不同大春作物重金屬含量與土壤質量的關系研究

張 成，李 浩，任樹友，王 科，楊 勛，吳繼開

(成都市農業技術推廣總站，四川 成都 610041)

不同大春作物重金屬含量與土壤質量的關系研究

張 成，李 浩，任樹友，王 科，楊 勛，吳繼開

(成都市農業技術推廣總站，四川 成都 610041)

通過對6種大春作物3年同田試驗結果的分析，發現水稻糙米的汞含量與土壤中汞含量呈極顯著性相關關系，玉米籽粒鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系，紅薯中砷含量與土壤中砷含量呈極顯著性相關關系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關關系。茄子中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系，冬瓜中鎘含量與土壤中鎘含量呈極顯著性相關關系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關關系。甘藍中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系。

大春作物；土壤；重金屬；關系

重金屬可通過不同途徑進入土壤，因不能被生物降解而長期存在于土壤中[1]。土壤中的重金屬通過作物的吸收和累積而直接進入食物鏈，威脅到人類的健康和生命安全[2]。相關研究表明，土壤中的重金屬并不能被植物完全吸收，而是需要通過一系列的反應轉化，變成可被植物吸收的有效態后，才能被植物吸收、累積、循環進入人體[3-4]。植物對重金屬都有一定的吸收能力，由于植物生長特性的不同，不同的作物對土壤重金屬的吸收、富集具有一定的相關性[5]?，F根據“成都市本級第七批次科技項目(八大科技產業化工程重大項目成科計[2013〕45號)”課題資料，對項目中小春作物種類重金屬含量與土壤質量的關系進行分析。

1 材料與方法

1.1 研究區域

成都市位于四川盆地西部，地勢東南低，西北高，平均海拔約500m，屬亞熱帶季風氣候，年均氣溫16℃，年均降水量1000mm，多云霧，短日照。本試驗選擇成都市具有代表性的地勢平坦、灌排水方便、土壤肥力均勻的水稻土類沖積黃泥田土屬為試驗地點。每年試驗前對耕地進行了土壤主要重金屬全量的檢測，參照《土壤環境質量標準》(GB15618—1995)Ⅱ類土壤環境質量二級標準進行判別，土壤中重金屬本底狀況見表1。

表1 試驗點土壤主要重金屬全量

表2 作物品種

表3 大春各作物產品重金屬限量指標

1.2 試驗方案

在每個試驗點分別以6類作物為6個處理，每個處理3次重復，每個小區面積為20m2，各處理間采用隨機區組排列，各處理及重復間開溝隔離。

各類作物的播種方式、播種(移栽)期、栽培密度、采收期、施肥量見表1。每類作物用三元復合肥(15-15-15)35kg/667m2作底肥，播栽前一次性施用。水稻返青期追施尿素(N46%)6kg/667m2，拔節期施用尿素5kg/667m2，氯化鉀15kg/667m2；玉米提苗肥施用尿素5kg/667m2，攻苞肥施用尿素10kg/667m2，氯化鉀10kg/667m2；紅薯底肥中加入有機肥(菌渣)200kg/667m2；茄子開花期追施三元復合肥17.5kg/667m2，結果期施用三元復合肥17.5kg/667m2；冬瓜開花期追施三元復合肥17.5kg/667m2，結果期施用三元復合肥17.5kg/667m2；甘藍苗期、結球期分別追施尿素5kg/667m2，氯化鉀5kg/667m2。供試肥料的重金屬含量均未超過GB/T23349-2009的限定值。其他田間管理措施與常規栽培管理相同且各處理間保持一致。

(試驗作物種類品種見表2，作物產品重金屬限量指標見表3，復混肥重金屬含量見表4，肥料重金屬限量標準見表5)。

表4 復混肥重金屬含量

表5 肥料重金屬限量標準

作物生育期內按照當地生產習慣進行管理并及時防治病蟲害。本試驗數據使用SPSS19.0數據統計軟件進行分析處理。

1.3 檢測方法

采用雙道原子熒光光度計(AFS-230E型)測定作物產品樣品中砷、汞總量，耶拿火焰-石墨爐原子吸收光譜儀(Jena-ZEEnit700P型)測定作物產品樣品中鉛、鎘總量。

作物產品檢測參照食品檢測國家標準，砷的測定參照《食品安全國家標準食品中總砷及無機砷的測定》(GB/T5009.11-2003)；汞的測定參照《食品安全國家標準食品中總汞及有機汞的測定》(GB/T5009.17-2003)；鉛的測定參照《食品安全國家標準食品中鉛的測定》(GB5009.12—2010)；鎘的測定參照《食品安全國家標準食品中鎘的測定》(GB/T5009.15-2003)。

土壤砷、汞總量檢測參照國家標準《土壤質量總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法第1部分：土壤中總汞的測定》(GB/T22105.1-2008)測定；土壤鉛、鎘總量檢測參照國家標準《土壤質量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》(GB/T17141-1997)測定。

