湖南獼猴桃園土壤重金屬含量分析及污染評(píng)價(jià)

楊玉，童雄才，王仁才，湯佳樂，尹春峰，徐海，程小梅*

（1. 湖南省農(nóng)科院園藝研究所，湖南 長沙 410125；2. 國家農(nóng)業(yè)部華中地區(qū)果樹科學(xué)觀測(cè)站，湖南 長沙 410125；3. 長沙時(shí)鮮水果工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙410125；4. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南 長沙 410125；5. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南 長沙 410128）

土壤重金屬污染已經(jīng)成為全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。果園土壤重金屬含量是影響果品安全的重要因素[1]，因而也成為無公害食品和綠色食品產(chǎn)地環(huán)境檢測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。湖南因?yàn)椤岸敬竺住笔录麍@土壤重金屬的含量水平也備受關(guān)注。湖南是全國獼猴桃三大主產(chǎn)區(qū)之一，2015年全省種植面積13.48×103hm2，產(chǎn)量 7.38×104t，已成為主產(chǎn)區(qū)果農(nóng)增收的重要來源。進(jìn)行果園土壤重金屬含量分析及污染評(píng)價(jià)，可為建立綠色獼猴桃基地提供參考，對(duì)促進(jìn)湖南獼猴桃生產(chǎn)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。

土壤重金屬污染機(jī)理和修復(fù)是當(dāng)前國內(nèi)研究的熱點(diǎn)[2]。特別是對(duì)農(nóng)田、江湖岸土壤重金屬污染研究較多，如謝小進(jìn)等[3]對(duì)上海的農(nóng)田、付華等[4]對(duì)北京南部地區(qū)、邱海源[5]對(duì)福建省農(nóng)業(yè)保護(hù)區(qū)的農(nóng)用土壤重金屬分布進(jìn)行了研究與評(píng)價(jià)；湖南開展了對(duì)湘江沿岸[6]、洞庭湖濕地[7]、礦區(qū)周邊[8]及株洲[9]、湘潭地區(qū)[10]的土壤污染研究。結(jié)果表明一些農(nóng)田重金屬存在不同程度的累積現(xiàn)象，其中Cd等幾種重金屬超標(biāo)。針對(duì)果園土壤環(huán)境質(zhì)量開展的土壤重金屬污染和評(píng)價(jià)研究較少，主要集中在北方地區(qū)，如陜西[11-12]、長武[13-14]、洛川[15]、長順[16]、渭北旱塬[17]、天水[18]等地蘋果園達(dá)到了無公害食品生產(chǎn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，部分果園As超標(biāo)，未達(dá)到綠色食品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。姜晶等[19]研究長春、莊河、威海3個(gè)地區(qū)的越橘果園土壤，Cd輕度污染。南方果園方面，沈秋光[20]對(duì)上海郊區(qū)果園，湯民等[21]對(duì)重慶金果園，韓鵬等[22]對(duì)四川漢源的梨園，李金強(qiáng)等[23]對(duì)貴州清水江沿岸、賀靈等[24]對(duì)贛南柑橘園土壤中的重金屬含量水平進(jìn)行分析評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)，果園土壤環(huán)境質(zhì)量整體尚好，部分果園As、Cd、Cr、Cu、Pb有超標(biāo)的現(xiàn)象。在獼猴桃果園方面，李曉彤等[25]研究了陜西眉縣和周至縣共10個(gè)獼猴桃果園Cr、Cu、As、Cd、Hg與Pb含量，張翼飛等[26]對(duì)陜西省周至縣20個(gè)獼猴桃生產(chǎn)基地土壤中As、Pb、Hg、Cd和Cu的累積狀況進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)陜西省獼猴桃生產(chǎn)基地個(gè)別點(diǎn)有As和Hg超標(biāo)的現(xiàn)象。國外關(guān)于果園土壤重金屬污染研究報(bào)道很少，主要側(cè)重于果園土壤可持續(xù)發(fā)展研究，很多發(fā)達(dá)國家已將重金屬元素監(jiān)測(cè)納入果園營養(yǎng)管理[27]。

本研究分別按土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、綠色食品產(chǎn)地環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)土壤的嚴(yán)格控制指標(biāo)Pb、Cd、As、Cr和Hg，對(duì)湖南獼猴桃主產(chǎn)區(qū)54個(gè)果園的5種重金屬含量分上層土（0-20 cm）和下層土（20-40 cm）開展研究，應(yīng)用單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)法，探討湖南獼猴桃果園污染情況及潛在風(fēng)險(xiǎn)，研究土壤重金屬之間的相關(guān)性，分析果園土壤重金屬污染的影響因子，為湖南省果園土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估和獼猴桃創(chuàng)無公害和綠色食品園區(qū)提供數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

