?衡陽地區果園土壤Cd分布特點及其對果品的影響?

王春發 李宏祥 張紅 羅柳青 劉代理 羅賽男 吳家梅 黃益國

摘 要：為探究衡陽地區果園土壤重金屬Cd含量及其果實（柑橘類、葡萄類、桃和獼猴桃等）對Cd的富集情況，以衡陽3個區與7縣（市）果園土壤及其果實為研究對象，檢測了不同果園土壤和果實中Cd的含量以及土壤pH值，并利用SPSS軟件分析土壤和果實Cd積累之間的相關性。結果表明：各縣（市）、區果園土壤中Cd含量范圍在0～1.39 mg/kg;在垂直分布土層中，Cd污染較重的土層為0～20 cm，其次為20～40 cm和40～60 cm;T檢驗結果顯示，果實對土壤Cd的富集能力表現為獼猴桃<柑橘類<葡萄類<桃，而各柑橘品種對土壤Cd積累無顯著相關性。

關鍵詞：柑橘;葡萄;桃;獼猴桃;Cd;果品;衡陽

中圖分類號：X53文獻標識碼：A文章編號：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

鎘（Cadmium，Cd）是動植物非必需的有毒重金屬。土壤中Cd含量較高會使植物生長受到脅迫，如植物組織或器官積累Cd達0.11 mmol/L，可造成植物細胞DNA損傷及代謝紊亂，影響植物的光合作用，同時會加速植物衰老、降低農產品品質[1]。Cd容易通過土壤—植物體系遷移并進入食物鏈，進而導致人體慢性中毒或引發人體器官癌變，對人體健康構成重大威脅。

土壤中Cd的來源主要是工業生產的“三廢”、農藥化肥等農業投入品使用、大氣干濕沉降等[2]。衡陽是全國有名的有色金屬之鄉，農田重金屬污染較為嚴重。在現代飲食結構中，果蔬占比很大。為確保果品安全，促進果業健康發展，試驗通過對衡陽地區不同果園土壤及不同種類水果果實Cd含量的監測，分析土壤和果品中Cd含量的富集情況，為衡陽地區果園土壤環境保護和果品安全生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 Cd在不同品種柑橘園土壤土層和果實的分布研究

為了研究柑橘園不同土層和果實的Cd含量分布趨勢，2019年在未開墾果園及種植園豐臍橙、塔羅科血橙、冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚的果園采集土壤和果實樣品，2020年在未開墾果園及種植冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚的果園采集樣品，土樣采集按0～20、20～40和40～60 cm分層取樣，采樣地區見表1。

1.2 不同地區果園土壤和果實中Cd的分布

為了研究果園土壤Cd富集對果實的影響，于2019年采集土層深度0～30 cm土壤及對應樹體果實，品種包括柑橘類（大果冰糖橙、冰糖橙、紐荷爾臍橙、卡拉紅血橙、園豐臍橙、埃及糖橙、琯溪蜜柚、菊花柚、沃柑、椪柑、砂糖橘、美國紅橘、皇帝柑、金柑和丑橘）、葡萄類（黑色甜菜、巨峰、陽光玫瑰、玫瑰香和甬優一號）、獼猴桃類（紅陽和翠玉等）、桃類（豬血桃、霞脆、中油4號、金霞黃露和玫瑰紅）、棗和李等不同屬種的果實，共計56份樣品，詳見表2。因衡陽地區主栽果樹品種為柑橘類水果，因此果實樣品中柑橘品種較多。

1.3 考察指標及方法

土壤樣品測定pH值和Cd含量，柑橘、桃、葡萄、獼猴桃、棗和李可食用部分測定Cd含量。土壤和果實中Cd均采用微波消解，使用電感耦合等離子體質譜儀（Thermofisher，美國）測定。

1.4 數據分析

文中數據采用Excel 2010和SPSS17.0軟件進行整理和分析。對柑橘園土壤和果實中的Cd含量進行相關性分析，構建線性回歸方程。采用T檢驗對不同類型果樹富集Cd的能力進行了分析。

2 結果與分析

2.1 柑橘果園不同土層Cd含量

分別對2019年和2020年柑橘類果園不同土層土壤Cd含量進行測定，結果如圖1和圖2所示。不同柑橘類果園土壤Cd含量差異較大，均隨著土層的加深而降低（園豐臍橙土壤除外）。0～20 cm土壤Cd含量均超過土壤重金屬篩選值（0.3 mg/kg），40～60 cm土壤Cd含量顯著降低，均低于土壤重金屬篩選值。土壤Cd污染主要分布在0～20 cm土層中。2020年不同土層中Cd含量趨勢與2019年相似，值得注意的是，除未開墾土除外，不同土層中Cd含量較上年略有增加。

2.2 不同柑橘品種果實的Cd含量

經檢測，2019年園豐臍橙、塔羅科血橙、冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚果實Cd含量分別為0.003、0.004、0.003、0.021和0.004 mg/kg;2020年冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚果實Cd含量分別為0.001、0.000和0.001 mg/kg，均低于國家食品安全標準范圍（≤0.05 mg/kg）。菊花柚土壤Cd含量最高，但其果實中Cd積累量小于國家食品安全標準。

2.3 不同地區果園土壤和果實中Cd的含量

參照國家土壤環境質量標準GB15618—2018和國家食品污染物安全標準GB2762—2017，對2019年衡陽地區果園土壤及果品Cd含量檢測（如表2）。根據農田土壤污染物篩選值（≥0.3 mg/kg）分析，不同種類果園土壤Cd含量高于國家標準的情況為橙類土壤9個，柚類土壤2個，寬皮柑橘土壤4個，葡萄土壤8個，桃土壤5個，獼猴桃土壤4個。超標土壤個數占總土壤的57.14%。土壤pH值對Cd的相關性分析結果表明（表3），土壤pH值與Cd富集系數呈負相關性。