2 結果與分析

2.1 水稻與其土壤中重金屬的相關性檢驗

根據水稻試驗地土壤以及水稻中污染物的測定結果，對水稻糙米質量與其土壤環境中重金屬含量現狀進行相關監測分析，其結果見表6。

表6 水稻籽粒(y)與土壤(x)中污染物含量回歸分析

由表6可見，水稻糙米中重金屬砷、汞、鉛、鎘含量與相應土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關關系。汞含量與土壤中汞含量呈極顯著性相關關系，砷、鉛、鎘含量與土壤中的砷、鉛、鎘含量相關關系不顯著。

2.2 玉米與其土壤中重金屬的相關性檢驗

根據玉米試驗地土壤以及玉米籽粒中污染物的測定結果，對玉米籽粒質量與其土壤環境中重金屬含量現狀進行相關監測分析，其結果見表7。

由表7可見，玉米籽粒中重金屬砷、汞、鉛、鎘含量與相應土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關關系。鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系，砷、汞、鎘含量與土壤中的砷、汞、鎘含量相關關系不顯著。

2.3 紅薯與其土壤中重金屬的相關性檢驗

根據紅薯試驗地土壤以及紅薯中污染物的測定結果，對紅薯質量與其土壤環境中重金屬含量現狀進行相關監測分析，其結果見表8。

表7 玉米籽粒(y)與土壤(x)中污染物含量回歸分析

表8 紅薯(y)與土壤(x)中污染物含量回歸分析

由表8可見，紅薯中重金屬砷、汞、鉛、鎘含量與相應土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關關系。砷含量與土壤中砷含量呈極顯著性相關關系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關關系，鉛、鎘含量與土壤中的鉛、鎘含量相關關系不顯著。

2.4 茄子與其土壤中重金屬的相關性檢驗

根據茄子試驗地土壤以及茄子中污染物的測定結果，對茄子質量與其土壤環境中重金屬含量現狀進行相關監測分析，其結果見表9。

表9 茄子(y)與土壤(x)中污染物含量回歸分析

由表9可見，茄子中重金屬砷、汞、鉛、鎘含量與相應土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關關系。鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系，砷、汞、鎘含量與土壤中的砷、汞、鎘含量相關關系不顯著。

2.5 冬瓜與其土壤中重金屬的相關性檢驗

根據冬瓜試驗地土壤以及冬瓜中污染物的測定結果，對冬瓜質量與其土壤環境中重金屬含量現狀進行相關監測分析，其結果見表10。

表10 冬瓜(y)與土壤(x)中污染物含量回歸分析

由表10可見，冬瓜中重金屬砷、汞、鉛、鎘含量與相應土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關關系。鎘含量與土壤中鎘含量呈極顯著性相關關系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關關系，砷、鉛含量與土壤中的砷、鉛含量相關關系不顯著。

2.6 甘藍與其土壤中重金屬的相關性檢驗

根據甘藍試驗地土壤以及甘藍中污染物的測定結果，對甘藍質量與其土壤環境中重金屬含量現狀進行相關監測分析，其結果見表11。

由表11可見，甘藍中重金屬砷、汞、鉛、鎘含量與相應土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關關系。鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系，砷、汞、鎘含量與土壤中的砷、汞、鎘含量相關關系不顯著。

表11 甘藍(y)與土壤(x)中污染物含量回歸分析

3 結論

綜上所述，通過對6種大春作物3年同田試驗結果進行分析，發現水稻糙米的汞含量與土壤中汞含量呈極顯著性相關關系，玉米籽粒鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系，紅薯中砷含量與土壤中砷含量呈極顯著性相關關系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關關系。茄子中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系，冬瓜中鎘含量與土壤中鎘含量呈極顯著性相關關系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關關系。甘藍中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關關系。

[1]楊剛,李燕,巫林,等.成都平原表層水稻土重金屬污染健康風險分析[J].環境化學,2014,33(2):269-275.

[2]張先福,樊立超,宋曉平.Hg、As、Cr、Cd在食物鏈中遷移規律的研究[J].西北農林科技大學學報(自然科學版),2001,29(1):103-105.

[3]趙魯，李旭軍，劉安輝，等.大豆和小麥對土壤中鎘的吸收與富集研究[J].中國土壤與肥料，2013(1):66-70.

[4]高巍，耿月華，趙鵬，等.不同小麥對重金屬鎘吸收及轉運的差異研究[J].天津農業科學，2014，20(10):55-59.

[5]侯銳,李昆,劉方炎.土壤重金屬污染與植物吸收累積效應研究進展[J].云南地理環境研究,2013,25(5):104-109,111.

2017-08-02

成都市本級第七批次科技項目(八大科技產業化工程重大項目成科計〔2013〕45號)

張成(1986-)，男，農業推廣碩士，農藝師，主要從事土壤及農產品檢測。Email:510255604@qq.com。