不同微量元素在魚腥草植株不同器官中的分布特征

秦樊鑫，楊昱

（貴州師范大學山地環(huán)境重點實驗室，貴州貴陽550001）

不同微量元素在魚腥草植株不同器官中的分布特征

秦樊鑫，楊昱

（貴州師范大學山地環(huán)境重點實驗室，貴州貴陽550001）

采用原子吸收分光光度計對不同采樣點內魚腥草各器官中5種微量元素的含量進行了測定，并對魚腥草不同器官的富集系數(shù)、轉移系數(shù)、各地區(qū)魚腥草內不同微量元素的相關性進行分析。結果表明：各器官內，Mg含量均是最高，Cu含量均為最低，各元素在同一器官內含量的大小排序為：Ca>Mg>Fe>Zn>Cu。魚腥草各器官中，各元素的富集系數(shù)均小于1。不同地區(qū)的魚腥草，Mg、Ca在不同器官內的轉移系數(shù)均大于1，F(xiàn)e、Zn、Cu的轉運系數(shù)均小于等于1。對同一種元素在不同地區(qū)間的相關性進行分析可知：Fe、Zn、Cu：不同地區(qū)均在1%的水平存在著極顯著的相關性；Mg、Ca：少數(shù)地區(qū)在5%水平存在著顯著的相關性，其他地區(qū)間相關性不明顯。

魚腥草；微量元素；富集系數(shù)；轉運系數(shù)；相關性

魚腥草（Houttuynia cordata Thunb），又名折耳根，豬鼻孔等，為三白草科植物蕺菜屬[1]，主要分布在我國陜西、甘肅及長江流域以南各地。大量的研究表明：魚腥草及其制品具有清熱解毒、利尿通淋、消腫化膿之功效[2-5]，常用于治療肺膿瘍、痰熱咳嗽、由外風熱引起的咽喉疼痛等。多年來，魚腥草的研究多側重于食品保健，對于其成分特別是無機成分的研究還很少。本文以貴陽市不同地區(qū)的魚腥草為研究對象，對魚腥草不同器官中Mg、Ca、Fe、Zn、Cu 5種微量元素進行了測定，并對各器官的富集能力、轉運能力及相關性進行了研究，為魚腥草的食用及藥用提供了科學依據。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

1.1.1 儀器

原子吸收分光光度計AA800：美國Perkin Elmer；原子熒光光譜儀AF-640：北京瑞利；電子天平AL-204：梅特勒；電熱板：天津泰斯特；烘箱：天津泰斯特。

1.1.2 試劑

標準工作溶液由國家標準物質研究中心購置的各種1 000 mg/L的標準儲備液稀釋而成；高氯酸，硝酸，氫氟酸均為優(yōu)級純，水為超純水；玻璃儀器均經過10%HNO3浸泡過夜，用超純水清洗。

1.2 樣品采集

1.2.1 植物樣品的采集

樣品采自于貴陽市JY、BY、NM、HX、WD地區(qū)，每區(qū)采集3份，每份采集3個以上單株。將采摘回來的魚腥草用清水洗凈，分成葉、莖、根3個部分，用濾紙將水吸干，置于40℃的烘箱內烘干。

1.2.2 土壤樣品的采集

采集魚腥草的同時，對應點采集土樣。每個采樣點取地面向下5 cm～20 cm深處縱剖面，土壤樣品置于通風陰涼處使其自然風干，搗碎后過100目篩。

1.3 樣品的消解

稱取植物樣品0.5 g左右于錐形瓶內、土壤樣品0.2 g左右于聚四氟乙烯罐內，植物用HNO3-HClO4消解，土壤樣品用HF-HNO3-HClO4來消解，直至樣品消解完全，冷卻，定容于50 mL容量瓶內，上機測量。

2 結果與分析

2.1 魚腥草各器官、土壤中Mg、Ca、Fe、Zn、Cu的含量魚腥草各器官、土壤中Mg、Ca、Fe、Zn、Cu的含量

結果見表1。

表1 魚腥草器官及其生長土壤內各元素的含量Table 1The contains of each element in different organs ofHouttuynia cordata Thunb and soil mg/kg

