川松茸重金属积累的影响因素分析

刘韩, 兰常军, 刘燕云, 彭克忠, 夏苗, 文嫱, 吴富雨, 姜欣华, 黄伊嘉

1.甘孜州林业科学研究所, 四川 康定 626001；

2.四川省林业科学研究院, 四川 成都 610081

松茸是一种天然的珍稀名贵野生食用菌类，有极高的营养和药用价值，被誉为“菌中之王”[1-2]。松茸属于食用菌，但也有异于其他食用菌，由于对生长环境十分挑剔，其人工栽培技术尚未成功，属于野生食用菌[3-4]。

四川是我国松茸的主要产区，而川松茸主要产自甘孜州、凉山州和阿坝州海拔1 600至4 000 m的山区，年均产量约4 000 t，占全省的80%以上[5-6]，为农牧民脱贫增收以及藏区经济发展起到极大的促进作用。川松茸与黑龙江、云南、西藏等地相比，因地理环境、气候、土壤等的差异形成了其独特的品质。近年来，随着人们生活水平提高，对松茸的品质要求也越高。重金属污染是影响松茸品质的重要因素，因此选择来自甘孜州5个县26个乡镇的松茸鲜品，根据其生长环境状况，探究松茸重金属富集的影响因素，对于松茸产业的健康发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 样品与仪器设备

收集了甘孜州主要出产松茸的5个区县26个乡镇220个批次的松茸，对甘孜州松茸质量安全风险进行评估。

原子吸收分光光度计（厂家：安捷伦；型号：AA240）、原子荧光光度计（厂家：北京海光；型号：北京海光AFS-9 531）微波消解仪（厂家：美国CEM；型号：MARS-XP55T）、石墨消解仪（厂家:奥普乐科技集团有限公司；型号：GD25）。

1.2 检测方法

（1）松茸中重金属元素的测定

根据国家标准体系中对食用菌进行监测的内容以及食用菌生长的环境选择松茸中重金属监测的指标，最后确定监测指标包括铅、总砷、汞和总镉。检测方法参照表1所示。

表1 松茸重金属检测方法Tab.1 Detection method of heavy metals in Tricholoma matsutake

（2）松茸采集地土壤重金属含量的测定

采集松茸不同产地的土壤，采样参照《农田土壤环境质量监测技术规范》(NY/T 395-2012)规定执行，采样点与产品采样点一一对应。然后，对采集地土壤中的重金属进行检测，检测方法参照表2所示。

表2 松茸产地土壤重金属检测方法Tab.2 Detection method of heavy metals in soil of Tricholoma matsutake producing area

（3）松茸产地土壤pH值及有机质含量的测定

松茸产地土壤pH值测定参照LY/T 1 239-1999，有机质测定参照LY/T 1 237-1999。

1.3 数据分析

根据测定结果，利用SPSS19.0软件进行单因素方差分析( one-way ANOVA)，探讨海拔高度、土壤pH值和土壤有机质等因子与松茸重金属含量的相关性。重金属浓度以平均值±SD表示，按P＞0.05的水准检验结果显著性。

2 研究结果

2.1 土壤和松茸中重金属含量的相关性分析

对所采集的220个批次的松茸和土壤中重金属含量的相关性进行分析，结果见表3。松茸中重金属的含量与土壤重金属含量的相关系数为0.2＜R＜0.5，表明二者间存在正相关性，其中两者间的重金属Pb为弱相关；重金属As、Hg和Cd为中等相关[7]。

表3 土壤和松茸中重金属含量的相关性分析Tab.3 Correlation analysis of heavy metals content in soil and Tricholoma matsutake

2.2 土壤pH值对松茸重金属积累的影响分析

土壤pH值能够影响土壤可交换态重金属的浓度，可交换态重金属是植物直接吸收利用的形态[8]。采集样品的土壤pH值分布在4.3～6.8之间，根据pH值的不同，以每增加0.5设置为一个区域，分别为4.0～4.4、4.5～4.9、5.0～5.4、5.5～5.9、6.0～6.4和6.5～6.9。不同pH值区间，选取同一海拔区间及土壤有机质含量区间的松茸样品进行分析；同一pH值区间，选取同种重金属含量无显著差异的松茸样品进行分析，结果见表4。松茸中重金属As和Cd的含量在土壤pH值较低区域显著高于其他区域；重金属Pb的含量则出现相反的变化趋势，重金属Hg的含量无显著变化。

