不同大春作物种类对重金属吸收差异性的研究

赖 佳，李 浩，何 斌，陈春霞，王 强，谢丽红，钟文挺

(成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041)



不同大春作物种类对重金属吸收差异性的研究

赖 佳，李 浩，何 斌，陈春霞，王 强，谢丽红，钟文挺

(成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041)

在3个试验点分别种植6类大春作物，收获后测定产品中砷、汞、铅、镉4种重金属含量，结果表明：6类大春作物对重金属的吸收能力差异较大，紫潮田土属、灰棕潮田土属和冲积黄泥田土属试验点各类作物对砷、汞、铅、镉的吸收均具有显著差异，部分水稻籽粒样品的镉含量超过限量指标；综合分析不同作物种类对4种重金属元素的吸收，水稻对4种重金属的吸收量均较高，冬瓜、甘蓝、茄子、玉米和红薯对4种重金属的吸收量较低。因此，建议在重金属污染区调整种植业结构，增加冬瓜、甘蓝、茄子、玉米和红薯等作物的种植。

大春作物；重金属；吸收

重金属可通过不同途径进入土壤，因不能被生物降解而长期存在于土壤中[1]。土壤中的重金属通过作物的吸收和累积而直接进入食物链，威胁到人类的健康和生命安全[2]。

植物对重金属都有一定的吸收能力[3]，由于植物生长特性及遗传特性的不同，不同的作物对土壤重金属的吸收、富集具有显著的差异性，利用作物对土壤污染元素不同富集特性，在重金属污染土壤中有选择地栽培食用部位污染物积累少的作物，可以减少作物产品对土壤重金属的吸收富集[4]，作物对重金属吸收越少，人体食用作物产品后对健康影响也越小，这样能有效降低农产品的重金属污染风险。本文根据成都市传统种植习惯，研究成都平原不同大春作物种类对土壤重金属的吸收，比较不同大春作物种类的吸收能力，筛选对重金属低富集的作物种类，为在重金属污染区调整种植业结构、减轻农产品重金属污染提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验6类大春作物分别为水稻、玉米、红薯、茄子、冬瓜、甘蓝，作物品种见表1。

1.2 供试土壤

供试土壤为成都市地势平坦、排灌方便、土壤肥力均匀的水稻土，3个试验点分别以紫潮田土属、灰棕潮田土属和冲积黄泥田土属3种土壤类型为代表。3个试验点的土壤重金属含量情况见表2。

1.3 试验方法

在每个试验点分别以6类作物为6个处理，每个处理3次重复，每个小区面积为20m2，各处理间采用随机区组排列，各处理及重复间开沟隔离。

表1 田间试验基本情况

各类作物的播种方式、播种(移栽)期、栽培密度、采收期、施肥量见表1。每类作物用三元复合肥(15-15-15)35kg/667m2作底肥，播栽前一次性施用。水稻返青期追施尿素(N46%)6kg/667m2，拔节期施用尿素5kg/667m2、氯化钾15kg/667m2；玉米提苗肥施用尿素5kg/667m2，攻苞肥施用尿素10kg/667m2、氯化钾10kg/667m2；红薯底肥中加入有机肥(菌渣)200kg/667m2；茄子开花期追施三元复合肥17.5kg/667m2，结果期施用三元复合肥17.5kg/667m2；冬瓜开花期追施三元复合肥17.5kg/667m2，结果期施用三元复合肥17.5kg/667m2；甘蓝苗期、结球期分别追施尿素5kg/667m2、氯化钾5kg/667m2。供试肥料的重金属含量均未超过GB/T23349-2009的限定值。

其他田间管理措施与常规栽培管理相同且各处理间保持一致。

表2 试验点土壤重金属含量

1.4 检测方法

采用双道原子荧光光度计(AFS-230E型)测定作物产品样品中砷、汞总量，耶拿火焰-石墨炉原子吸收光谱仪(Jena-ZEEnit700P型)测定样品中铅、镉总量。

作物产品检测参照食品检测国家标准，砷的测定参照《食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定》(GB/T5009.11-2003)；汞的测定参照《食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定》(GB/T5009.17-2003)；铅的测定参照《食品安全国家标准食品中铅的测定》(GB5009.12-2010)；镉的测定参照《食品安全国家标准食品中镉的测定》(GB/T5009.15-2003)。

表3 大春各作物产品重金属限量指标

1.5 评价方法

试验作物产品重金属污染评价参照《食品安全国家标准食品中污染物限量》标准(GB 2762-2012)，其中6类大春作物产品重金属限量指标如表3所示。

1.6 数据处理

本试验数据使用DPS数据处理系统进行处理。

2 结果与分析

2.1 紫潮田土属试验点6类大春作物对重金属的吸收

紫潮田土属试验点6类大春作物重金属平均含量见表4。通过方差分析可知，各类作物处理间砷、汞、铅、镉含量差异性均达到极显著水平。通过LSD法多重比较，对于重金属砷的吸收，玉米含量最高，与其他作物差异性达到极显著水平；玉米和水稻吸收汞的能力极显著高于其他作物；对于重金属铅的吸收，水稻含量最高，与其他作物差异性达到极显著水平，茄子、冬瓜和甘蓝吸收较少，与水稻、红薯和玉米差异显著；水稻吸收镉的能力极显著高于其他作物。水稻的镉含量超过限量指标，其他作物重金属含量均未超过限量指标。