湖南位于長江以南，五嶺以北，地處北緯24°39′-30°09′，東經(jīng) 109°43-114°15′之間，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，年日照時(shí)數(shù)為1 300-1 800 h，年平均溫度在15-18 ℃之間，年平均降水量在1 200-1 700 mm之間，土壤類型以紅壤、黃壤、黃棕壤為主，適宜獼猴桃的生長。湖南獼猴桃主產(chǎn)區(qū)主要集中在永順、吉首、鳳凰、花垣、保靖、龍山、瀏陽、隆回、綏寧、桂陽、雙牌、溆浦、通道、新化等14個(gè)縣（市），種植面積集中度為89.26%[28]，本次樣品采集在獼猴桃以主產(chǎn)區(qū)為主的21個(gè)縣（市）集中連片種植的54個(gè)果園（見圖1）。

2 材料與方法

2.1 樣品采集與分析

按照“等量”和“多點(diǎn)混合”的原則，采取隨機(jī)分塊5點(diǎn)對(duì)角線法取樣。用“S”形法取土，每個(gè)果園取8-10個(gè)點(diǎn)，按上層土、下層土分開，充分混勻后，按4分法，每份樣品留取1 kg，裝入標(biāo)記序號(hào)的塑封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)自然風(fēng)干，木棒壓磨，去掉礫石、植物殘?bào)w和其他雜物，過孔徑0.147 mm尼龍篩，混合均勻，裝袋備測(cè)。果樣在樹冠按上、中、下、左、右不同部位進(jìn)行采摘，每個(gè)園不少于40個(gè)。采用原子熒光法分析Hg和As，石墨爐原子吸收分光光度法分析Cr、Cd和Pb，土壤pH采用Orion酸度計(jì)測(cè)定[11]。

2.2 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用DPS 9.5和Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。參考《中華人民共和國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618）[29]和綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（NYT 391）中對(duì)重金屬含量的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值（見表1），對(duì)研究區(qū)獼猴桃果園土壤重金屬含量進(jìn)行分析。運(yùn)用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法分析后，根據(jù)污染等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7]（表2），對(duì)土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

單因子指數(shù)法的計(jì)算公式[7]：

式中：Pi為單項(xiàng)污染指數(shù)，Ci為監(jiān)測(cè)點(diǎn)重金屬污染物的實(shí)測(cè)值，Si為重金屬污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法計(jì)算式為[7]：

圖1 54個(gè)獼猴桃果園的采樣點(diǎn)分布Fig. 1 Information of 54 kiwifruit orchards in Hunan

表1 國標(biāo)土壤重金屬含量規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值Table 1 Environmental quality standard for soils GradeⅡand production area of green food

式中：P為土壤綜合污染指數(shù)，Pimax為樣品i單項(xiàng)污染指數(shù)的最大值；Piave為樣品i單項(xiàng)污染指數(shù)的平均值。

表2 基于污染指數(shù)的土壤重金屬污染等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standards for soil quality grading based on the aggregate pollution index

3 結(jié)果與分析

3.1 湖南省獼猴桃園土壤重金屬含量狀況

根據(jù)湖南省54個(gè)獼猴桃果園上、下層土壤中pH值及Pb、Cd、Hg、As、Cr含量測(cè)定結(jié)果，上層土壤（0-20 cm）5種重金屬含量均值都高于下層土壤（20-40 cm）（見表3）。這與付華等[4]研究北京南部地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤Cd、Cu、Pb、Zn主要富集在0-20 cm土層中，劉云霞等[13]發(fā)現(xiàn)長武縣蘋果園土壤As在表層土呈現(xiàn)逐年累積的現(xiàn)象是一致的。李麗霞等[30]研究黃土高原溝壑區(qū)6-36 a蘋果園土壤重金屬累積狀況后指出高投入種植管理模式，能夠影響重金屬在土壤中的遷移與富集，使土壤重金屬含量發(fā)生明顯變化，這些都說明人類的耕作行為對(duì)土壤重金屬含量影響較大。上、下層土壤Cd標(biāo)準(zhǔn)差為0.23 mg/kg、0.22 mg/kg，接近和超過平均值0.27 mg/kg、0.21 mg/kg，與平均值相加超過了土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)限度66.7%、43.3%；Hg的標(biāo)準(zhǔn)差為0.15 mg/kg、0.16 mg/kg，接近平均值 0.21 mg/kg、0.20 mg/kg，與平均值相加達(dá)到0.36 mg/kg，超過0.30 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)限度，Cd和Hg的污染風(fēng)險(xiǎn)較大。

