內(nèi)蒙古河套地區(qū)小麥適宜性評價研究

李世寶

(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020 )

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內(nèi)蒙古河套地區(qū)小麥適宜性評價研究

李世寶

(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020 )

摘要采集內(nèi)蒙古河套地區(qū)小麥樣品并分析有毒有害及有益元素含量，對比小麥綠色食品重金屬標(biāo)準(zhǔn)可知，前套地區(qū)小麥各種有毒有害元素Hg、Cd、As、Pb含量均小于國家小麥標(biāo)準(zhǔn)，為綠色食品；后套地區(qū)小麥中的重金屬含量基本符合無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，不會對人體健康造成危害。前套地區(qū)小麥有害元素Cd、Hg較為富集，但其含量均低于國家食品標(biāo)準(zhǔn)，對人體健康沒有危害性；后套地區(qū)小麥中富含人體必需的微量元素Cu、Zn、Se、K，長期食用后套小麥對人體健康是有益的。

關(guān)鍵詞小麥；適宜性；生態(tài)效應(yīng)；評價

內(nèi)蒙古河套地區(qū)土壤肥沃，是內(nèi)蒙古的主要農(nóng)業(yè)區(qū)，也是全國重要的優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)基地。河套小麥不僅子粒飽滿、色澤美觀、容重高，而且品質(zhì)優(yōu)良。目前河套地區(qū)每年有10萬t優(yōu)質(zhì)小麥原糧銷往國內(nèi)各地，有29.131萬t當(dāng)?shù)丶庸どa(chǎn)的優(yōu)質(zhì)面粉暢銷國內(nèi)18個省市并遠銷日本、蒙古、越南、俄羅斯等國家。河套地區(qū)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)小麥和河套牌雪花粉及其系列產(chǎn)品已成為國內(nèi)知名品牌，具有廣闊的發(fā)展前景。隨著內(nèi)蒙古自治區(qū)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染加劇，工業(yè)“三廢”的排放及城市生活垃圾、污泥和含重金屬農(nóng)藥、化肥的不合理施用，導(dǎo)致小麥土壤的重金屬污染，進而污染小麥。小麥中的重金屬可通過食物鏈進入人體而給人體健康帶來潛在的危害，因而研究小麥中重金屬含量及適宜性具有重要的現(xiàn)實意義。筆者在前套地區(qū)和后套平原區(qū)共采集小麥樣品64件，分析了As、Bi、Cd、Cr、Cu等31項指標(biāo)，旨在研究河套地區(qū)小麥有毒有害和有益元素含量及對人體健康的影響。

1有毒有害元素的生態(tài)效應(yīng)評價

該研究中，通過采集研究區(qū)小麥樣品并分析有毒有害及有益元素含量，對比國家小麥綠色食品重金屬標(biāo)準(zhǔn)來評價小麥的生態(tài)效應(yīng)。子實中As、Cd、Hg和Pb含量低于綠色食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為綠色小麥；大于綠色食品標(biāo)準(zhǔn)，但低于無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為安全小麥；子實含量大于無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為超標(biāo)小麥。 我國小麥無公害食品標(biāo)準(zhǔn)、綠色食品標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.1前套地區(qū)小麥中元素安全性評價前套地區(qū)小麥主要種植在潮土區(qū)，通過對前套小麥As、Cr、Hg、Pb及F元素的含量分析，來評價前套小麥的食用安全性。

表1小麥中砷、鎘、汞、鉛含量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

Table 1Relevant standards of As, Cd, Hg, Pb content in wheat

μg/g

注：無公害食品標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來源于農(nóng)業(yè)環(huán)境背景值協(xié)作組(1986)計算，綠色食品標(biāo)準(zhǔn)參照NY/T 421—2000。

Note: Data of pollution-free food standard are from agricultural environmental background value cooperative group(1986), green food standard refer to NY/T 421—2000.