由表1可以得出：在葉內，Mg的含量在2645mg/kg～8 303 mg/kg，平均含量為：4 400 mg/kg，最大值與最小值間相差2倍；Ca含量在9 782 mg/kg～12 835 mg/kg，平均值為：11 760 mg/kg，最大值與最小值間大約相差0.3倍；Fe含量在409 mg/kg～717 mg/kg，平均含量為：602 mg/kg，最大值與最小值間大約相差0.8倍；Zn含量在30 mg/kg～35 mg/kg，平均含量為31 mg/kg，最大值與最小值間大約相差0.2倍；Cu含量在11 mg/kg～12 mg/kg，平均含量為11 mg/kg，最大值與最小值間大于相差0.1倍。在莖中，Mg的含量在2 416 mg/kg～6 065 mg/kg，平均含量為：3 663 mg/kg，最大值與最小值間相差1.5倍；Ca含量在7 939 mg/kg～10 297 mg/kg，平均值為：8 700 mg/kg，最大值與最小值間大約相差0.3倍；Fe含量在243 mg/kg～483 mg/kg，平均含量為：342 mg/kg，最大值與最小值間大約相差1.0倍；Zn含量在29 mg/kg～39 mg/kg，平均含量為32 mg/kg，最大值與最小值間大約相差0.3倍；Cu含量在13 mg/kg～18 mg/kg，平均含量為15 mg/kg，最大值與最小值間大于相差0.4倍。在根中，Mg的含量在2 291 mg/kg～4 117 mg/kg，平均含量為：3 005 mg/kg，最大值與最小值間相差0.8倍；Ca含量在4 270 mg/kg～7 678 mg/kg，平均值為：5 796 mg/kg，最大值與最小值間大約相差0.8倍；Fe含量在470 mg/kg～1 229 mg/kg，平均含量為：714 mg/kg，最大值與最小值間大約相差1.6倍；Zn含量在34 mg/kg～49 mg/kg，平均含量為39 mg/kg，最大值與最小值間大約相差0.4倍；Cu含量在16 mg/kg～19 mg/kg，平均含量為18 mg/kg，最大值與最小值間大于相差0.2倍。由此可以知道：在魚腥草的各個器官內，Mg含量均是最高，Cu含量均為最低，不同元素含量的大小排序為：Ca>Mg>Fe>Zn>Cu。不同地區(qū)生長的魚腥草，每個元素在不同器官內的含量均有一定的規(guī)律性。其中，Mg、Ca在各器官內含量的大小順序為：葉>莖>根；Fe含量的大小順序為：根>葉>莖；Zn、Cu含量的大小順序為：根>莖>葉。各地區(qū)采集的魚腥草，Mg、Fe在各器官內的含量均略有差距，其他元素在不同器官內的含量差別不大。

2.2 元素在魚腥草不同器官內的吸收富集特征

魚腥草不同器官內各元素的富集特征用吸收富集系數(shù)來表示，即魚腥草不同器官內某一元素的含量與土壤中對應元素含量之比[6-7]。吸收富集系數(shù)可以用來表示植物-土壤體系中元素的遷移能力，也可以較清楚的比較植物各器官對不同元素的吸收積累能力[8-9]。本實驗中魚腥草不同器官對元素的吸收富集系數(shù)結果見表2。

表2 魚腥草各元素的富集特征Table 2The enrichment characteristics of each element in Houttuynia cordata Thunb

