不同小春作物種類對(duì)重金屬吸收差異性的研究

賴 佳，李 浩，何 斌，陳春霞，王 強(qiáng)，任樹(shù)友，張 成

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

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不同小春作物種類對(duì)重金屬吸收差異性的研究

賴 佳，李 浩，何 斌，陳春霞，王 強(qiáng)，任樹(shù)友，張 成

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

在3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別種植6類小春作物，收獲后測(cè)定產(chǎn)品中砷、汞、鉛、鎘4種重金屬含量，結(jié)果表明：6類小春作物對(duì)重金屬的吸收能力差異較大，紫潮田土屬和沖積黃泥田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類作物對(duì)砷、鎘的吸收差異顯著，灰棕潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)不同作物對(duì)砷、汞、鎘的吸收差異顯著；部分小麥籽粒樣品鎘含量超過(guò)限量指標(biāo)；綜合分析不同作物種類對(duì)4種重金屬元素的吸收量，小麥對(duì)4種重金屬的吸收量均較高，馬鈴薯、蘿卜、油菜、白菜和萵筍對(duì)4種重金屬的吸收量較低。因此，建議在重金屬污染區(qū)調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，增加馬鈴薯、蘿卜、油菜、白菜和萵筍等作物的種植。

小春作物；重金屬；吸收；差異性

近年來(lái)我國(guó)重金屬污染事件頻發(fā)，嚴(yán)重影響廣大群眾的身體健康，故土壤重金屬污染與防治成為人們關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一[1]。植物對(duì)重金屬都有一定的吸收能力[2]，由于植物生長(zhǎng)特性及遺傳特性的不同，不同的作物對(duì)土壤重金屬的吸收、富集具有顯著的差異性，利用作物對(duì)土壤污染元素不同的富集特性，有選擇性地栽培作物，可以減少作物產(chǎn)品對(duì)土壤重金屬的吸收富集[3]，作物對(duì)重金屬吸收越少，人體食用作物產(chǎn)品后對(duì)健康的影響也越小。本文根據(jù)成都市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)傳統(tǒng)種植習(xí)慣，研究成都平原不同小春作物種類對(duì)土壤重金屬的吸收，比較不同小春作物的吸收能力，篩選對(duì)重金屬低富集的作物種類，為在重金屬污染區(qū)調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)、減輕農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)6類小春作物分別為小麥、油菜、馬鈴薯、蘿卜、萵筍、白菜(作物品種見(jiàn)表1)。

1.2 供試土壤

供試土壤為成都市地勢(shì)平坦、排灌方便、土壤肥力均勻的水稻土，3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別以紫潮田土屬、灰棕潮田土屬和沖積黃泥田土屬3種土壤類型為代表。3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的土壤重金屬含量情況見(jiàn)表2。

表1 田間試驗(yàn)基本情況

注：小麥和油菜密度為667m2面積的播種量。

表2 試驗(yàn)點(diǎn)土壤重金屬含量

1.3 試驗(yàn)方法

在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別以6類作物為6個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積為20m2，各處理間采用隨機(jī)區(qū)組排列，各處理及重復(fù)間開(kāi)溝隔離。

各類作物的播種方式、播種(移栽)期、栽培密度、采收期、施肥量見(jiàn)表1。每類作物施用三元復(fù)混肥(15-15-15)50kg/667m2作底肥，播栽前一次性施用。在此基礎(chǔ)上，油菜底肥增施硼砂1kg/667m2，萵筍和白菜各追肥2次(移栽后7d、17d)，每次施用尿素5kg/667m2。供試肥料的重金屬含量均未超過(guò)GB/T23349-2009的限定值。

其他田間管理措施與常規(guī)栽培管理相同，且各處理間保持一致。

1.4 檢測(cè)方法

采用雙道原子熒光光度計(jì)(AFS-230E型)測(cè)定作物產(chǎn)品樣品中砷、汞總量；采用耶拿火焰-石墨爐原子吸收光譜儀(Jena-ZEEnit700P型)測(cè)定作物產(chǎn)品樣品中鉛、鎘總量。

作物產(chǎn)品檢測(cè)參照食品檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，砷的測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》(GB/T5009.11-2003)；汞的測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》(GB/T 5009.17-2003)；鉛的測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中鉛的測(cè)定》(GB 5009.12-2010)；鎘的測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中鎘的測(cè)定》(GB/T 5009.15-2003)。

1.5 評(píng)價(jià)方法

試驗(yàn)作物產(chǎn)品重金屬污染評(píng)價(jià)參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》標(biāo)準(zhǔn)(GB 2762-2012)，其中6類小春作物產(chǎn)品重金屬限量指標(biāo)如表3所示。

表3 小春各作物產(chǎn)品重金屬限量指標(biāo)

1.6 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物對(duì)重金屬的吸收

紫潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物重金屬平均含量見(jiàn)表4。通過(guò)方差分析可知，各類作物處理間砷、鎘含量差異性達(dá)到極顯著水平，汞、鉛含量差異性不顯著。通過(guò)LSD法多重比較，對(duì)于重金屬砷的吸收，小麥含量最高，與其他作物差異性達(dá)到極顯著水平，油菜含量極顯著高于除小麥外的4類作物；對(duì)于重金屬鎘的吸收，小麥含量最高，顯著高于其他5類作物，小麥和油菜的鎘含量與其他4類作物差異性達(dá)到極顯著水平。小麥的鎘含量超過(guò)限量指標(biāo)，其他作物重金屬含量均未超過(guò)限量指標(biāo)。