對小麥顆粒中各種元素分析結(jié)果(表2)進行統(tǒng)計，與無公害小麥和綠色小麥重金屬標(biāo)準(zhǔn)對比，前套小麥果實中Hg、Cd、As、Pb和F含量均低于綠色小麥標(biāo)準(zhǔn)，符合綠色食品標(biāo)準(zhǔn)，可評為綠色食品。

1.2后套地區(qū)小麥中元素安全性評價河套地區(qū)的小麥主要分布在后套平原地區(qū)，因此后套地區(qū)小麥的安全性決定了整個河套地區(qū)小麥的質(zhì)量安全性。

根據(jù)后套平原土壤重金屬含量分布特征，對小麥果實進行重金屬元素含量分析(見表3、4、5)，分析結(jié)果與國家綠色食品標(biāo)準(zhǔn)進行比較(表1)，后套地區(qū)小麥中As、Hg均符合標(biāo)準(zhǔn)；僅有1件小麥樣品Cd含量稍超過無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，1件超過綠色食品標(biāo)準(zhǔn)；2006年的小麥樣品中的Pb有18件(占2006年總量的90%)符合國家綠色食品標(biāo)準(zhǔn)，1件(占5%)超過國家無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，2007年小麥樣品中的Pb含量有6件(占總量的40%)符合綠色食品標(biāo)準(zhǔn)，3件(占20%)超過無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

表2前套地區(qū)小麥子實中各元素含量特征

Table 2Characteristics of elements content in wheat fruit in Qiantao Region

元素Elements最小值Minimumvalue最大值Maximumvalue平均值Mean標(biāo)準(zhǔn)偏差Standarddeviation變異系數(shù)Variationcoefficient∥%Cd0.10065.50020.70018.8391As0.0010.1820.0370.0391Hg0.3002.0001.2000.4737Cr0.1903.0500.9000.5966Cu3.8607.7006.2500.9716Ni0.2000.7500.3900.1436Pb0.0300.1900.1200.1758Zn23.50053.10035.4007.0020F0.2000.8900.3603.7433Se0.0040.2940.0510.06118

注：元素Cd、Hg的計量單位為ng/g，其他元素為μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

據(jù)上述分析結(jié)果，后套小麥主要是F含量較高，這因為F的分析方法是酸溶，使F 的全量均被分析出來，而不是堿溶，只析出對人體產(chǎn)生作用的部分，所以F 的含量只作為參考。部分樣品Pb含量超過綠色食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，個別樣品中Cd、Pb含量超過無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，這可能是由實驗室測試誤差引起的，因為采樣地區(qū)均沒有任何明顯的工廠或者其他人為污染源，作物根系土中相關(guān)元素含量也與正常河套地區(qū)含量一樣，不應(yīng)該是采樣地點被污染造成的。總體來說，后套小麥中的重金屬含量基本符合無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，不會對人體健康造成危害。后套小麥子實中Cd、As、Hg、Pb、F含量的變異系數(shù)在2006年依次為93%、39%、24%、91%、44%，2007年依次為106%、48%、23%、60%、19%，可見小麥子實中受外界環(huán)境影響最大的是Cd，同時Pb受外界環(huán)境的影響也較大。

表3后套地區(qū)小麥子實中重金屬含量分布特征

Table 3Distribution characteristics of heavy metal contents in wheat fruit in Houtao Region

元素Elements含量Content件數(shù)Number(2006年/2007年)百分比Proportion(2006年/2007年)∥%As<0.420/15100/1000.4～0.50/00/0>0.50/00/0Cd<0.120/13100/860.1～0.20/10/7>0.20/10/7Hg<0.0120/15100/1000.0～0.020/00/0>0.020/00/0Pb<0.218/690/400.2～0.41/65/40>0.41/35/20F<1.00/00/0>1.020/15100/100

注：元素Cd、Hg的計量單位為ng/g，其他元素為μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

表4　2006年后套地區(qū)小麥子實中各元素含量特征

注：表中元素Cd、Hg的計量單位為ng/g，其他各元素為μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

