不同小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，任树友，张 成

(成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041)



不同小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，任树友，张 成

(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类小春作物，收获后测定产品中砷、汞、铅、镉4种重金属含量，结果表明：6类小春作物对重金属的吸收能力差异较大，紫潮田土属和冲积黄泥田土属试验点6类作物对砷、镉的吸收差异显著，灰棕潮田土属试验点不同作物对砷、汞、镉的吸收差异显著；部分小麦籽粒样品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量，小麦对4种重金属的吸收量均较高，马铃薯、萝卜、油菜、白菜和莴笋对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，增加马铃薯、萝卜、油菜、白菜和莴笋等作物的种植。

小春作物；重金属；吸收；差异性

近年来我国重金属污染事件频发，严重影响广大群众的身体健康，故土壤重金属污染与防治成为人们关注的环境问题之一[1]。植物对重金属都有一定的吸收能力[2]，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的富集特性，有选择性地栽培作物，可以减少作物产品对土壤重金属的吸收富集[3]，作物对重金属吸收越少，人体食用作物产品后对健康的影响也越小。本文根据成都市农业生产传统种植习惯，研究成都平原不同小春作物种类对土壤重金属的吸收，比较不同小春作物的吸收能力，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类小春作物分别为小麦、油菜、马铃薯、萝卜、莴笋、白菜(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。

表1 田间试验基本情况

注：小麦和油菜密度为667m2面积的播种量。

表2 试验点土壤重金属含量

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。

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。每类作物施用三元复混肥(15-15-15)50kg/667m2作底肥，播栽前一次性施用。在此基础上，油菜底肥增施硼砂1kg/667m2，莴笋和白菜各追肥2次(移栽后7d、17d)，每次施用尿素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。

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；采用耶拿火焰-石墨炉原子吸收光谱仪(Jena-ZEEnit700P型)测定作物产品样品中铅、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/T 5009.17-2003)；铅的测定参照《食品安全国家标准食品中铅的测定》(GB 5009.12-2010)；镉的测定参照《食品安全国家标准食品中镉的测定》(GB/T 5009.15-2003)。

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类小春作物产品重金属限量指标如表3所示。

表3 小春各作物产品重金属限量指标

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类小春作物对重金属的吸收

紫潮田土属试验点6类小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、镉含量差异性达到极显著水平，汞、铅含量差异性不显著。通过LSD法多重比较，对于重金属砷的吸收，小麦含量最高，与其他作物差异性达到极显著水平，油菜含量极显著高于除小麦外的4类作物；对于重金属镉的吸收，小麦含量最高，显著高于其他5类作物，小麦和油菜的镉含量与其他4类作物差异性达到极显著水平。小麦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类小春作物重金属含量 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类小春作物对重金属的吸收

灰棕潮田土属试验点6类小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、镉含量差异性达到极显著水平，铅含量差异性不显著。通过LSD法多重比较，对于重金属砷的吸收，小麦含量最高，与其他作物差异性达到极显著水平；油菜含量其次，极显著高于除小麦外的4类作物；萝卜吸收最少，与其他5类作物差异显著。对于重金属汞的吸收，白菜和莴笋含量最高，显著高于小麦、油菜和马铃薯，马铃薯吸收最少；对于重金属镉的吸收，油菜和小麦含量最高，显著高于其他4类作物。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类小春作物重金属含量 mg/kg

2.3 冲积黄泥田土属试验点6类小春作物对重金属的吸收

冲积黄泥田土属试验点6类小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、镉含量差异性达到极显著水平，汞、铅含量差异性不显著。通过LSD法多重比较，对于重金属砷的吸收，小麦含量最高，与其他作物差异极显著；对于重金属镉的吸收，小麦含量最高，极显著高于油菜、马铃薯、萝卜和白菜。小麦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6 冲积黄泥田土属试验点6类小春作物重金属含量 mg/kg

2.4 3个试验点6类小春作物对重金属的吸收

综合分析3个试验点6类小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类小春作物的吸收量从高到低依次为：小麦>油菜>莴笋>白菜>马铃薯>萝卜，各类作物的砷含量均未超限量指标。6类小春作物对重金属汞的吸收量从高到低依次为：白菜>小麦>莴笋>萝卜>油菜>马铃薯，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类小春作物的吸收量从高到低依次为：小麦>莴笋>白菜>油菜>萝卜>马铃薯，各类作物的平均铅含量均未超限量指标。6类小春作物对重金属镉的吸收量从高到低依次为：小麦>油菜>莴笋>马铃薯>萝卜>白菜，其中小麦的镉含量超过限量指标。小麦样品中的镉含量与供试土壤的镉含量具有明显的相关性，3个试验点的土壤镉含量为紫潮田土属>冲积黄泥田土属>灰棕潮田土属，小麦样品的镉含量也依次为紫潮田土属>冲积黄泥田土属>灰棕潮田土属，其中，紫潮田土属和冲积黄泥田土属试验点的小麦镉含量均超过限量指标，灰棕潮田土属试验点的小麦镉含量未超限量指标。

表7 3个试验点6类小春作物重金属含量 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类小春作物对重金属的吸收能力差异较大，紫潮田土属和冲积黄泥田土属试验点各类作物对砷、镉的吸收差异显著，灰棕潮田土属试验点不同作物对砷、汞、镉的吸收差异显著，部分小麦籽粒样品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，小麦对4种重金属的吸收量均较高，马铃薯、萝卜、油菜、白菜和莴笋对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，增加马铃薯、萝卜、油菜、白菜和莴笋等作物的种植。

[1]黄益宗,郝晓伟,雷鸣，等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报,2013,32(3):409-417.

[2]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.

[3]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.