表4 土壤pH值对松茸中重金属积累的影响Tab.4 Effects of soil pH on the accumulation of heavy metals in Tricholoma matsutake

2.3 土壤有机质对松茸重金属积累的影响分析

颗粒态有机质的积累能够影响土壤对重金属的吸附和固定，从而影响重金属在土壤中的积聚[9]。采集样品的土壤有机质含量分布在8.2-297.3 g·kg-1之间，根据有机质含量的不同，以每增加50设置为一个区域，分别为0～49、50～99、100～149、150～199、200～249、250～299 g·kg-1。不同有机质含量区间，选取相同pH值区间及海拔区间的松茸样品进行分析；同一有机质含量区间，选取同种重金属含量无显著差异的松茸样品进行分析，结果见表5。松茸中重金属As的含量在有机质值超过200 g·kg-1时，显著升高，重金属Pb则相反；松茸中重金属Hg的含量在土壤有机质超过249 g·kg-1的区域显著增加；重金属Cd在不同有机质含量的土壤中，积累量无显著差异性。

2.4 海拔对松茸中重金属积累的影响分析

松茸的生长受多种因素的影响，气候因素的影响日益引起研究者的关注[10]。海拔高度是影响气候的重要因素，本研究样品采集地的海拔高度集中分布在3 000～4 000 m，根据海拔的不同，每上升200 m分为同一区域，共设置5个区域，分别为3 000～3 199 m、3 200～3 399 m、3 400～3 599 m、3 600～3 799 m和3 800～3 999 m。不同海拔区间，选取同一pH值区间及土壤有机质含量区间的松茸样品进行分析；同一海拔区间，选取同种重金属含量无显著差异的松茸样品进行分析，结果见表6。重金属As的含量随着海拔高度的升高显著增加；在海拔3 800～3 999 m之间，含量最高为4.65 mg·kg-1，其他重金属在不同海拔区域的积累无显著差异性。

表6 海拔对松茸中重金属积累的影响Tab.6 Effects of altitude on the accumulation of heavy metals in Tricholoma matsutake

3 讨论

重金属超标是松茸质量安全的重要风险因子。As、Cd、Hg和Pb能以多种形态存在，且能对人类健康造成严重危害[6]。松茸作为出口商品，重金属的污染会严重影响松茸产品的品质及国际出口。研究发现甘孜州松茸中的重金属含量存在显著的区域差异性，海拔的不同会造成降雨，植被分布、土壤理化性质的差异性[11]，这些都可能造成松茸对重金属积累产生差异性。对松茸采集地土壤和松茸中重金属含量相关性分析发现两者间存在相关性，为弱相关或者中等相关。

不同的地貌类型和植被覆盖都能影响土壤有机质的含量[12]，土壤有机质能够影响重金属形态和生物有效性[13-15]。植物对重金属的富集能力主要受土壤重金属总量及其化学形态影响，土壤的有机质含量不同，松茸中富集的重金属含量存在显著差异性，可能土壤有机质含量的增加，增强了土壤对重金属的吸附，进而增加土壤中重金属的积聚，导致松茸对重金属的富集。

土壤pH值的升高能够导致土壤中负电荷的增多，加强了对重金属离子的吸附力，处于游离状态的重金属减少，进而植物吸收的重金属会降低[16]。松茸中的重金属As和Cd在土壤pH值低的环境下，含量显著升高，这与前人的研究一致。松茸中重金属Pb和Hg的变化趋势则不一致，这可能是由于不同的食用菌及植物对不同的重金属的富集能力不同导致，茶丽娟等[17]、高彬等[18]的研究也证明了这一点。

除了土壤因素，海拔也能够影响植物的品质。姜登军等[19]的研究发现桔梗中的砷（As）、汞（Hg）、铅（Pb）、铜（Cu）、镉（Cd）的含量随着海拔的升高而降低。海拔对松茸中重金属含量的影响，结果表明As的含量在高海拔区显著高于低海拔，其他重金属无显著差异，这可能与松茸自身的遗传特性有关。

土壤重金属含量与松茸中重金属含量间的相关性不强，其原因有待进一步研究。土壤酸度越大，有机质含量越多，海拔越高的环境中松茸中As含量越高。本研究为后续探究松茸中重金属积累的机制提供了一定的理论依据。