枇杷對(duì)土壤重金屬鎘、砷吸收累積及控制研究初報(bào)

周永信 和利釗 黃成濤 曹斐姝 廖長(zhǎng)君 黃錦孫 董小龍

摘 要 為探究枇杷對(duì)土壤鎘和砷吸收積累情況以及葉面阻控劑對(duì)枇杷各器官鎘、砷分配的影響，在果園中開(kāi)展了中試研究。結(jié)果表明，枇杷葉片對(duì)鎘吸收轉(zhuǎn)運(yùn)速率較高，新葉、成熟葉、老葉中鎘含量無(wú)顯著差異;對(duì)砷的轉(zhuǎn)運(yùn)速率較低，老葉中砷含量分別是新葉和成熟葉的4.86倍和4.32倍。隨著樹(shù)齡增大，枇杷莖中鎘和砷含量逐漸遞增。經(jīng)葉面阻控劑處理后枇杷果實(shí)中砷含量較對(duì)照降低了11.8%，表明葉面阻控劑能夠抑制枇杷植株中的砷向果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)。

關(guān)鍵詞 枇杷;鎘;砷;修復(fù)

中圖分類號(hào)：S667.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.18.102

枇杷作為南方的特產(chǎn)水果，在云南省蒙自市種植面積達(dá)4 133.33 hm2，年產(chǎn)值高達(dá)1.07億元[1-2]。隨著枇杷種植面積不斷擴(kuò)大，其在增加農(nóng)民收入的同時(shí)，也帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已成為支持部分地區(qū)農(nóng)村發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)[3]。

云南省素有“有色金屬王國(guó)”之稱，鋅、錫、銅、鉛、銀等礦藏豐富[4]。近年來(lái)，不合理的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)以及含重金屬農(nóng)業(yè)投入品的常年投入造成土壤重金屬不斷累積，嚴(yán)重威脅枇杷種植區(qū)的土壤環(huán)境質(zhì)量以及枇杷的產(chǎn)量和品質(zhì)[5-8]。目前，關(guān)于水果重金屬污染的研究相對(duì)較少，主要集中在火龍果、葡萄等[9-11]，對(duì)于枇杷重金屬吸收運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律未見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)調(diào)查枇杷莖、葉中鎘和砷的吸收積累情況以及葉面阻控劑噴施對(duì)枇杷各器官中鎘、砷分配的影響，為西南地區(qū)枇杷高品質(zhì)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)點(diǎn)位于西南地區(qū)某枇杷果園，土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。供試枇杷品種為大五星，供試葉面阻控劑為一種新型環(huán)保葉面硅肥，購(gòu)自佛山市鐵人環(huán)?？萍加邢薰尽?/p>

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 調(diào)查采樣

對(duì)枇杷果園內(nèi)不同樹(shù)齡的枇杷果樹(shù)莖、葉分別進(jìn)行取樣調(diào)查，其中枇杷葉按新葉、成熟葉、老葉進(jìn)行分層取樣，分別檢測(cè)其鎘、砷含量。

1.2.2 葉面阻控試驗(yàn)

選取同一地塊5年樹(shù)齡長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致的枇杷果樹(shù)，進(jìn)行葉面阻控劑噴施試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)置2個(gè)處理：對(duì)照處理CK、噴施葉面阻控劑處理ZK。于枇杷花后開(kāi)始掛小果時(shí)進(jìn)行第一次葉面阻控劑噴施處理，噴施時(shí)注意葉片正反兩面均需噴灑均勻，噴至葉尖滴水，并于15天后進(jìn)行第二次葉面阻控劑噴施處理，葉面阻控劑噴施同時(shí)空白對(duì)照噴施等量清水。每處理重復(fù)3次，共計(jì)6個(gè)小區(qū)，每小區(qū)60 m2。待枇杷果實(shí)成熟時(shí)分別采集枇杷莖、葉、果實(shí)樣品，分別對(duì)其鎘、砷含量進(jìn)行檢測(cè)分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)用Excel 2010和SPSS 18.0軟件。用SPSS程序進(jìn)行方差分析，多重比較運(yùn)用LSD法，用平均值比較中單因素方差分析進(jìn)行分析，處理間小寫(xiě)字母不同表示差異顯著（P<5%），小寫(xiě)字母相同表示差異不顯著（P>5%）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型葉片重金屬含量差異

不同類型枇杷葉片中鎘、砷含量如圖1所示。由圖1可知，枇杷新葉、成熟葉、老葉中鎘含量分別為0.78 mg·kg-1、0.93 mg·kg-1、0.94 mg·kg-1，新葉中鎘含量較成熟葉、老葉稍低，但三者間鎘含量無(wú)顯著差異，枇杷葉片對(duì)于鎘的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)速率較高。枇杷新葉、成熟葉、老葉中砷含量分別為0.015 mg·kg-1、0.017 mg·kg-1、0.073 mg·kg-1，新葉與成熟葉對(duì)砷的吸收積累情況無(wú)顯著差異，但老葉砷含量較新葉和成熟葉分別增長(zhǎng)了3.86倍、3.32倍，差異顯著，表明枇杷葉片對(duì)砷的吸收積累是一個(gè)較為長(zhǎng)期緩慢的過(guò)程。