表3 湖南獼猴桃園上、下層土壤重金屬元素含量情況Table 3 The conditions of heavy metal contents in top and lower soil in kiwifruit orchards of Hunan Province

3.2 土壤單項(xiàng)污染指數(shù)分析評(píng)價(jià)

以土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)即無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單項(xiàng)污染指數(shù)法分析(圖2)，只有Pb和Cr所有果園土壤指數(shù)小于1，達(dá)到無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境要求，其他重金屬元素都有不同程度的污染。Cd達(dá)到污染等級(jí)的占33.3%，其中有27.8%的果園達(dá)到輕度污染等級(jí)，5.5%的果園受到中度、重度污染。Hg有10個(gè)果園達(dá)到輕度以上污染，占18.5%，其中中度污染果園占1.9%；As有9.3%的果園達(dá)到輕度污染。土壤各重金屬元素污染程度依次為 Cd〉Hg〉A(chǔ)s〉Cr〉Pb。

圖2 獼猴桃果園土壤單項(xiàng)污染指數(shù)分析圖Fig. 2 Evaluation of single factor pollution index of kiwifruit orchard soils

以綠色食品土壤標(biāo)準(zhǔn)(表1)進(jìn)行單項(xiàng)污染指數(shù)法分析 (圖3)，Pb、Cd、Hg、As、Cr指數(shù)小于 1的分別占到68.5%、66.7%、72.2%、74.0%、96.3%，Cd〉Pb〉Hg〉A(chǔ)s〉Cr。Pb、Cd、Hg、As、Cr都 有 不同程度的重度和輕度污染，其中Pb有24.1%的果園達(dá)到輕度污染等級(jí)，7.4%的果園受到中度、重度污染；Cd的污染程度與土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相同；Hg、As分別有18.5%、24.1%的果園達(dá)到輕度污染，中度污染果園占9.3%、1.9%；Cr有3.7%的果園達(dá)到輕度污染。按地區(qū)分析（圖4），郴州地區(qū)由于是湖南重要的礦產(chǎn)區(qū)，5種重金屬都有不同程度超標(biāo)，特別是Pb、Cd超標(biāo)率達(dá)100%。湘西果園Pb、Cd、Hg、As超標(biāo)分別達(dá)30.8%、26.9%、30.8%、30.8%，主要集中在花垣、永順、保靖縣。長沙地區(qū)主要是Pb、Cd超標(biāo)，分別占27.3%、36.3%。

圖3 獼猴桃園土壤單項(xiàng)污染指數(shù)分析圖Fig. 3 Evaluation of single factor pollution index of kiwifruit orchard soils

3.3 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)

以土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分析綜合污染指數(shù)（圖5），研究的54個(gè)獼猴桃果園取樣點(diǎn)中有68.5%的果園綜合污染指數(shù)小于1，達(dá)到無公害果園標(biāo)準(zhǔn)。26個(gè)土壤樣為安全等級(jí)，污染水平為清潔，占檢測(cè)果園總數(shù)的48.1%；20.4%的果園達(dá)到警戒線，27.8%的果園達(dá)到輕度污染水平，中度、重度污染的果園均占1.9%。以綠色食品土壤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合污染指數(shù)分析（圖5），有53.7%的果園綜合污染指數(shù)小于1，達(dá)到綠色食品果園標(biāo)準(zhǔn)。有37.0%的果園輕度超標(biāo)，9.3%的果園中度和重度超標(biāo)。雖然獼猴桃園大多分布在湘西地區(qū)且種植在山上，在人們的思想中認(rèn)為是創(chuàng)綠色食品的最佳環(huán)境，但是也有34.6%的果園不同程度超標(biāo)（圖6）。

3.4 湖南省獼猴桃果園土重金屬之間相關(guān)性分析

圖4 獼猴桃園土壤單項(xiàng)污染指數(shù)按地區(qū)分析圖Fig. 4 Evaluation of single factor pollution index of different region kiwifruit orchard soils

圖5 獼猴桃果園土壤質(zhì)量綜合污染指數(shù)分析圖Fig. 5 Evaluation of integrated pollution index of kiwifruit orchard soils

圖6 獼猴桃園土壤綜合污染指數(shù)按地區(qū)分析圖Fig. 6 Evaluation of integrated pollution index of different region kiwifruit orchard soils

表4 獼猴桃果園土壤中重金屬之間的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analyses of heavy metals in kiwifruit orchard soil

