枇杷对土壤重金属镉、砷吸收累积及控制研究初报

周永信 和利钊 黄成涛 曹斐姝 廖长君 黄锦孙 董小龙

摘 要 为探究枇杷对土壤镉和砷吸收积累情况以及叶面阻控剂对枇杷各器官镉、砷分配的影响，在果园中开展了中试研究。结果表明，枇杷叶片对镉吸收转运速率较高，新叶、成熟叶、老叶中镉含量无显著差异;对砷的转运速率较低，老叶中砷含量分别是新叶和成熟叶的4.86倍和4.32倍。随着树龄增大，枇杷茎中镉和砷含量逐渐递增。经叶面阻控剂处理后枇杷果实中砷含量较对照降低了11.8%，表明叶面阻控剂能够抑制枇杷植株中的砷向果实转运。

关键词 枇杷;镉;砷;修复

中图分类号：S667.3 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.18.102

枇杷作为南方的特产水果，在云南省蒙自市种植面积达4 133.33 hm2，年产值高达1.07亿元[1-2]。随着枇杷种植面积不断扩大，其在增加农民收入的同时，也带动了相关产业发展，已成为支持部分地区农村发展的重要产业[3]。

云南省素有“有色金属王国”之称，锌、锡、铜、铅、银等矿藏丰富[4]。近年来，不合理的矿产资源开发以及含重金属农业投入品的常年投入造成土壤重金属不断累积，严重威胁枇杷种植区的土壤环境质量以及枇杷的产量和品质[5-8]。目前，关于水果重金属污染的研究相对较少，主要集中在火龙果、葡萄等[9-11]，对于枇杷重金属吸收运转规律未见报道。本研究通过调查枇杷茎、叶中镉和砷的吸收积累情况以及叶面阻控剂喷施对枇杷各器官中镉、砷分配的影响，为西南地区枇杷高品质发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验点位于西南地区某枇杷果园，土壤基本理化性质见表1。供试枇杷品种为大五星，供试叶面阻控剂为一种新型环保叶面硅肥，购自佛山市铁人环保科技有限公司。

1.2 试验设计

1.2.1 调查采样

对枇杷果园内不同树龄的枇杷果树茎、叶分别进行取样调查，其中枇杷叶按新叶、成熟叶、老叶进行分层取样，分别检测其镉、砷含量。

1.2.2 叶面阻控试验

选取同一地块5年树龄长势相对一致的枇杷果树，进行叶面阻控剂喷施试验。试验共设置2个处理：对照处理CK、喷施叶面阻控剂处理ZK。于枇杷花后开始挂小果时进行第一次叶面阻控剂喷施处理，喷施时注意叶片正反两面均需喷洒均匀，喷至叶尖滴水，并于15天后进行第二次叶面阻控剂喷施处理，叶面阻控剂喷施同时空白对照喷施等量清水。每处理重复3次，共计6个小区，每小区60 m2。待枇杷果实成熟时分别采集枇杷茎、叶、果实样品，分别对其镉、砷含量进行检测分析。

1.3 数据分析

数据统计分析运用Excel 2010和SPSS 18.0软件。用SPSS程序进行方差分析，多重比较运用LSD法，用平均值比较中单因素方差分析进行分析，处理间小写字母不同表示差异显著（P<5%），小写字母相同表示差异不显著（P>5%）。

2 结果与分析

2.1 不同类型叶片重金属含量差异

不同类型枇杷叶片中镉、砷含量如图1所示。由图1可知，枇杷新叶、成熟叶、老叶中镉含量分别为0.78 mg·kg-1、0.93 mg·kg-1、0.94 mg·kg-1，新叶中镉含量较成熟叶、老叶稍低，但三者间镉含量无显著差异，枇杷叶片对于镉的吸收转运速率较高。枇杷新叶、成熟叶、老叶中砷含量分别为0.015 mg·kg-1、0.017 mg·kg-1、0.073 mg·kg-1，新叶与成熟叶对砷的吸收积累情况无显著差异，但老叶砷含量较新叶和成熟叶分别增长了3.86倍、3.32倍，差异显著，表明枇杷叶片对砷的吸收积累是一个较为长期缓慢的过程。

