茶樹對(duì)重金屬Cd、Pb吸附性能的研究

戴斯佳，文海濤，鄭丹琳，陳濤林，林 玲，羅軍武

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝園林學(xué)院，湖南 長沙，410128）

茶樹對(duì)重金屬Cd、Pb吸附性能的研究

戴斯佳，文海濤，鄭丹琳，陳濤林，林 玲，羅軍武*

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝園林學(xué)院，湖南 長沙，410128）

試驗(yàn)分別對(duì)不同鎘（Cd）與鉛（Pb）污染程度土壤中的茶樹及不同品種、不同季節(jié)茶樹對(duì)重金屬Cd和Pb富集的差異性進(jìn)行研究分析。結(jié)果表明：茶樹葉片中的重金屬鎘、鉛含量與土壤中的鎘、鉛含量存在密切的關(guān)系；不同品種茶樹對(duì)重金屬的富集存在明顯的差異性，其中白毫早、湘波綠和桃源大葉相對(duì)其他茶樹品種，對(duì)重金屬Cd和Pb的富集較低；此外，茶樹對(duì)Cd和Pb兩種重金屬的富集表現(xiàn)出季節(jié)性差異。

茶樹；重金屬；品種；季節(jié)；差異性

Key words：Tea Plant, Heavy Metal, Tea varieties, Difference

茶葉是一種具有資源優(yōu)勢(shì)、文化底蘊(yùn)和消費(fèi)傳統(tǒng)的特色農(nóng)產(chǎn)品，也是傳統(tǒng)的天然健康食品。茶葉以其抗癌、抗氧化、消除人體自由基等獨(dú)特的保健功效，深受世人喜愛，被譽(yù)為“東方文明象征”[1]，已成為僅次于飲用水的世界第二大飲料。隨著生活水平的日益提高，人們?cè)陲嫴璧耐瑫r(shí)越來越關(guān)注茶葉的質(zhì)量安全問題，且主要集中在農(nóng)殘及對(duì)人體產(chǎn)生遲效性危害的重金屬含量等兩方面[2]。為此，我國主要產(chǎn)茶省對(duì)茶園土壤及茶葉中重金屬的污染情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究[3-5]，并在生產(chǎn)管理中積極采取調(diào)控措施降低茶葉中重金屬含量。

本試驗(yàn)分別探討了茶樹對(duì)重金屬Cd和Pb的富集與土壤中Cd和Pb污染程度的相關(guān)性、湖南省9個(gè)主栽茶樹品種對(duì)重金屬Cd和Pb富集的差異性及茶樹春、夏、秋三個(gè)季節(jié)中對(duì)重金屬Cd和Pb富集的差異性，以期為相關(guān)科學(xué)研究及生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1.1 供試茶樹品種

湖南省主栽茶樹良種碧香早、湘波綠2號(hào)、福鼎大白、桃源大葉、櫧葉齊、玉綠、茗豐、黃金茶1號(hào)、白毫早。

1.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)與設(shè)計(jì)

選取位于湖南省的A、B兩塊試驗(yàn)田，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)土壤中Cd和Pb兩種重金屬的含量檢測(cè)結(jié)果如表1。

9個(gè)茶樹品種，隨機(jī)排列，每個(gè)品種栽種長度為10 m，重復(fù)3次，按正常茶園管理。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)土壤重金屬含量Table 1 Soil heavy metal content test point

1.2 制樣

分別于春、夏、秋三個(gè)季節(jié)對(duì)試驗(yàn)區(qū)的9個(gè)茶樹品種采摘一芽二葉相同嫩度的鮮葉，采用蒸汽殺青及烘干法制備干樣。

1.3 檢測(cè)方法

茶葉中的Cd和Pb采用標(biāo)準(zhǔn)的混合酸浸提消解法進(jìn)行處理[6-8]，即HNO3-HClO4消煮，原子吸收分光光度法測(cè)定；Hg含量測(cè)定采用V2O5-HNO3-H2SO4浸提消煮[9]，KMnO4-鹽酸羥胺處理，冷原子吸收法測(cè)定；As含量測(cè)定采用HNO3-HClO4浸提消煮，二乙氨基二硫代甲酸銀光度法測(cè)定[10]。土壤中的Cd和Pb采用王水-HClO4消解[7]，原子吸收分光光度法測(cè)定；土壤中的Hg采用HNO3-H2SO4（1+1）混合液消解，KMnO4-鹽酸羥胺處理，冷原子吸收法測(cè)定；土壤中的As[10]采用HNO3H2SO4消解，二乙氨基二硫代甲酸銀光度法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

1.4.1 土壤等級(jí)分析

采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅污染指數(shù)法相結(jié)合的方法[3]對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)土壤進(jìn)行污染評(píng)價(jià)。土壤的評(píng)價(jià)依據(jù)國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-1995）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]；并根據(jù)中國綠色食品發(fā)展中心推薦的土壤污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)劃分等級(jí)（表2）。

表2 茶園土壤重金屬分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Quality criteria for heavy metals in tea garden soils