由表4可知，在同層土壤中，重金屬元素之間呈正相關(guān)。其中，Pb與Hg顯著相關(guān)，Pb與Cd、As、Cr，Hg與As，As與Cr呈極顯著正相關(guān)，表明它們之間同源性很高。相關(guān)研究也從不同側(cè)面說明了這個(gè)問題，謝小進(jìn)等[3]認(rèn)為Cd、Hg和Pb為一類，來源主要受各種人為活動(dòng)影響；邱海源[5]發(fā)現(xiàn)As和較多元素呈現(xiàn)較高的相關(guān)性，環(huán)境因素對(duì)它們的影響是一致的。

3.5 湖南省獼猴桃園土壤重金屬含量對(duì)果實(shí)的影響分析

由表5可知，果實(shí)中Pb、Cd、As、Cr、Hg含量最大值均未超過國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762）的限值 0.2 mg/kg、0.05 mg/kg、0.5 mg/kg、0.5 mg/kg、0.01 mg/kg。在 54個(gè)點(diǎn)土壤中 Pb、Cd、As、Cr、Hg含量最大值，對(duì)應(yīng)種植的美味獼猴桃和中華獼猴桃果品分別為0.023 mg/kg、0.014 mg/kg、0.028 mg/kg、0.096 mg/kg和0.003 mg/kg，也未超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)。在污染地區(qū)種植獼猴桃果樹可作為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一種嘗試。

表5 土壤與果實(shí)重金屬元素含量情況（mg/kg）Table 5 Contents of heavy metals in soil and fruit (mg/kg)

4 討論

4.1 湖南省獼猴桃園土壤重金屬主要影響因子分析

除了土壤母質(zhì)外，人為因素也對(duì)土壤重金屬含量產(chǎn)生重要影響。謝小進(jìn)等[3]在對(duì)上海寶山區(qū)216個(gè)農(nóng)用表層土壤來源進(jìn)行系統(tǒng)分析后認(rèn)為，Zn、Cd、Hg、Pb、Cr和Cu來源主要受各種人為活動(dòng)影響，Cd、Zn、Cr、Cu、Hg來源以點(diǎn)源為主，來源較為集中，Pb來源相對(duì)較為分散。人為影響可以概括為以下幾方面。

1）化肥、農(nóng)藥的施用以及污水灌溉等。王濟(jì)和王世杰[31]發(fā)現(xiàn)磷肥的生產(chǎn)原料磷礦中，含有毒物質(zhì)如砷、鎘、鉻、汞等，如美國西部磷礦石鎘高達(dá)60-340 mg/kg，磷肥的平均汞含量為0.25 mg/kg，這些重金屬均會(huì)隨磷肥一起施入到土壤中，長期積累混雜有重金屬的磷肥及以城市垃圾、污泥為原料的肥料就會(huì)導(dǎo)致土壤含量超標(biāo)。任順榮等[32]研究長期定位施肥對(duì)土壤重金屬含量的影響，發(fā)現(xiàn)施磷肥處理Cd含量高于其他處理，土壤Cr、Hg的含量各施肥處理都顯示累積的趨勢(shì)，As含量除單施氮肥處理表現(xiàn)為減少，其他處理都呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。但是王騰飛等[33]的長期施肥試驗(yàn)得出長期施用化肥和稻草還田未見明顯的重金屬積累，但施用豬糞處理的土壤中Cd有顯著積累的結(jié)論，具體情況有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。劉云霞等[14]認(rèn)為Pb濃度與含Pb殺蟲劑以及磷肥施用有關(guān)。喬曉芳等[34]做了施藥次數(shù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)每年施8次藥梨園土壤中Cd含量超標(biāo)，施3次藥既能夠有效控制梨園害蟲，且Cd也不超標(biāo)。王濟(jì)和王世杰[31]發(fā)現(xiàn)砷酸鈣、砷酸鉛、亞砷酸鈉等含As農(nóng)藥會(huì)使土壤As增加。李麗霞等[30]也認(rèn)為土壤Hg、As的主要輸入途徑是農(nóng)藥的施用。

2）工業(yè)生產(chǎn)和各種礦的開采、冶煉。王濟(jì)和王世杰[31]指出Cd是鉛-鋅礦、銅-鉛-鋅礦的伴生元素，各種鉛鋅礦的開采、冶煉等過程所排放的廢水廢氣中均含有Cd、Pb。礦山開采及礦石冶煉也是As的主要污染原因之一。

3）大氣沉降。王濟(jì)和王世杰[31]的研究表明，土壤Hg含量與大氣Hg濃度的相關(guān)系數(shù)為0.741，顯著相關(guān)，大氣Hg含量對(duì)土壤Hg污染的貢獻(xiàn)較大。李麗霞等[30]認(rèn)為土壤Pb含量的增加并非來源于肥料，而是來源于大氣沉降物或大氣環(huán)境。