表5　2007年后套地區(qū)小麥子實中各元素含量特征

注：表中元素Cd、Hg的計量單位為ng/g，其他各元素為μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

2有益元素生物有效性評價

2.1前套小麥的生物有效性評價目前國家還沒有制定關(guān)于有益元素和稀土元素在小麥子實中的相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，此次工作通過對小麥中有益元素、稀土元素以及有害元素富集系數(shù)特征進行分析，對小麥的生物有效性作出評價。

前套地區(qū)小麥中各元素富集系數(shù)見表6，Mn、Mo、N、P、Se、Zn、K、Cu屬于強富集元素，稀土元素為低富集元素。其中N的富集主要是作物在大氣中的固氮作用造成，P的富集可能也與固磷作用有關(guān)，Mo是僅次于N、P的富集元素。Mn、Se、Zn、K的富集系數(shù)也較大，在7.34%～52.87%；稀土元素富集系數(shù)最大的為Eu，也僅為0.18%，最小的是Y和Yb，均為0.05%。有害元素中，Cd、Hg在小麥中較為富集，但其含量均低于國家食品標(biāo)準(zhǔn)，因此河套小麥沒有危害性。

2.2后套地區(qū)小麥的生物有效性評價后套小麥中未進行稀土元素以及N、P等元素的分析，從小麥中各元素富集系數(shù)可以看出(表7)，后套地區(qū)小麥中Cu、Zn、Se富集能力較其他元素高，它們是人體必需的微量元素，雖然Cu、Zn、Se含量在國家食品標(biāo)準(zhǔn)中未作出相關(guān)規(guī)定，但表4和5中數(shù)據(jù)表明，后套小麥中富含Cu、Zn、Se。

對后套小麥果實中各元素富集系數(shù)進行統(tǒng)計，從表7中可出，后套小麥中呈強富集的元素是Cu、Zn、Se。Mn呈強富集到中等富集，有害元素中Hg、Ni以中等富集為主，正常富集為輔；F以正常富集為主，中等富集為輔；Co以正常富集為主，弱富集為輔；Cd、As、Pb以弱富集為主，正常富集為輔；Fe、Cr全呈弱富集。

雖然Cu、Zn、Se含量在國家食品標(biāo)準(zhǔn)中未作出相關(guān)規(guī)定，但后套小麥中較富含Cu、Zn、Se。特別是Se，有9處樣品中含量大于0.10 μg/g，已達到富Se產(chǎn)品；還有8處小麥中Se含量大于0.074 μg/g，接近富Se農(nóng)產(chǎn)品含量值。小麥中Zn含量范圍從19.2～46.5 μg/g，其他元素K、Cu含量也較高，說明后套小麥品質(zhì)優(yōu)良。

從上述特征看出，后套地區(qū)小麥中富Cu、Zn、Se、K，它們是人體必需的微量元素，說明后套小麥?zhǔn)歉籆u、Zn、Se小麥。

3小麥適宜性評估

適宜性評價是評定農(nóng)作物在土壤中是否適宜生長以及適宜的程度，它是進行土地利用決策，科學(xué)編制農(nóng)作物種植規(guī)劃的基本依據(jù)。植物對不同元素的吸附性能不同，而不同元素對植物產(chǎn)生的生物效應(yīng)也有所差異。對有害元素的過度吸收會造成有害元素超標(biāo)，使植物中毒，影響植物的生長，使植物果實的質(zhì)量降低，進入食物鏈后對人類健康產(chǎn)生影響。植物吸收有益元素，有助于其正常生長發(fā)育，有益元素在果實中富集，有利于人類身體健康。

該試驗根據(jù)河套地區(qū)土壤元素分布特征和小麥種植區(qū)的分布特點進行采樣，分3年對河套地區(qū)小麥種植區(qū)的小麥—土壤體系進行調(diào)查，采集了62件小麥及其根系土壤，對根系土中的有毒有害重金屬和營養(yǎng)元素進行了評價。

