不同大春作物重金屬含量與土壤質(zhì)量的關(guān)系研究

張 成，李 浩，任樹友，王 科，楊 勛，吳繼開

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

不同大春作物重金屬含量與土壤質(zhì)量的關(guān)系研究

張 成，李 浩，任樹友，王 科，楊 勛，吳繼開

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)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(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)水稻糙米的汞含量與土壤中汞含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，玉米籽粒鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，紅薯中砷含量與土壤中砷含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系。茄子中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，冬瓜中鎘含量與土壤中鎘含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系。甘藍(lán)中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系。

大春作物；土壤；重金屬；關(guān)系

重金屬可通過不同途徑進(jìn)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(jìn)入食物鏈，威脅到人類的健康和生命安全[2]。相關(guān)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(yīng)轉(zhuǎn)化，變成可被植物吸收的有效態(tài)后，才能被植物吸收、累積、循環(huán)進(jìn)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(guān)性[5]。現(xiàn)根據(jù)“成都市本級第七批次科技項目(八大科技產(chǎn)業(yè)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(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)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(fēng)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(jìn)行了土壤主要重金屬全量的檢測，參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)Ⅱ類土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(chǎn)品重金屬限量指標(biāo)

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(fù)，每個小區(qū)面積為20m2，各處理間采用隨機(jī)區(qū)組排列，各處理及重復(fù)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(fù)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(jié)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(jī)肥(菌渣)200kg/667m2；茄子開花期追施三元復(fù)合肥17.5kg/667m2，結(jié)果期施用三元復(fù)合肥17.5kg/667m2；冬瓜開花期追施三元復(fù)合肥17.5kg/667m2，結(jié)果期施用三元復(fù)合肥17.5kg/667m2；甘藍(lán)苗期、結(jié)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(guī)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(chǎn)品重金屬限量指標(biāo)見表3，復(fù)混肥重金屬含量見表4，肥料重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)見表5)。

表4 復(fù)混肥重金屬含量

表5 肥料重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)

作物生育期內(nèi)按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行管理并及時防治病蟲害。本試驗數(shù)據(jù)使用SPSS19.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進(jìn)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(chǎn)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(chǎn)品樣品中鉛、鎘總量。

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

土壤砷、汞總量檢測參照國家標(biāo)準(zhǔn)《土壤質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)《土壤質(zhì)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(jié)果與分析

2.1 水稻與其土壤中重金屬的相關(guān)性檢驗

根據(jù)水稻試驗地土壤以及水稻中污染物的測定結(jié)果，對水稻糙米質(zhì)量與其土壤環(huán)境中重金屬含量現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測分析，其結(jié)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(yīng)土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關(guān)關(guān)系。汞含量與土壤中汞含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，砷、鉛、鎘含量與土壤中的砷、鉛、鎘含量相關(guān)關(guān)系不顯著。

2.2 玉米與其土壤中重金屬的相關(guān)性檢驗

根據(jù)玉米試驗地土壤以及玉米籽粒中污染物的測定結(jié)果，對玉米籽粒質(zhì)量與其土壤環(huán)境中重金屬含量現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測分析，其結(jié)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(yīng)土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關(guān)關(guān)系。鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，砷、汞、鎘含量與土壤中的砷、汞、鎘含量相關(guān)關(guān)系不顯著。

2.3 紅薯與其土壤中重金屬的相關(guān)性檢驗

根據(jù)紅薯試驗地土壤以及紅薯中污染物的測定結(jié)果，對紅薯質(zhì)量與其土壤環(huán)境中重金屬含量現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測分析，其結(jié)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(yīng)土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關(guān)關(guān)系。砷含量與土壤中砷含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，鉛、鎘含量與土壤中的鉛、鎘含量相關(guān)關(guān)系不顯著。

2.4 茄子與其土壤中重金屬的相關(guān)性檢驗

根據(jù)茄子試驗地土壤以及茄子中污染物的測定結(jié)果，對茄子質(zhì)量與其土壤環(huán)境中重金屬含量現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測分析，其結(jié)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(yīng)土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關(guān)關(guān)系。鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，砷、汞、鎘含量與土壤中的砷、汞、鎘含量相關(guān)關(guān)系不顯著。

2.5 冬瓜與其土壤中重金屬的相關(guān)性檢驗

根據(jù)冬瓜試驗地土壤以及冬瓜中污染物的測定結(jié)果，對冬瓜質(zhì)量與其土壤環(huán)境中重金屬含量現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測分析，其結(jié)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(yīng)土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關(guān)關(guān)系。鎘含量與土壤中鎘含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，砷、鉛含量與土壤中的砷、鉛含量相關(guān)關(guān)系不顯著。

2.6 甘藍(lán)與其土壤中重金屬的相關(guān)性檢驗

根據(jù)甘藍(lán)試驗地土壤以及甘藍(lán)中污染物的測定結(jié)果，對甘藍(lán)質(zhì)量與其土壤環(huán)境中重金屬含量現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測分析，其結(jié)果見表11。

由表11可見，甘藍(lán)中重金屬砷、汞、鉛、鎘含量與相應(yīng)土壤中的砷、汞、鉛、鎘含量成正相關(guān)關(guān)系。鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，砷、汞、鎘含量與土壤中的砷、汞、鎘含量相關(guān)關(guān)系不顯著。

表11 甘藍(lán)(y)與土壤(x)中污染物含量回歸分析

3 結(jié)論

綜上所述，通過對6種大春作物3年同田試驗結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水稻糙米的汞含量與土壤中汞含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，玉米籽粒鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，紅薯中砷含量與土壤中砷含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系。茄子中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系，冬瓜中鎘含量與土壤中鎘含量呈極顯著性相關(guān)關(guān)系，汞含量與土壤中汞含量呈顯著性相關(guān)關(guān)系。甘藍(lán)中鉛含量與土壤中鉛含量呈顯著性相關(guān)關(guān)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(fēng)險分析[J].環(huán)境化學(xué),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(guī)律的研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2001,29(1):103-105.

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[4]高巍，耿月華，趙鵬，等.不同小麥對重金屬鎘吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)的差異研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，20(10):55-59.

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2017-08-02

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

張成(1986-)，男，農(nóng)業(yè)推廣碩士，農(nóng)藝師，主要從事土壤及農(nóng)產(chǎn)品檢測。Email:510255604@qq.com。