4.2 湖南省獼猴桃園土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)分析

上、下層土壤樣本中都存在Cd、Hg標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值較大，說明Cd、Hg的污染風(fēng)險(xiǎn)大。楊夢(mèng)昕等[6]對(duì)湘江長沙段沿岸，劉娜等[7]對(duì)東洞庭湖濕地，雷鳴等[8]對(duì)衡陽、株洲、婁底、郴州采礦區(qū)和冶煉區(qū)周圍的水稻土，劉揚(yáng)林和蔣新元[9]對(duì)株洲市白馬鄉(xiāng)稻田、菜土進(jìn)行研究后，都發(fā)現(xiàn)Cd潛在風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)最高，息朝莊等[10]對(duì)湘潭市不同土地利用類型及不同土壤類型土壤重金屬研究后發(fā)現(xiàn)Cd、Hg 2種重金屬屬于重污染。單因子指數(shù)法（按土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）的評(píng)價(jià)重金屬元素污染程 度 依 次為 Cd〉Hg〉A(chǔ)s〉Cr〉Pb， 張 翼飛等[26]研究陜西周至縣的獼猴桃園土壤重金屬污染，依次為 Hg〉A(chǔ)s〉Cd〉Cu〉Pb， 獼 猴 桃 園土壤重金屬Cd、Hg污染都排在前面，另外，邱海源[5]對(duì)廈門市翔安區(qū)土壤中重金屬相關(guān)性進(jìn)行研究得出八種重金屬潛在生態(tài)危害程度（危害指數(shù)）順序?yàn)镃d〉Hg〉A(chǔ)s〉Pb〉Cu〉Ni〉Cr〉Zn， 說 明 土 壤 重 金 屬Cd、Hg污染需引起重視。

如果要?jiǎng)?chuàng)綠色食品，則需還關(guān)注Pb的污染，按綠色食品土壤標(biāo)準(zhǔn)衡量，湖南獼猴桃園Pb含量有31.5%不達(dá)標(biāo)，并且有7.4%的園區(qū)土壤屬中度和重度超標(biāo)，賀靈等[24]研究贛南臍橙種植區(qū)也發(fā)現(xiàn)以綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，臍橙果園土壤重金屬以Pb污染范圍大，強(qiáng)度高。

在54個(gè)點(diǎn)土壤中Pb、Cd、As、Cr、Hg含量最大值，對(duì)應(yīng)的獼猴桃果品重金屬含量都未超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 土壤酸化對(duì)獼猴桃園重金屬污染的影響分析

《中國土壤》將我國土壤酸堿度分為五級(jí)：強(qiáng)酸性（pH≤5）、酸性（pH5.0-6.5）、中性（pH6.5-7.5）、堿性（pH7.5-8.5）、強(qiáng)堿性（pH8.5以上）。表3中54個(gè)點(diǎn)的pH值從3.74到7.54，平均值為5.09，強(qiáng)酸性土壤有34個(gè)，占62.96%。DB33/T226獼猴桃栽培技術(shù)規(guī)程中規(guī)定，獼猴桃適宜的土壤是pH值為5.5-7.0的微酸性土壤。采樣的54個(gè)獼猴桃果園中，具有適宜的土壤酸堿度獼猴桃園只有12個(gè)，占22.22%。有77.78%的果園土壤酸堿度不適宜獼猴桃正常生長。目前南方果園酸化嚴(yán)重，湯民等[21]檢測(cè)重慶市金果園土壤全部的pH〈5。土壤酸化會(huì)導(dǎo)致土壤中陽離子重金屬元素的活化能力提高，導(dǎo)致土壤污染加劇，加重獼猴桃病害的發(fā)生，造成獼猴桃出現(xiàn)缺素癥，抑制根系發(fā)育。因部分果園土壤重金屬總量超標(biāo)，重金屬總量與有效態(tài)在一定條件下會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，趙晶等[35]發(fā)現(xiàn)氮磷鉀肥會(huì)使土壤pH值降低、顯著增加土壤有效Cd的含量。土壤酸化問題需引起高度重視。

5 結(jié)論

1）0-20 cm土層土壤重金屬含量均高于20-40 cm土層土壤，說明人為影響是導(dǎo)致土壤重金屬污染的重要原因。

2）按土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，湖南省獼猴桃主產(chǎn)區(qū)果園土壤未有Pb、Cr污染，有弱度的Cd、Hg和As污染，且局部污染問題較為突出；有31.5%的土壤受到不同程度的污染，20.4%的土壤處于警戒線上，只有48.1%的土壤清潔。按照綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，Pb、Cd、Hg、As、Cr指數(shù)小于1的分別占到68.5%、66.7%、72.2%、74.1%、96.3%；53.7%的果園綜合污染指數(shù)小于1，達(dá)到綠色食品果園標(biāo)準(zhǔn)，有37.0%的果園輕度超標(biāo)，9.3%的果園中度和重度超標(biāo)。