3.1前套地區(qū)小麥的適宜性評估在前套土默特地區(qū)采集根系土，分析其中As、Bi、Cd、Cr、Cu、F、Hg、Mn、Mo、N、Ni、P、Pb、Se、Zn、K2O含量，與國家土壤環(huán)境質(zhì)量(GB15618—1995)已有元素標(biāo)準(zhǔn)進行比較，前套小麥種植區(qū)樣品根系土重金屬含量僅有2件樣品As含量、1件樣品的Cr、Ni含量稍高于國家土壤一級環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限制(Cr、Ni比標(biāo)準(zhǔn)值高1 μg/g)，表明前套地區(qū)土壤基本符合一類土壤標(biāo)準(zhǔn)，適宜小麥的種植。

表6　前套地區(qū)小麥子實中各元素富集系數(shù)分布特征

注：元素Cd、Hg的計量單位為ng/g，其他元素為μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

表7　后套地區(qū)小麥中各元素富集特征

注：元素Cd、Hg的計量單位為ng/g，其他元素為μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

在所分析項目中，Mn、Mo、N、P、Se、Zn、K是對人類有益的元素，N是小麥中蛋白質(zhì)的主要成分，其他是人體必需的營養(yǎng)元素，小麥對這幾種元素也存在一定程度的富集，說明前套地區(qū)小麥品質(zhì)優(yōu)良，是富Mn、Mo、P、Se、Zn、K的優(yōu)良小麥。

3.2后套地區(qū)小麥的適宜性評估后套地區(qū)種植小麥的灌淤土是各種元素均比較富集的土壤類型。后套小麥比較富集Se、Cu、Zn及Mn等人體必需微量元素，是具有極高營養(yǎng)價值的農(nóng)作物樣品。

根據(jù)對后套地區(qū)小麥的分析，絕大多數(shù)地區(qū)小麥中有害元素含量較低，有益元素中Se、Zn、Cu、K等含量較高，特別是

部分地區(qū)Se已達到富Se標(biāo)準(zhǔn)，是極具開發(fā)價值與品牌效應(yīng)的名優(yōu)產(chǎn)品。

4結(jié)論與建議

對比小麥綠色食品重金屬標(biāo)準(zhǔn)，前套地區(qū)小麥各種有毒有害元素Hg、Cd、As、Pb均小于國家小麥標(biāo)準(zhǔn)，為綠色食品。后套小麥中的重金屬含量基本符合無公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，不會對人體健康造成危害。

前套地區(qū)小麥有害元素中Cd、Hg在小麥中較為富集，但其含量均低于國家食品標(biāo)準(zhǔn)，因此河套小麥沒有危害性。后套地區(qū)小麥中富Cu、Zn、Se、K，它們是人體必需的微量元素，長期食用后套小麥對人體健康是有益的。

參考文獻

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基金項目中國地質(zhì)調(diào)查局項目(200414200005)。

作者簡介李世寶(1970- )，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，高級工程師，從事地球化學(xué)勘查研究。

收稿日期2016-04-22

中圖分類號S 512.1

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)15-067-04

Evaluation on Wheat Adaptability in Hetao Region, Inner Mongolia

LI Shi-bao

(The Inner Mongolia Autonomous Region Geological Survey Institute, Hohhot, Inner Mongolia 010020)

AbstractWheat samples were collected from Hetao Region in Inner Mongolia, poisonous, harmful and beneficial elements content was analyzed. According to standard for heavy metals in wheat green food, Hg, Cd, As, Pb content were all less than the national standard in Qiantao Region; The content of heavy metals in Houtao Region was basically in accordance with the sanitary standard of non-polluted food, which would not harm the health of human body. Wheat harmful elements Hg, Cd in Qiantao Region was more concentrated, but its content was lower than the national standard, there was no harm to human health; wheat in Houtao Region was rich in human essential trace elements Zn, Cu, Se, K, long-term consumption was beneficial to human health.

Key wordsWheat; Adaptability; Ecological effect; Evaluation