統(tǒng)計出版社，2012.

[2] 周會平，原慧芳，龍云峰，等. 磚廠廢棄污染對橡膠樹光合生理特性的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2012，21（2）：303-307.

[3] 許 玲. 科學(xué)的較量——海南省首例橡膠污染案紀(jì)實[J]. 中國農(nóng)墾，1999（8）：33-35.

[4] 吳春華. 大氣氟化物對橡膠樹的傷害實驗研究[D]. ?？冢喝A南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)，2001.

[5] 魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1999.

[6] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局. 土壤質(zhì)量氟化物的測定離子選擇電極法：GB/T 22104-2008[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[7] 中華人民共和國衛(wèi)生部. 食品中氟的測定：GB/T 5009.18-2003[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

[8] 曹 燕. SO2和氟化物對農(nóng)作物危害的鑒別與防治[J]. 云南環(huán)境科學(xué)，2000，19（1）：26-28.

[9] 黃貴修，高宏華. 橡膠樹主要病害診斷與防治原色圖譜[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

[10] 何 康，黃宗道. 熱帶北緣橡膠樹栽培[M]. 廣州：廣東科技出版社，1987.endprint