由表2可知，不同地區(qū)采集的魚腥草，各器官對各元素的富集系數(shù)均小于1。魚腥草不同器官對不同元素的富集能力略有差距，Mg、Ca：各器官富集能力的強弱順序為：葉>莖>根；Fe元素：根>葉>莖；Zn、Cu則與Mg、Ca剛好相反，各器官富集能力的強弱為：根>莖>葉，各地區(qū)采集的魚腥草幾乎均遵循這一規(guī)律。對于不同的元素，不同地區(qū)的魚腥草的富集能力略有不同。對于Mg元素：WD魚腥草的各器官的富集能力最強，BY魚腥草的各器官的富集能力最弱；Ca元素：NM魚腥草的各器官的富集能力最強，BY魚腥草的各器官的富集能力最弱；Fe元素：各地區(qū)魚腥草的各器官對Fe元素的富集能力相差不大；Zn元素：JY魚腥草的各器官的富集能力最強，BY魚腥草的各器官的富集能力最弱；Cu元素：JY魚腥草的各器官的富集能力最強，BY魚腥草的各器官的富集能力最弱。由此可知：JY種植的魚腥草較易吸收土壤中的Zn、Cu，魚腥草內Zn、Cu的含量可能較高；WD種植的魚腥草較易吸收土壤中的Mg，魚腥草內Mg的含量可能較高；NM種植的魚腥草較易吸收土壤中的Ca，魚腥草內Ca的含量可能較高；BY種植的魚腥草，各元素的含量可能均不高。

2.3 魚腥草不同器官內各元素的轉移特征

魚腥草不同器官內不同元素的轉移特征用轉移系數(shù)來表示，即植物地上各器官中金屬元素含量與其根部同種金屬元素含量的比值[10]。轉移系數(shù)體現(xiàn)了植物從根部向地上部運輸金屬元素的能力，同一地區(qū)魚腥草的不同器官內、不同地區(qū)魚腥草的同一器官內，不同金屬元素的轉移系數(shù)也不同[11]。本實驗中樣品的富集系數(shù)結果見表3。

表3 魚腥草不同器官內各元素的轉移特征Table 3The transfer characteristics of each element in the different organs of Houttuynia cordata Thunb

對表3進行分析可知對于不同地區(qū)的魚腥草，Mg、Ca在不同器官內的轉移系數(shù)均大于1，F(xiàn)e、Zn、Cu的轉運系數(shù)均小于等于1，說明魚腥草對Mg、Ca的運輸能力較強，對Fe、Zn、Cu的運輸能力較差，這一結果也與各元素在不同器官內的含量相符合。從各器官對元素的轉運能力來看，不同的元素略有不同。Mg、Ca兩元素，各器官的轉運能力的強弱順序為：葉>莖，說明植物對于Mg、Ca的吸收是從根-莖-葉逐漸增強的；Fe元素，各器官的轉運能力的強弱順序為：葉>莖，說明莖從根中吸收Fe的能力比葉從莖中吸收Fe的能力要弱；Zn、Cu兩元素，各器官的轉運能力的強弱順序為：莖>葉，說明植物對于Zn、Cu的吸收從根-莖-葉逐漸減弱。

2.4 相關性分析

2.4.1 不同地區(qū)間Mg的相關性

不同地區(qū)間土壤Mg的相關性結果見表4。

表4 不同地區(qū)間Mg的相關性Table 4The correlation of Mg in the soil among different areas

由表4可知：不同地區(qū)間的Mg元素存在著一定的相關性。其中，JY地區(qū)與NM地區(qū)在1%的水平上達極顯著，相關系數(shù)為0.994；BY地區(qū)與JY、NM地區(qū)，HX地區(qū)與WD地區(qū)在5%的水平上顯著，相關系數(shù)分別為：0.961、0.982和0.972；其他地區(qū)間的Mg元素相關性并不明顯。

2.4.2 Ca在不同地區(qū)間的相關性

不同地區(qū)間土壤Ca的相關性結果見表5。

表5 不同地區(qū)間Ca的相關性Table 5The correlation of Ca in the soil among different areas

由表5可知：不同地區(qū)間的Ca元素存在著一定的相關性。其中，JY地區(qū)與BY、HX地區(qū)在5%的水平上達顯著水平，相關系數(shù)分別為0.998和0.968；BY地區(qū)與NM地區(qū)在5%的水平上達顯著水平，相關系數(shù)為0.982；HX地區(qū)和WD地區(qū)間的相關系數(shù)為：0.972，在5%水平上顯著。

