?衡阳地区果园土壤Cd分布特点及其对果品的影响?

王春发 李宏祥 张红 罗柳青 刘代理 罗赛男 吴家梅 黄益国

摘 要：为探究衡阳地区果园土壤重金属Cd含量及其果实（柑橘类、葡萄类、桃和猕猴桃等）对Cd的富集情况，以衡阳3个区与7县（市）果园土壤及其果实为研究对象，检测了不同果园土壤和果实中Cd的含量以及土壤pH值，并利用SPSS软件分析土壤和果实Cd积累之间的相关性。结果表明：各县（市）、区果园土壤中Cd含量范围在0～1.39 mg/kg;在垂直分布土层中，Cd污染较重的土层为0～20 cm，其次为20～40 cm和40～60 cm;T检验结果显示，果实对土壤Cd的富集能力表现为猕猴桃<柑橘类<葡萄类<桃，而各柑橘品种对土壤Cd积累无显著相关性。

关键词：柑橘;葡萄;桃;猕猴桃;Cd;果品;衡阳

中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1006-060X（2020）07-0061-04

Abstract： In order to explore cadmium content in orchard soil and cadmium accumulation in fruits （citrus， grape， peach， kiwifruit， etc.）， the orchard soil and fruit samples of 7 counties （cities） and 3 districts of Hengyang were used as research objects， the content of cadmium and pH value in different orchard soils and fruits were measured， and the correlation between cadmium accumulation in soil and in fruit was analyzed by SPSS software. The results showed that the contents of cadmium in orchard soils ranged from 0 to 1.39 mg/kg in the counties （city） and districts; in the vertical distribution soil layer， the soil layer with heavy cadmium pollution was 0 to 20 cm， followed by 20 to 40 cm and 40 to 60 cm. The results of T test showed that the concentration ability of fruit to soil cadmium was kiwifruit < citrus < grape < peach， but there was no significant correlation between different citrus varieties and soil cadmium accumulation.

Key words： citrus; grape; peach; kiwifruit; cadmium; fruit; Hengyang

镉（Cadmium，Cd）是动植物非必需的有毒重金属。土壤中Cd含量较高会使植物生长受到胁迫，如植物组织或器官积累Cd达0.11 mmol/L，可造成植物细胞DNA损伤及代谢紊乱，影响植物的光合作用，同时会加速植物衰老、降低农产品品质[1]。Cd容易通过土壤—植物体系迁移并进入食物链，进而导致人体慢性中毒或引发人体器官癌变，对人体健康构成重大威胁。

土壤中Cd的来源主要是工业生产的“三废”、农药化肥等农业投入品使用、大气干湿沉降等[2]。衡阳是全国有名的有色金属之乡，农田重金属污染较为严重。在现代饮食结构中，果蔬占比很大。为确保果品安全，促进果业健康发展，试验通过对衡阳地区不同果园土壤及不同种类水果果实Cd含量的监测，分析土壤和果品中Cd含量的富集情况，为衡阳地区果园土壤环境保护和果品安全生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 Cd在不同品种柑橘园土壤土层和果实的分布研究

为了研究柑橘园不同土层和果实的Cd含量分布趋势，2019年在未开垦果园及种植园丰脐橙、塔罗科血橙、冰糖橙、卡拉红血橙和菊花柚的果园采集土壤和果实样品，2020年在未开垦果园及种植冰糖橙、卡拉红血橙和菊花柚的果园采集样品，土样采集按0～20、20～40和40～60 cm分层取样，采样地区见表1。

1.2 不同地区果园土壤和果实中Cd的分布

为了研究果园土壤Cd富集对果实的影响，于2019年采集土层深度0～30 cm土壤及對应树体果实，品种包括柑橘类（大果冰糖橙、冰糖橙、纽荷尔脐橙、卡拉红血橙、园丰脐橙、埃及糖橙、琯溪蜜柚、菊花柚、沃柑、椪柑、砂糖橘、美国红橘、皇帝柑、金柑和丑橘）、葡萄类（黑色甜菜、巨峰、阳光玫瑰、玫瑰香和甬优一号）、猕猴桃类（红阳和翠玉等）、桃类（猪血桃、霞脆、中油4号、金霞黄露和玫瑰红）、枣和李等不同属种的果实，共计56份样品，详见表2。因衡阳地区主栽果树品种为柑橘类水果，因此果实样品中柑橘品种较多。