所有柑橘類樣品果實Cd含量均低于食品安全標準（≤0.05 mg/kg）;葡萄類果實中巨峰葡萄和玫瑰香葡萄果實Cd含量大于0.05 mg/kg，其他品種葡萄果實Cd含量低于0.05 mg/kg。3個地區7個獼猴桃果園土壤Cd含量高于國家標準有4個，但7個果園的果實中Cd含量檢測值均在安全值以內。所檢測的桃果實中，除霞脆桃外，其他品種果實Cd含量均高于食品安全值，豬血桃1、豬血桃2、豬血桃3、金霞黃露、玫瑰紅和中油4號的果實Cd含量分別是安全值的1.92、1.30、1.20、4.80、2.20和3.22倍。綜合可知，柑橘類、獼猴桃類及陽光玫瑰葡萄和霞脆桃與其他葡萄和桃相比，果實中Cd含量較低，且均低于食品安全值。柑橘園土壤和果實中Cd的線性回歸方程為y=0.005+0.004x，相關系數為0.19，說明果實中Cd來源于土壤。

2.4 不同類型果樹對土壤Cd積累系數的T檢驗

由表4可知，T檢驗結果表明柑橘類果實對土壤Cd的富集能力小于葡萄類和桃，其中與桃的差異顯著（P<0.05），但柑橘類果實對土壤Cd的富集能力大于獼猴桃;葡萄類果實對土壤Cd的富集能力顯著小于桃（P<0.05）;而葡萄類和桃對土壤Cd的富集能力顯著大于獼猴桃（P<0.05）;橙類、柚類、寬皮柑橘類果實對土壤Cd富集能力均無顯著性差異。綜上可知，不同類型果樹對土壤Cd積累能力為獼猴桃<柑橘類<葡萄類<桃，柑橘類果實對土壤Cd富集能力無差異。

3 結論與討論

不同地區果園土壤Cd污染系數有差異，試驗結果顯示，各柑橘品種不同土層中Cd含量主要分布在0～20 cm的表土層，其次是20～40 cm，整體分布表現為0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm。秦魚生等[3]研究成都平原土壤中Cd的分布特征及其與水稻、小麥Cd吸收量的相關性結果表明，土壤中Cd主要集中在0～15 cm耕作層。試驗結果與其相似。與未開墾土相比，不同土層中Cd含量分布趨勢相似;但2020年土層Cd含量與上年相比略有增加，可能是其他外來物質（比如施肥、灌水或大氣等）含有Cd，導致土層中Cd含量增加。

張孝岳等[4]對長株潭地區蜜柑園Cd含量檢測發現，果實中Cd含量均低于安全標準;周薇[5]用15、30和60 g/m2的CdCl2·1/2H2O2處理嫁接幼苗卡里佐枳橙砧鳳晚臍橙和興津溫州蜜柑，果實中均未檢測到Cd含量超標。筆者試驗所有檢測的柑橘果實樣品中，Cd含量均在安全值內，結果與前人相似。相同的是，7個獼猴桃果園其果實中檢測到的Cd含量均較低食品安全國家標準。卜范文等[6]研究發現，獼猴桃是Cd含量低吸收果樹，研究結果與其相似。與巨峰等葡萄相比，陽光玫瑰葡萄在高Cd含量的土壤中果實Cd含量遠低于巨峰葡萄，表現出低于的Cd富集量，說明陽光玫瑰葡萄對Cd的吸收能力差;相同的是，霞脆桃較其他桃相比，果實中Cd含量也低于其他品種，但還需進一步驗證。相反的是，豬血桃1和豬血桃2果園土壤中Cd含量低于國家標準允許值，但果實中檢測到Cd含量超出安全值范圍，可能豬血桃對Cd的富集能力強，但還需近一步驗證。不同類型果實T檢驗結果顯示，果實對土壤Cd的富集能力為獼猴桃<柑橘類<葡萄類<桃。

總之，Cd污染超標土壤種植柑橘和獼猴桃，果實含量均不超標，柑橘和獼猴桃是較低吸收Cd的果樹，可普遍種植。陽光玫瑰葡萄和霞脆桃也具有較低吸收Cd的能力，有待進一步驗證。

參考文獻：

[1] 蘇金為，王湘平. 鎘誘導的茶苗莖尖核酸代謝與細胞超微結構變化研究[J]. 中國生態農業學報，2005，13（2）：87-90.

[2] 周建利，陳同斌. 我國城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究現狀與展望[J].湖北農學院學報，2002（5）：476-480.

[3] 秦魚生，詹紹軍，喻華，等.鎘在不同質地水稻土剖面中的分布特征及與作物吸收的關系[J].光譜學與光譜分析，2013，33（2）：476-480.

[4] 張孝岳，賀 江，黃國林，等.長株潭區域蜜柑園土壤及蜜柑葉片、果實中鎘含量分析[J].湖南農業科學，2015（12）：54-55，58.

[5] 周 薇. 柑橘鎘脅迫耐受性及其生理研究[D]. 重慶：西南大學，2014.

[6] 卜范文，湯佳樂，楊 玉，等.湖南省獼猴桃果園土壤鎘含量及鎘吸收規律研究[J].江西農業大學學報，2017，39（3）：468-475.

（責任編輯：肖彥資）