3）在表層土壤中，重金屬元素之間具有正相關(guān)關(guān)系，其中Pb與Hg顯著相關(guān)，Pb與Cd、As、Cr，Hg與As，As與Cr極顯著正相關(guān)，表明土壤重金屬污染具有較強(qiáng)的同源性。

4）獼猴桃在重金屬污染的土壤上種植，其果實(shí)對(duì)重金屬的吸收累積較少，果品均可達(dá)到國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)，可作為重金屬輕度污染農(nóng)田農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的備選品種。

[1]Zorer O S, Ceylan H, DogRu A. Determination of heavy metals and comparison to gross radioactivity concentration in soil and sediment samples of the Bendimahi River Basin (Van,Turkey)[J].Water, Air & Soil Pollution, 2009, 196(1/2/3/4): 75-87.

[2]樊霆, 葉文玲, 陳海燕, 等. 農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2013, 22(10): 1727-1736.Fan T, Ye W L, Chen H Y, et al. Review on contamination and remediation technology of heavy metal in agricultural soil[J].Ecology and Environmental Sciences, 2013, 22(10): 1727-1736.

[3]謝小進(jìn), 康建成, 李衛(wèi)江, 等. 上海寶山區(qū)農(nóng)用土壤重金屬分布與來源分析[J]. 環(huán)境科學(xué), 2010, 31(3): 768-774.Xie X J, Kang J C, Li W J, et al. Analysis on heavy metal concentrations in agricultural soils of Baoshan Shanghai[J]. Environmental Science, 2010, 31(3): 768-774.

[4]付華, 吳雁華, 魏立華. 北京南部地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤重金屬分布特征與評(píng)價(jià)[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 25(1): 182-185.Fu H, Wu Y H, Wei L H. Distribution and evaluation of heavy metals in agricultural soil in Southern area of Beijing[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2006, 25(1): 182-185.

[5]邱海源. 土壤重金屬潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)及其同源相關(guān)性研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保, 2011(1): 68-70.Qiu H Y. Potential ecological risk assessment of soil heavy metal and its homologous correlation studies[J]. Resources Economization & Environment Protection, 2011(1): 68-70.

[6]楊夢(mèng)昕, 楊東璇, 李萌立, 等. 湘江長沙段沿岸常見農(nóng)作物重金屬污染研究——Zn、Cu、Pb和Cd的富集規(guī)律及污染評(píng)價(jià)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 35(1): 126-130.Yang M X, Yang D X, LI M L, et al. Studies of heavy metal pollution in 10 crops planted by Changsha section of Xiangjiang River: Enrichment and pollution evaluation of Zn, Cu, Pb and Cd[J]. Journal of Central South University of Forestry and Technology, 2015, 35(1): 126-130.

[7]劉娜, 曾靜, 李旭, 等. 東洞庭湖濕地土壤重金屬污染特征及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2015, 36(5): 901-905.Liu N, Zeng J, Li X, et al. Characteristics and potential ecological risk of heavy metals in wetland soils around east Dongting Lake[J]. Research of Agricultural Modernization, 2015, 36(5):901-905.

[8]雷鳴, 曾敏, 鄭袁明, 等. 湖南采礦區(qū)和冶煉區(qū)水稻土重金屬污染及其潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 28(6): 1212-1220.Lei M, Zeng M, Zheng Y M, et al. Heavy metals pollution and potential ecological risk in paddy soils around mine areas and smelting areas in Hunan Province[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2008, 28(6): 1212-1220.

[9]劉揚(yáng)林, 蔣新元. 株洲市白馬鄉(xiāng)土壤和農(nóng)作物重金屬污染評(píng)價(jià)[J].土壤, 2004, 36(5): 551-556, 564.Liu Y L, Jiang X Y. Evaluation of heavy metal pollution of soil and crops in Baima Village Zhuzhou City[J]. Soils, 2004, 36(5):551-556, 564.

[10]息朝莊, 戴塔根, 張惠軍, 等. 湖南湘潭市土壤重金屬污染調(diào)查與評(píng)價(jià)[J]. 水土保持通報(bào), 2008, 28(3): 133-137.Xi C Z, Dai T G, Zhang H J, et al. Investigation and assessment on pollution of soil heavy metals in Xiangtan City[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2008, 28(3): 133-137.