1.3 考察指标及方法

土壤样品测定pH值和Cd含量，柑橘、桃、葡萄、猕猴桃、枣和李可食用部分测定Cd含量。土壤和果实中Cd均采用微波消解，使用电感耦合等离子体质谱仪（Thermofisher，美国）测定。

1.4 数据分析

文中数据采用Excel 2010和SPSS17.0软件进行整理和分析。对柑橘园土壤和果实中的Cd含量进行相关性分析，构建线性回归方程。采用T检验对不同类型果树富集Cd的能力进行了分析。

2 结果与分析

2.1 柑橘果园不同土层Cd含量

分别对2019年和2020年柑橘类果园不同土层土壤Cd含量进行测定，结果如图1和图2所示。不同柑橘类果园土壤Cd含量差异较大，均随着土层的加深而降低（园丰脐橙土壤除外）。0～20 cm土壤Cd含量均超过土壤重金属筛选值（0.3 mg/kg），40～60 cm土壤Cd含量显著降低，均低于土壤重金属筛选值。土壤Cd污染主要分布在0～20 cm土层中。2020年不同土层中Cd含量趋势与2019年相似，值得注意的是，除未开垦土除外，不同土层中Cd含量较上年略有增加。

2.2 不同柑橘品种果实的Cd含量

经检测，2019年园丰脐橙、塔罗科血橙、冰糖橙、卡拉红血橙和菊花柚果实Cd含量分别为0.003、0.004、0.003、0.021和0.004 mg/kg;2020年冰糖橙、卡拉红血橙和菊花柚果实Cd含量分别为0.001、0.000和0.001 mg/kg，均低于国家食品安全标准范围（≤0.05 mg/kg）。菊花柚土壤Cd含量最高，但其果实中Cd积累量小于国家食品安全标准。

2.3 不同地区果园土壤和果实中Cd的含量

参照国家土壤环境质量标准GB15618—2018和国家食品污染物安全标准GB2762—2017，对2019年衡阳地区果园土壤及果品Cd含量检测（如表2）。根据农田土壤污染物筛选值（≥0.3 mg/kg）分析，不同种类果园土壤Cd含量高于国家标准的情况为橙类土壤9个，柚类土壤2个，宽皮柑橘土壤4个，葡萄土壤8个，桃土壤5个，猕猴桃土壤4个。超标土壤个数占总土壤的57.14%。土壤pH值对Cd的相关性分析结果表明（表3），土壤pH值与Cd富集系数呈负相关性。

所有柑橘类样品果实Cd含量均低于食品安全标准（≤0.05 mg/kg）;葡萄类果实中巨峰葡萄和玫瑰香葡萄果实Cd含量大于0.05 mg/kg，其他品种葡萄果实Cd含量低于0.05 mg/kg。3个地区7个猕猴桃果园土壤Cd含量高于国家标准有4个，但7个果园的果实中Cd含量检测值均在安全值以内。所检测的桃果实中，除霞脆桃外，其他品种果实Cd含量均高于食品安全值，猪血桃1、猪血桃2、猪血桃3、金霞黄露、玫瑰红和中油4号的果实Cd含量分别是安全值的1.92、1.30、1.20、4.80、2.20和3.22倍。綜合可知，柑橘类、猕猴桃类及阳光玫瑰葡萄和霞脆桃与其他葡萄和桃相比，果实中Cd含量较低，且均低于食品安全值。柑橘园土壤和果实中Cd的线性回归方程为y=0.005+0.004x，相关系数为0.19，说明果实中Cd来源于土壤。