據(jù)表1和表2，試驗(yàn)田A的P值為21.2，是重度污染區(qū)；試驗(yàn)田B的P值為1.6，為輕度污染區(qū)。

1.4.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

所有數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤（±SE）表示，運(yùn)用Graphpad Prism進(jìn)行樣品間的差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹對(duì)Cd和Pb富集量與土壤中Cd和Pb含量的關(guān)系

由表3可看出：碧香早、白毫早、桃源大葉3個(gè)品種在重度污染區(qū)栽培，葉片中鎘含量分別為5.7 mg/kg、2.63 mg/kg和3.53 mg/kg，均高于茶葉中鎘的限量值（1 mg/kg）要求；在輕度污染區(qū)分別為0.13 mg/kg、0.073 mg/kg、0.17 mg/kg，則均低于限量值。此外，重度污染區(qū)，樣品中重金屬鉛的含量遠(yuǎn)高于輕度污染區(qū)樣品中重金屬鉛的含量，且三個(gè)品種中鎘、鉛含量的差異性均達(dá)到了極顯著?？梢?，茶樹對(duì)重金屬（鎘、鉛）的富集量與土壤中重金屬（鎘、鉛）的含量密切相關(guān)。

2.2 不同茶樹品種對(duì)Cd、Pb富集的差異性

由圖1可看出，兩種重金屬重度污染區(qū)，

表3 不同Cd 、Pb污染土壤中茶葉內(nèi)Cd 、Pb的含量Table 3 The Cd and Pb content in tea leaves from heavy metal polluted soil

圖1 不同茶樹品種對(duì)Cd、Pb富集差異（重度污染區(qū)）Fig.1 Differences in heavy metal concentration of different tea cultivars (Severely polluted area)

不同茶樹品種Cd含量為白毫早＜湘波綠＜桃源大葉＜玉綠＜碧香早＜黃金茶＜福鼎大白＜櫧葉齊＜茗豐，Pb含量為桃源大葉＜碧香早＜櫧葉齊＜茗豐＜湘波綠＜白毫早＜黃金茶＜玉綠＜福鼎大白，表明茶樹品種對(duì)Cd和Pb的富集程度不同。其中，白毫早、湘波綠對(duì)鎘的富集度較低，桃源大葉和碧香早對(duì)鉛的富集度較低。

2.3 不同季節(jié)茶樹對(duì)Cd、Pb富集的差異性

從表4可看出，春、夏、秋三個(gè)季節(jié)，茶樹對(duì)Cd的富集隨著春夏秋季節(jié)的變化呈遞增趨勢(shì)，對(duì)Pb的富集差異不大。其中，碧香早的Cd含量季節(jié)差異性顯著，白毫早和桃源大葉差異性不顯著；春季白毫早的Cd含量最低，為1.75 mg/kg，秋季碧香早的含量最高，為5.7 mg/kg；春季桃源大葉的Pb含量最低，為1.65 mg/kg，秋季白毫早Pb含量最高，為2.8 mg/kg。

表4 春、夏、秋三季茶葉重金屬含量（重度污染區(qū)）Table 4 The content of heavy metals in tea at Spring, Summer and Autumn (Severely polluted area)

3 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明：茶樹對(duì)重金屬（Cd、Pb）的富集量與土壤中重金屬（Cd、Pb）的含量密切相關(guān)，重度污染土壤遠(yuǎn)高于輕度污染土壤。不同品種茶樹對(duì)重度污染土壤中的兩種重金屬的富集能力有一定差異。其中，白毫早和湘波綠對(duì)重金屬Cd的富集量較其他品種低，桃源大葉和碧香早對(duì)Pb的富集較其他品種低。不同季節(jié)，茶樹對(duì)Cd和Pb的富集規(guī)律不同，鎘含量隨著春夏秋季節(jié)的變化呈遞增趨勢(shì)，鉛含量在三個(gè)季節(jié)中變化不大。

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Study on Absorption of Heavy Metal(Cd and Pb) by Tea Plant

DAI Si-jia，WEN Hai-tao，ZHENG Dan-lin，CHEN Tao-lin，LIN Ling，LUO Jun-wu*

（College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China）

In this experiment, analysis on the concentration of heavy metals in tea soils with different heavy metal pollution levels was different, differences of heavy metal accumulation in different soils, the difference of heavy metal accumulation in tea in different seasons. The results showed that Cd and Pb contents in tea samples were closely related to Cd and Pb contents in soil samples,Baihaozao, XiangbolvandTaoyuandayerelative to other varieties of tea, The accumulation of heavy metals Cd and Pb was low. The enrichment of Cd and Pb in three seasons was different.

S571.1

A

1009-525X（2017）01-44-46, 63

2017-01-18

2017-03-06

農(nóng)業(yè)部、省農(nóng)委重大專項(xiàng)“湖南省鎘低積累作物品種篩選與選育”

戴斯佳（1993-），女，湖南湘潭人，在讀碩士研究生，主要從事茶樹栽培研究。

*通訊作者：羅軍武（1957-），男，湖南邵陽人，教授，主要從事茶樹育種方面的教學(xué)與研究。Email:luojunwu11@sina.com