[11]張林森, 梁俊, 武春林, 等. 陜西蘋果園土壤重金屬含量水平及其評(píng)價(jià)[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2004, 21(2): 103-105.Zhang L S, Liang J, Wu C L, et al. Evaluation and concentration of soil heavy metals in apple orchards of Shaanxi Province[J].Journal of Fruit Science, 2004, 21(2): 103-105.

[12]張翠花, 趙政陽. 陜西蘋果產(chǎn)區(qū)果實(shí)重金屬含量水平調(diào)查[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2006, 15(4): 16-18.Zhang C H, Zhao Z Y. Survey on heavy metals content of fruits in apple production area of Shaanxi Province[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica, 2006, 15(4): 16-18.

[13]劉云霞, 龐獎(jiǎng)勵(lì), 丁敏, 等. 長武縣蘋果園土壤重金屬含量及其評(píng)價(jià)[J]. 陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2009, 37(5):87-91.Liu Y X, Pang J L, Ding M, et al. Evaluation of heavy metal contents of apple orchard soil in Changwu County[J]. Journal of Shaanxi Normal University (Natural Science Edition), 2009,37(5): 87-91.

[14]劉云霞, 龐獎(jiǎng)勵(lì), 丁敏, 等. 黃土高原長期蘋果園地土壤重金屬分布和評(píng)價(jià)[J]. 中國農(nóng)業(yè)氣象, 2010, 31(1): 32-36.Liu Y X, Pang J L, Ding M, et al. Distribution and evaluation of heavy metal in the long-term orchard soil in Loess Plateau[J].Chinese Journal of Agrometeorology, 2010, 31(1): 32-36.

[15]鄭國璋, 岳樂平. 洛川蘋果園地土壤重金屬污染調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].土壤通報(bào), 2008, 39(2): 402-405.Zheng G Z, Yue L P. Investigation and assessment on heavy metals pollution of soil in Luochuan apple orchard[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2008, 39 (2): 402-405.

[16]吳亞維, 向青云, 豐佩明, 等. 長順蘋果園土壤重金屬含量水平及其評(píng)價(jià)[J]. 中國南方果樹, 2012, 41(6): 24-26, 35.Wu Y W, Xiang Q Y, Feng P M, et al. The content of heavy metals in soils of apple orchards in Changshun County[J]. South China Fruits, 2012, 41(6): 24-26, 35.

[17]張彩云, 龐獎(jiǎng)勵(lì), 申海元. 渭北旱塬長齡果園土壤基本性質(zhì)與重金屬含量及評(píng)價(jià)[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2008, 29(6): 755-757.Zhang C Y, Pang J L, Shen H Y. Evaluation of soil properties and heavy metaI contents of old orchard soil in Weibei dry-land of Shaanxi[J]. Research of Agricultural Modernization, 2008, 29(6):755-757.

[18]陳學(xué)民, 朱陽春, 伏小勇. 天水蘋果園土壤重金屬富集狀況評(píng)價(jià)及來源分析[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 30(5): 893-898 Chen X M, Zhu Y C, Fu X Y. Source and enrichment situation of heavy metals in apple orchard soils of Tianshui Area, China[J].Journal of Agro-Environment Science, 2011, 30(5): 893-898.

[19]姜晶, 吳林, 唐雪東, 等. 越橘果園土壤和果實(shí)中重金屬元素含量的測(cè)定分析[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 31(5): 656-660 Jiang J, Wu L, Tang X D, et al. Determination and analysis of content of heavy metals in orchard soil and fruit of Blueberry[J].Journal of Jilin Agricultural University, 2009, 31(5): 656-660.

[20]沈秋光. 上海果園土壤質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)[D]. 上海: 上海交通大學(xué), 2005.Shen Q G. Analysis and evaluation of soil environmental quality of orchards in suburb of Shanghai[D]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2005.

[21]湯民, 張進(jìn)忠, 張丹, 等. 果園土壤重金屬污染調(diào)查與評(píng)價(jià)——以重慶市金果園為例[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2011, 27(14):244-249.Tang M, Zhang J Z, Zhang D, et al. Pollution investigation and assessment of heavy metals in orchard soil: A case study in Golden Orchard of Chongqing[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,2011, 27(14): 244-249.

[22]韓鵬, 廖明安, 劉旭, 等. 漢源金花梨果園土壤和果實(shí)中重金屬元素含量的測(cè)定分析[J]. 北方園藝, 2007(6): 34-36.Han P, Liao M A, Liu X, et al. Determination and analysis on content of heavy metals in orchard soil and fruit of Jinhua pear in Hanyuan[J]. Northern Horticulture, 2007(6): 34-36.