表4紫潮田土属试验点6类大春作物重金属含量 mg/kg

注：同一列中的相同小写字母表示不同作物的重金属含量在0.05水平差异不显著，相同大写字母表示不同作物的重金属含量在0.01水平差异不显著，*表示重金属含量超过限量指标，下同。

2.2 灰棕潮田土属试验点6类大春作物对重金属的吸收

灰棕潮田土属试验点6类大春作物重金属平均含量见表5。通过方差分析可知，各类作物处理间砷、汞、铅、镉含量差异性均达到极显著水平。通过LSD法多重比较，对于重金属砷的吸收，红薯和水稻含量最高，与其他作物差异性达到极显著水平；水稻吸收汞的能力极显著高于其他作物，茄子、冬瓜和甘蓝对汞吸收较少，与水稻、玉米和红薯差异显著；对于重金属铅的吸收，玉米和红薯含量最高，与其他作物差异性达到显著水平；水稻吸收镉的能力极显著高于其他作物。各类作物重金属含量均未超过限量指标。

表5 灰棕潮田土属试验点6类大春作物重金属含量 mg/kg

表6 冲积黄泥田土属试验点6类大春作物重金属含量 mg/kg

2.3 冲积黄泥田土属试验点6类大春作物对重金属的吸收

冲积黄泥田土属试验点6类大春作物重金属平均含量见表6。通过方差分析可知，各类作物处理间砷、汞、铅、镉含量差异性均达到极显著水平。通过LSD法多重比较，对于重金属砷的吸收，水稻和红薯含量最高，与其他作物差异性达到极显著水平；水稻吸收汞的能力极显著高于其他作物；对于重金属铅的吸收，水稻和红薯含量最高，与其他作物差异性达到显著水平；水稻吸收镉的能力极显著高于其他作物。水稻的镉含量超过限量指标，其他作物重金属含量均未超过限量指标。

2.4 3个试验点6类大春作物对重金属的吸收

综合分析3个试验点6类大春作物对重金属的吸收，如表7所示。对于重金属砷的吸收，6类大春作物的吸收量从高到低依次为：红薯>水稻>玉米>甘蓝>冬瓜>茄子，各类作物的砷含量均未超限量指标。6类大春作物对重金属汞的吸收量从高到低依次为：水稻>玉米>红薯>甘蓝>冬瓜>茄子，各类作物的汞含量均未超限量指标。对于重金属铅的吸收，6类大春作物的吸收量从高到低依次为：水稻>红薯>玉米>冬瓜>茄子>甘蓝，各类作物的铅含量均未超限量指标。6类大春作物对重金属镉的吸收量从高到低依次为：水稻>茄子>玉米>甘蓝>冬瓜>红薯，其中水稻的镉含量超过限量指标，其他作物的镉含量未超限量指标。水稻样品中的镉含量与供试土壤的镉含量具有明显的相关性，三个试验点的土壤镉含量为冲积黄泥田土属>紫潮田土属>灰棕潮田土属，水稻样品的镉含量也依次为冲积黄泥田土属>紫潮田土属>灰棕潮田土属。其中，冲积黄泥田土属和紫潮田土属试验点的水稻镉含量均超过限量指标，灰棕潮田土属试验点的水稻镉含量未超限量指标。

表7 3个试验点6类大春作物重金属含量 mg/kg

注：Min=Minimum，最小值；Max=Maximum，最大值；Ave=Average，平均值。*表示重金属含量超过限量指标。

3 小结

6类大春作物对重金属的吸收能力差异较大，紫潮田土属、灰棕潮田土属和冲积黄泥田土属试验点各类作物对砷、汞、铅、镉的吸收均具有显著差异，部分水稻籽粒样品的镉含量超过限量指标。

综合分析不同作物种类对4种重金属元素的吸收，水稻对4种重金属的吸收量均较高，冬瓜、甘蓝、茄子、玉米和红薯对4种重金属的吸收量较低。

综上所述，建议在重金属污染区调整种植业结构，增加冬瓜、甘蓝、茄子、玉米和红薯等作物的种植。

[1]杨刚,李燕,巫林,等.成都平原表层水稻土重金属污染健康风险分析[J].环境化学,2014,33(2):269-275.

[2]张先福,樊立超,宋晓平,等.Hg、As、Cr、Cd在食物链中迁移规律的研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2001,29(1):103-105.

[3]侯锐,李昆,刘方炎.土壤重金属污染与植物吸收累积效应研究进展[J].云南地理环境研究,2013,25(5):104-109,111.

[4]何江华,柳勇,王少毅,等.蔬菜对重金属富集能力的研究——以广州蔬菜生产基地为例[J].重庆环境科学,2003,25(12):4-8.

2016-10-3

成都市本级第七批次科技项目(八大科技产业化工程重大项目成科计〔2013〕45号)

赖佳(1987 - )，男，四川三台人，硕士研究生，农艺师，主要从事蔬菜栽培研究及技术推广工作。