2.4 不同类型果树对土壤Cd积累系数的T检验

由表4可知，T检验结果表明柑橘类果实对土壤Cd的富集能力小于葡萄类和桃，其中与桃的差异显著（P<0.05），但柑橘类果实对土壤Cd的富集能力大于猕猴桃;葡萄类果实对土壤Cd的富集能力显著小于桃（P<0.05）;而葡萄类和桃对土壤Cd的富集能力显著大于猕猴桃（P<0.05）;橙类、柚类、宽皮柑橘类果实对土壤Cd富集能力均无显著性差异。综上可知，不同类型果树对土壤Cd积累能力为猕猴桃<柑橘类<葡萄类<桃，柑橘类果实对土壤Cd富集能力无差异。

3 结论与讨论

不同地区果园土壤Cd污染系数有差异，试验结果显示，各柑橘品种不同土层中Cd含量主要分布在0～20 cm的表土层，其次是20～40 cm，整体分布表现为0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm。秦鱼生等[3]研究成都平原土壤中Cd的分布特征及其与水稻、小麦Cd吸收量的相关性结果表明，土壤中Cd主要集中在0～15 cm耕作层。试验结果与其相似。与未开垦土相比，不同土层中Cd含量分布趋势相似;但2020年土层Cd含量与上年相比略有增加，可能是其他外来物质（比如施肥、灌水或大气等）含有Cd，导致土层中Cd含量增加。

张孝岳等[4]对长株潭地区蜜柑园Cd含量检测发现，果实中Cd含量均低于安全标准;周薇[5]用15、30和60 g/m2的CdCl2·1/2H2O2处理嫁接幼苗卡里佐枳橙砧凤晚脐橙和兴津温州蜜柑，果实中均未检测到Cd含量超标。笔者试验所有检测的柑橘果实样品中，Cd含量均在安全值内，结果与前人相似。相同的是，7个猕猴桃果园其果实中检测到的Cd含量均较低食品安全国家标准。卜范文等[6]研究发现，猕猴桃是Cd含量低吸收果树，研究结果与其相似。与巨峰等葡萄相比，阳光玫瑰葡萄在高Cd含量的土壤中果实Cd含量远低于巨峰葡萄，表现出低于的Cd富集量，说明阳光玫瑰葡萄对Cd的吸收能力差;相同的是，霞脆桃较其他桃相比，果实中Cd含量也低于其他品种，但还需进一步验证。相反的是，猪血桃1和猪血桃2果园土壤中Cd含量低于国家标准允许值，但果实中检测到Cd含量超出安全值范围，可能猪血桃对Cd的富集能力强，但还需近一步验证。不同类型果实T检验结果显示，果实对土壤Cd的富集能力为猕猴桃<柑橘类<葡萄类<桃。

总之，Cd污染超标土壤种植柑橘和猕猴桃，果实含量均不超标，柑橘和猕猴桃是较低吸收Cd的果树，可普遍种植。阳光玫瑰葡萄和霞脆桃也具有较低吸收Cd的能力，有待进一步验证。

参考文献：

[1] 苏金为，王湘平. 镉诱导的茶苗茎尖核酸代谢与细胞超微结构变化研究[J]. 中国生态农业学报，2005，13（2）：87-90.

[2] 周建利，陈同斌. 我国城郊菜地土壤和蔬菜重金属污染研究现状与展望[J].湖北农学院学报，2002（5）：476-480.

[3] 秦鱼生，詹绍军，喻华，等.镉在不同质地水稻土剖面中的分布特征及与作物吸收的关系[J].光谱学与光谱分析，2013，33（2）：476-480.

[4] 张孝岳，贺 江，黄国林，等.长株潭区域蜜柑园土壤及蜜柑叶片、果实中镉含量分析[J].湖南农业科学，2015（12）：54-55，58.

[5] 周 薇. 柑橘镉胁迫耐受性及其生理研究[D]. 重庆：西南大学，2014.

[6] 卜范文，汤佳乐，杨 玉，等.湖南省猕猴桃果园土壤镉含量及镉吸收规律研究[J].江西农业大学学报，2017，39（3）：468-475.

（责任编辑：肖彦资）