[23]李金強(qiáng), 李文云, 彭志軍, 等. 貴州清水江沿岸柑橘園土壤重金屬含量特征及安全評(píng)價(jià)[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 24(7):67-68.Li J Q, Li W Y, Peng Z J, et al. Characteristics and safety evaluation of heavy metal content in soil of citrus orchard along Qingshui River in Guizhou Province[J]. Acta Agriculturae Jiangxi,2012, 24(7): 67-68.

[24]賀靈, 曾道明, 魏華玲, 等. 贛南臍橙種植區(qū)典型果園土壤重金屬元素評(píng)價(jià)[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 53(2): 292-297.He L, Zeng D M, Wei H L, et al. Evaluating heavy metals of navel orange orchard soil in Gannan Area[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2014, 53(2): 292-297.

[25]李曉彤, 岳田利, 胡仲秋, 等. 陜西省獼猴桃園土壤重金屬含量及污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015, 43(2): 172-178.Li X T, Yue T L, Hu Z Q, et al. Concentrations of soil heavy metals in kiwi fruit orchards in Shaanxi and risk evaluation[J].Journal of Northwest A&F University (Nature Science Edition),2015, 43(2): 172-178.

[26]張翼飛, 王洋, 任丹, 等. 無公害獼猴桃生產(chǎn)基地土壤中重金屬累積狀況研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2010, 28(3): 219-223.Zhang Y F, Wang Y, Ren D, et al. Research on heavy metal accumulation in soil in an organic kiwi fruit production base[J].Agricultural Research in the Arid Areas, 2010, 28(3): 219-223.

[27]Peryea F J. Heavy metal contamination in deciduous tree fruit orchards: Implications for mineral nutriment management[J]. Acta Horticulturae, 2001, 564: 31-39.

[28]楊玉, 何科佳, 卜范文, 等. 湖南獼猴桃主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)集聚與波動(dòng)狀況及產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013(23): 97-103.Yang Y, He K J, Pu F W, et al. Production cluster and fl uctuation situation of actinidia chinensis in Hunan and its industry developing strategies[J]. Hunan Agricultural Sciences, 2013(23):97-103.

[29]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB 15618—1995, 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1995 General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, Standardization Administration of the People’s Republic of China. GB 15618—1995, Environmental quality standard for soils[S]. Beijing:Standards Press of China, 1995.

[30]李麗霞, 郝明德, 薛曉輝, 等. 黃土高原溝壑區(qū)蘋果園土壤重金屬含量特征研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2007, 27(6): 65-69 Li L X, Hao M D, Xue X H, et al. Research on soil heavy metal contents of apple orchard in gully region of Loess plateau[J].Journal of Soil and Water Conservation, 2007, 27(6): 65-69.

[31]王濟(jì), 王世杰. 土壤中重金屬環(huán)境污染元素的來源及作物效應(yīng)[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2005, 23(2): 113-120.Wang J, Wang S J. The sources and crops effect of heavy metal elements of contamination in soil[J]. Journal of Guizhou Normal University (Natural Sciences), 2005, 23(2): 113-120.

[32]任順榮, 邵玉翠, 高寶巖, 等. 長期定位施肥對(duì)土壤重金屬含量的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2005, 19(4): 96-99.Ren S R, Shao Y C, Gao B Y, et al. Effects of long-term located fertilization on heavy-metal content of soil[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2005, 19(4): 96-99.

[33]王騰飛, 譚長銀, 曹雪瑩, 等. 長期施肥對(duì)土壤重金屬積累和有效性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2017, 36(2): 257-263 Wang T F, Tan C Y, Cao X Y, et al. Effects of long-term fertilization on the accumulation and availability of heavy metals in soil[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2017, 36(2):257-263.

[34]喬曉芳, 劉奇志, 劉軍, 等. 施藥次數(shù)與梨園土壤重金屬污染程度及潛在風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2016, 33(增刊):196-202.Qiao X F, Liu Q Z, Liu J, et al. The relations of application frequency of pesticides to heavy metal pollution in soil of pear orchards and potential risk evaluation[J]. Journal of Fruit Science,2016, 33(S): 196-202.

[35]趙晶, 馮文強(qiáng), 秦魚生, 等. 不同氮磷鉀肥對(duì)土壤pH和鎘有效性的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2010, 47(5): 954-961.Zhao J, Feng W Q, Qin Y S, et al. Effects of application of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers on soil pH and cadmium availability[J]. Acta Pedologica Sinica, 2010, 47(5):954-961.