2.4.3 不同地區(qū)間Fe、Zn、Cu的相關性

不同地區(qū)間土壤Fe、Zn、Cu的相關性結果見表6～表8。

表6 不同地區(qū)間Fe的相關性Table 6The correlation of Fe in the soil among different areas

表7 不同地區(qū)間Zn的相關性Table 7The correlation of Zn in the soil among different areas

表8 不同地區(qū)間Cu的相關性Table 8The correlation of Cu in different areas

由表6～表8可知，F(xiàn)e、Zn、Cu在不同地區(qū)的魚腥草內均存在著一定的相關性。其中，各地區(qū)間的Fe、Cu兩元素均在1%的水平上達到極顯著水平，相關系數(shù)近于1，相關性明顯。Zn元素：WD地區(qū)與JY、BY、HX地區(qū)在5%水平上達顯著水平，相關系數(shù)分別為：0.985、0.973和0.978，其他各地區(qū)間均在1%的水平上達極顯著水平，相關性明顯。

3 結論

1）對魚腥草不同器官內各元素的含量進行分析可知：在魚腥草的各個器官內，Mg含量均是最高，Cu含量均為最低，各元素含量的大小順序為：Ca>Mg>Fe> Zn>Cu。不同元素，其含量在魚腥草的不同器官內均有一定的規(guī)律性。其中，Mg、Ca在各器官內含量的大小順序為：葉>莖>根；Fe含量的大小順序為：根>葉>莖；Zn、Cu含量的大小順序為：根>莖>葉。各地區(qū)采集的魚腥草，Mg、Fe在各器官內的含量均略有差距，其他元素在不同器官內的含量差別不大。

2）對不同地區(qū)采集的魚腥草各器官內各元素的富集指數(shù)和轉移指數(shù)進行研究，結果如下：魚腥草各器官中，各元素的富集系數(shù)均小于1。不同器官對不同元素的富集能力略有不同，各器官對Mg、Ca的富集能力的強弱順序為：葉>莖>根；Fe元素：根>葉>莖；Zn、Cu：根>莖>葉。不同地區(qū)的魚腥草，Mg、Ca在不同器官內的轉移系數(shù)均大于1，F(xiàn)e、Zn、Cu的轉運系數(shù)均小于等于1。

3）對于同一種元素，不同地區(qū)間采集的魚腥草間存在著不同程度的相關性。Fe、Zn、Cu幾乎均在1%的水平達極顯著，相關性明顯。對于Mg元素：JY地區(qū)與NM地區(qū)在1%的水平上達極顯著，BY地區(qū)與JY、NM地區(qū)，HX地區(qū)與WD地區(qū)在5%的水平上相關性顯著，其他地區(qū)間相關性不顯著。Ca元素：JY地區(qū)與BY、HX地區(qū)、BY地區(qū)與NM地區(qū)、HX地區(qū)和WD地區(qū)間均在5%的水平上顯著相關，其他地區(qū)間相關性不顯著。

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Distribution Characteristics of Different Trace Elements in Different Organs of Houttuynia cordata Thunb

QIN Fan-xin，YANG Yu
（The Key Laboratory of Mountain Environment，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，Guizhou，China）

Ten elements in different sampling point on soil and different organs of Houttuynia cordata Thunb were analyzed by AAS，as well enrichment coefficient，transfer coefficient and correlation in different organs of Houttuynia cordata Thunb.The study showed that：the content of Mg in different organs was highest，content of Cu was lowest，the content of different elements of the same organ in Houttuynia cordata Thunb was Ca>Mg> Fe>Zn>Cu.Enrichment coefficient of each element in different organs was lower than 1.Transfer coefficient of Mg，Ca in different organs of different areas is higher than 1，transfer coefficient of Fe，Zn，Cu was lower than 1.The same element in different areas was analyzed，we know Fe，Zn，Cu in Houttuynia cordata Thunb of different areas were significant positive correlation at the level of 1%.Mg，Ca in Houttuynia cordata Thunb of a few areas were positive correlation at the level of 5%，others areas were not have a positive correlation.

Houttuynia cordata Thunb；trace elements；enrichment factor；transfer coefficient；the correlation

2013-12-07

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.02.003

貴州省科技廳農業(yè)攻關項目（黔科合NY[2010]3071號）

秦樊鑫（1978—），男（土教授，在讀博士研究生，研究方向：環(huán)境污染與食品安全。