2.2 不同樹(shù)齡枇杷莖重金屬含量差異

圖2為不同樹(shù)齡枇杷果樹(shù)莖對(duì)鎘、砷的吸收積累情況。由圖可知，對(duì)于鎘，與3年樹(shù)齡枇杷相比，5年樹(shù)齡、6年樹(shù)齡、10年樹(shù)齡、12年樹(shù)齡、17年樹(shù)齡莖中鎘含量分別增長(zhǎng)了17.6%、47.1%、61.8%、61.8%、91.2%，年平均增長(zhǎng)率分別為8.8%、15.7%、8.8%、6.9%、6.5%。枇杷果樹(shù)莖中鎘含量隨樹(shù)齡逐年增長(zhǎng)，6年樹(shù)齡前增長(zhǎng)速率較快，6年樹(shù)齡后增長(zhǎng)速率開(kāi)始逐年降低，逐漸趨于平穩(wěn)。對(duì)于砷，與3年齡枇杷相比，5年樹(shù)齡、6年樹(shù)齡、10年樹(shù)齡、12年樹(shù)齡、17年樹(shù)齡莖中砷含量分別增長(zhǎng)了2.0%、20.4%、42.9%、85.7%、165.3%，年平均增長(zhǎng)率分別為1.0%、6.8%、6.1%、9.5%、11.8%。枇杷果樹(shù)莖中砷含量隨樹(shù)齡逐年增長(zhǎng)，5年樹(shù)齡前增長(zhǎng)速率較慢，5年樹(shù)齡后增長(zhǎng)速率開(kāi)始逐漸提升。

2.3 不同處理枇杷各器官重金屬分配規(guī)律

表2為不同處理下枇杷各器官中重金屬含量。由表可知，鎘、砷在枇杷植株體內(nèi)各器官分配規(guī)律為莖>葉>果實(shí)，且鎘在枇杷莖、葉、果實(shí)之間含量差異遠(yuǎn)大于砷。對(duì)于鎘，噴施葉面阻控劑的處理ZK枇杷果實(shí)鎘含量略高于對(duì)照，莖中總量略低于對(duì)照處理，表明葉面阻控劑對(duì)于果實(shí)中鎘的積累無(wú)明顯抑制效果。對(duì)于砷，處理ZK枇杷莖和葉的砷含量較CK分別增長(zhǎng)了4.0%、8.1%，果實(shí)砷含量較CK降低了11.8%，表明葉面阻控對(duì)枇杷果實(shí)砷的吸收運(yùn)轉(zhuǎn)起到了一定的抑制效果。

3 結(jié)論與討論

枇杷葉片中鎘、砷含量隨葉片的生長(zhǎng)逐漸積累。新葉、成熟葉、老葉中鎘含量無(wú)顯著差異，而老葉砷含量顯著高于新葉及成熟葉砷含量，表明枇杷對(duì)鎘的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)速度較快，對(duì)砷的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)速度較慢。與葉片規(guī)律一致，枇杷莖對(duì)鎘、砷的吸收積累隨樹(shù)齡的增長(zhǎng)逐年遞增。6年樹(shù)齡前鎘含量增長(zhǎng)速率較快，6年樹(shù)齡后增長(zhǎng)速率開(kāi)始逐年降低，逐漸趨于平穩(wěn);與鎘相反，枇杷樹(shù)齡越大，莖中砷的含量增長(zhǎng)速率越快。作物吸收土壤中鎘、砷的影響因子包括土壤理化性質(zhì)及作物基因型差異等[12]，枇杷對(duì)鎘、砷的吸收積累存在一定差異，其自身特性起到了決定性作用，此外，枇杷對(duì)于鎘和砷的吸收運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制也存在一定差異。

6年樹(shù)齡后，枇杷莖中鎘含量增長(zhǎng)速率逐漸降低，而砷含量增長(zhǎng)速率穩(wěn)步提升，可能是土壤鎘、砷濃度相對(duì)穩(wěn)定的條件下，枇杷對(duì)鎘、砷的吸收積累含量存在一定的閾值。前期枇杷對(duì)鎘的吸收積累速率較高，在枇杷植株生長(zhǎng)達(dá)到一定程度之后，對(duì)鎘的吸收積累含量已接近閾值，因而吸收積累速率開(kāi)始降低。而前期枇杷對(duì)砷的吸收積累速率較低，含量離閾值較遠(yuǎn)，在植株地上部生長(zhǎng)速度降低之后，植物體砷含量的增長(zhǎng)速率變高。

硅肥是一種能促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高作物對(duì)干旱及重金屬抗逆性的有益物質(zhì)，能使重金屬停留在作物根莖中[13-14]。噴施葉面阻控劑后，對(duì)枇杷果實(shí)砷的累積起到一定抑制效果，而對(duì)鎘無(wú)明顯效果?？赡苁怯捎趪娛┤~面阻控劑后，作物根系雖對(duì)鎘和砷的吸收速率有所降低，但枇杷對(duì)鎘的轉(zhuǎn)移速率遠(yuǎn)高于砷，5年樹(shù)齡的枇杷植物體已經(jīng)對(duì)鎘吸收積累到一定程度，而對(duì)砷的積累較少，莖和葉中的鎘部分向果實(shí)中轉(zhuǎn)移，而砷由于轉(zhuǎn)運(yùn)速率較低，枇杷成熟時(shí)向果實(shí)轉(zhuǎn)移量較少，因此在5年樹(shù)齡上噴施葉面阻控劑，對(duì)鎘的阻控效果較低。因此，為保障修復(fù)后枇杷果實(shí)符合食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡量提早防控，樹(shù)齡越小修復(fù)效果越佳。

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（責(zé)任編輯：趙中正）