表4 紫潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物重金屬含量 mg/kg

注：同一列中的相同小寫字母表示不同作物的重金屬含量在0.05水平差異不顯著，相同大寫字母表示不同作物的重金屬含量在0.01水平差異不顯著，*表示重金屬含量超過(guò)限量指標(biāo)，下同。

2.2 灰棕潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物對(duì)重金屬的吸收

灰棕潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物重金屬平均含量見(jiàn)表5。通過(guò)方差分析可知，各類作物處理間砷、汞、鎘含量差異性達(dá)到極顯著水平，鉛含量差異性不顯著。通過(guò)LSD法多重比較，對(duì)于重金屬砷的吸收，小麥含量最高，與其他作物差異性達(dá)到極顯著水平；油菜含量其次，極顯著高于除小麥外的4類作物；蘿卜吸收最少，與其他5類作物差異顯著。對(duì)于重金屬汞的吸收，白菜和萵筍含量最高，顯著高于小麥、油菜和馬鈴薯，馬鈴薯吸收最少；對(duì)于重金屬鎘的吸收，油菜和小麥含量最高，顯著高于其他4類作物。各類作物重金屬含量均未超過(guò)限量指標(biāo)。

表5 灰棕潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物重金屬含量 mg/kg

2.3 沖積黃泥田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物對(duì)重金屬的吸收

沖積黃泥田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物重金屬平均含量見(jiàn)表6。通過(guò)方差分析可知，各類作物處理間砷、鎘含量差異性達(dá)到極顯著水平，汞、鉛含量差異性不顯著。通過(guò)LSD法多重比較，對(duì)于重金屬砷的吸收，小麥含量最高，與其他作物差異極顯著；對(duì)于重金屬鎘的吸收，小麥含量最高，極顯著高于油菜、馬鈴薯、蘿卜和白菜。小麥的鎘含量超過(guò)限量指標(biāo)，其他作物重金屬含量均未超過(guò)限量指標(biāo)。

表6 沖積黃泥田土屬試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物重金屬含量 mg/kg

2.4 3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物對(duì)重金屬的吸收

綜合分析3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物對(duì)重金屬的吸收，如表7所示。對(duì)于重金屬砷的吸收，6類小春作物的吸收量從高到低依次為：小麥>油菜>萵筍>白菜>馬鈴薯>蘿卜，各類作物的砷含量均未超限量指標(biāo)。6類小春作物對(duì)重金屬汞的吸收量從高到低依次為：白菜>小麥>萵筍>蘿卜>油菜>馬鈴薯，各類作物的汞含量均未超限量指標(biāo)。對(duì)于重金屬鉛的吸收，6類小春作物的吸收量從高到低依次為：小麥>萵筍>白菜>油菜>蘿卜>馬鈴薯，各類作物的平均鉛含量均未超限量指標(biāo)。6類小春作物對(duì)重金屬鎘的吸收量從高到低依次為：小麥>油菜>萵筍>馬鈴薯>蘿卜>白菜，其中小麥的鎘含量超過(guò)限量指標(biāo)。小麥樣品中的鎘含量與供試土壤的鎘含量具有明顯的相關(guān)性，3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的土壤鎘含量為紫潮田土屬>沖積黃泥田土屬>灰棕潮田土屬，小麥樣品的鎘含量也依次為紫潮田土屬>沖積黃泥田土屬>灰棕潮田土屬，其中，紫潮田土屬和沖積黃泥田土屬試驗(yàn)點(diǎn)的小麥鎘含量均超過(guò)限量指標(biāo)，灰棕潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)的小麥鎘含量未超限量指標(biāo)。

表7 3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)6類小春作物重金屬含量 mg/kg

注：Min=Minimum，最小值；Max=Maximum，最大值；Ave=Average，平均值。*表示重金屬含量超過(guò)限量指標(biāo)。

3 小結(jié)

6類小春作物對(duì)重金屬的吸收能力差異較大，紫潮田土屬和沖積黃泥田土屬試驗(yàn)點(diǎn)各類作物對(duì)砷、鎘的吸收差異顯著，灰棕潮田土屬試驗(yàn)點(diǎn)不同作物對(duì)砷、汞、鎘的吸收差異顯著，部分小麥籽粒樣品鎘含量超過(guò)限量指標(biāo)。

綜合分析不同作物種類對(duì)4種重金屬元素的吸收，小麥對(duì)4種重金屬的吸收量均較高，馬鈴薯、蘿卜、油菜、白菜和萵筍對(duì)4種重金屬的吸收量較低。

綜上所述，建議在重金屬污染區(qū)調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，增加馬鈴薯、蘿卜、油菜、白菜和萵筍等作物的種植。

[1]黃益宗,郝曉偉,雷鳴，等.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實(shí)踐[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(3):409-417.

[2]侯銳,李昆,劉方炎.土壤重金屬污染與植物吸收累積效應(yīng)研究進(jìn)展[J].云南地理環(huán)境研究,2013,25(5):104-109,111.

[3]何江華,柳勇,王少毅,等.蔬菜對(duì)重金屬富集能力的研究——以廣州蔬菜生產(chǎn)基地為例[J].重慶環(huán)境科學(xué),2003,25(12):4-8.