2.2 不同树龄枇杷茎重金属含量差异

图2为不同树龄枇杷果树茎对镉、砷的吸收积累情况。由图可知，对于镉，与3年树龄枇杷相比，5年树龄、6年树龄、10年树龄、12年树龄、17年树龄茎中镉含量分别增长了17.6%、47.1%、61.8%、61.8%、91.2%，年平均增长率分别为8.8%、15.7%、8.8%、6.9%、6.5%。枇杷果树茎中镉含量随树龄逐年增长，6年树龄前增长速率较快，6年树龄后增长速率开始逐年降低，逐渐趋于平稳。对于砷，与3年龄枇杷相比，5年树龄、6年树龄、10年树龄、12年树龄、17年树龄茎中砷含量分别增长了2.0%、20.4%、42.9%、85.7%、165.3%，年平均增长率分别为1.0%、6.8%、6.1%、9.5%、11.8%。枇杷果树茎中砷含量随树龄逐年增长，5年树龄前增长速率较慢，5年树龄后增长速率开始逐渐提升。

2.3 不同处理枇杷各器官重金属分配规律

表2为不同处理下枇杷各器官中重金属含量。由表可知，镉、砷在枇杷植株体内各器官分配规律为茎>叶>果实，且镉在枇杷茎、叶、果实之间含量差异远大于砷。对于镉，喷施叶面阻控剂的处理ZK枇杷果实镉含量略高于对照，茎中总量略低于对照处理，表明叶面阻控剂对于果实中镉的积累无明显抑制效果。对于砷，处理ZK枇杷茎和叶的砷含量较CK分别增长了4.0%、8.1%，果实砷含量较CK降低了11.8%，表明叶面阻控对枇杷果实砷的吸收运转起到了一定的抑制效果。

3 结论与讨论

枇杷叶片中镉、砷含量随叶片的生长逐渐积累。新叶、成熟叶、老叶中镉含量无显著差异，而老叶砷含量显著高于新叶及成熟叶砷含量，表明枇杷对镉的吸收转运速度较快，对砷的吸收转运速度较慢。与叶片规律一致，枇杷茎对镉、砷的吸收积累随树龄的增长逐年递增。6年树龄前镉含量增长速率较快，6年树龄后增长速率开始逐年降低，逐渐趋于平稳;与镉相反，枇杷树龄越大，茎中砷的含量增长速率越快。作物吸收土壤中镉、砷的影响因子包括土壤理化性质及作物基因型差异等[12]，枇杷对镉、砷的吸收积累存在一定差异，其自身特性起到了決定性作用，此外，枇杷对于镉和砷的吸收运转机制也存在一定差异。

6年树龄后，枇杷茎中镉含量增长速率逐渐降低，而砷含量增长速率稳步提升，可能是土壤镉、砷浓度相对稳定的条件下，枇杷对镉、砷的吸收积累含量存在一定的阈值。前期枇杷对镉的吸收积累速率较高，在枇杷植株生长达到一定程度之后，对镉的吸收积累含量已接近阈值，因而吸收积累速率开始降低。而前期枇杷对砷的吸收积累速率较低，含量离阈值较远，在植株地上部生长速度降低之后，植物体砷含量的增长速率变高。

硅肥是一种能促进作物生长，提高作物对干旱及重金属抗逆性的有益物质，能使重金属停留在作物根茎中[13-14]。喷施叶面阻控剂后，对枇杷果实砷的累积起到一定抑制效果，而对镉无明显效果。可能是由于喷施叶面阻控剂后，作物根系虽对镉和砷的吸收速率有所降低，但枇杷对镉的转移速率远高于砷，5年树龄的枇杷植物体已经对镉吸收积累到一定程度，而对砷的积累较少，茎和叶中的镉部分向果实中转移，而砷由于转运速率较低，枇杷成熟时向果实转移量较少，因此在5年树龄上喷施叶面阻控剂，对镉的阻控效果较低。因此，为保障修复后枇杷果实符合食品国家安全标准，应尽量提早防控，树龄越小修复效果越佳。

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（责任编辑：赵中正）