不同烤煙品種煙葉重金屬及硒元素含量的差異性

石保峰，張得平，梁瓊月，賈海江，吳 健，廖宏濤，師奕琳，首安發(fā)，肖光雄，沈方科*

(1.廣西壯族自治區(qū)煙草公司賀州市公司，廣西賀州 542899； 2.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧530005； 3.廣西大學(xué)植物科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，廣西南寧530005； 4.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530001)

近年來土壤重金屬污染問題日漸突出，嚴(yán)重制約了社會發(fā)展和人類進(jìn)步。廣西被稱為“有色金屬之鄉(xiāng)”，而礦山的開采和金屬冶煉卻造成了周邊區(qū)域土壤及河流重金屬污染。廣西重金屬污染主要集中在百色、河池、桂林、柳州、崇左、南寧武鳴等地[1]，而這些地區(qū)多為廣西煙草主產(chǎn)區(qū)?？緹熥鳛橐环N經(jīng)濟(jì)作物，最終用于抽吸食用，同時(shí)烤煙也是一種對重金屬有富集作用的作物，煙草中的有害重金屬元素主要有鎘( Cd) 、 鉛( Pb) 、汞( Hg) 、 鉻( Cr) 、 砷( As) 和鎳( Ni) 等，重金屬含量過量時(shí)再抽吸過程正卷煙香氣中的重金屬成分會隨著主氣流進(jìn)入人體，其中最容易被人體吸收的是Cd，其次是Pb[2-3]。一支煙主體中46.4%的鎘、26.4%的鉛會被吸煙者吸入肺部[4]。同時(shí)，重金屬濃度過高可造成煙草品質(zhì)與產(chǎn)量的嚴(yán)重下降[5]。研究發(fā)現(xiàn)，硒對某些重金屬毒性的具有拮抗作用，汪季濤等[6]指出，硒元素能顯著降低烤煙葉片中Pb、Cd和Hg的含量，并提高煙葉的品質(zhì)。譚周磁等[7]發(fā)現(xiàn)低濃度的硒可以減弱煙葉對土壤中Pb、Cd和Cr的吸收。韓丹[8]研究發(fā)現(xiàn)硒對烤煙吸收As有抑制作用。由此可見，硒對重金屬毒害的拮抗作用對緩解烤煙中重金屬對人體健康危害和提高煙葉安全性有極大意義。

筆者通過大田試驗(yàn)，在鎘與鉛等重金屬污染且富硒的土壤中栽培28個不同烤煙品種，分析各品種烤煙煙葉中砷、鉛、鎘、鉻及硒含量的差異性，探討不同烤煙品種對土壤重金屬及硒元素富集能力差異，為廣西烤煙生產(chǎn)上的品種選擇和提高煙葉重金屬安全性提供參考。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在南丹縣六寨鎮(zhèn)巴峨屯進(jìn)行。土壤基本理化性狀如下：pH 6.10，有機(jī)質(zhì)27.1 g/kg，堿解氮182.4 mg/kg，有效磷29.0 mg/kg，速效鉀126.1 mg/kg，全硒0.39 mg/kg，全鉻26.9 mg/kg，鉛41.5 mg/kg，全砷1.35 mg/kg，全鎘0.74 mg/kg。

1.2供試材料供試烤煙品種由廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供，共28個品種，為K326、紅花大金元、畢納1號、PVH1452、G80、NX0917、粵煙98、湘煙3號、龍江911、MSK326、NC55、NC71、NC82、NC89、NC102、NC297、云煙85、云煙87、云煙97、云煙98、云煙99、云煙100、云煙105、云煙109、云煙201、云煙202、云煙203、云煙205。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用大田栽培試驗(yàn)，各品種隨機(jī)區(qū)組排列，每個品種設(shè)3次重復(fù)，每個重復(fù)8 株，共 24 株，行株距1.1 m×0.5 m。日常管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理進(jìn)行，2016年2月5日通過漂浮育苗的方式進(jìn)行育苗，2016年5月12日移栽定植。施肥方案為基肥包括鈣鎂磷肥900 kg/hm2、硝酸鉀508.5 kg/hm2；定根肥(溶在定根水中淋施)硝酸鉀75 kg/hm2；追肥硝酸鉀225 kg/hm2。

1.4采樣與分析測定烤煙煙葉落黃后，采中部葉片烘干后粉碎，過40目篩后備用(采收烘烤措施按照標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)要求執(zhí)行)。

在大田起壟前，采用5點(diǎn)采樣法采取0～10 cm耕作層的土壤，土樣采回后在實(shí)驗(yàn)室避光自然風(fēng)干，采用四分法分取部分土樣粉碎，過100目篩備用。

烤煙水分含量的測定采用常壓恒溫干燥法[9]；烤煙硒、砷、鉛、鎘、硫、鉻和全N、全P、全K的測定參照文獻(xiàn)[10]的方法。土壤樣品的測定如下：pH采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法NY-T/1377-2007；有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、總硒、總砷、總鉛、總鎘、總鉻的測定參照文獻(xiàn)[10]的方法。

1.5數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同烤煙品種煙葉鎘、砷、鉛、鉻、硒含量的差異由表1可知，28個烤煙品煙葉Cd的含量為4.37～8.58 mg/kg，其中以云煙109的含量最低，云煙99次之；煙葉Pb的含量為0.31～2.43 mg/kg，其中G80的含量最低，云煙205次之；煙葉As的含量為0.16～0.43 mg/kg，云煙205的含量最低，云煙202次之；煙葉Cr的含量為2.28～5.24 mg/kg，其中云煙202含量最低，云煙205次之；煙葉Se的含量為0.039 6～0.070 4 mg/kg，其中NC89的含量最低，紅花大金元次之。

2.2云煙系列烤煙品種煙葉鎘、砷、鉛、鉻的含量差異由圖1可知，云煙系列不同品種烤煙煙葉Cd的含量存在較大差異，Cd含量最低的是云煙109，而含量最高的是云煙100，其Cd含量約是云煙109的2倍；云煙系列品種烤煙煙葉Pb的

表1不同品種烤煙煙葉鎘、鉛、砷、鉻、硒含量的比較

Table 1 Comparison of the Cd,Pb,As,Cr and Se contents in flue-cured tobacco leavesmg/kg

圖1 云煙系列不同烤煙品種煙葉鎘、砷、鉛、鉻含量比較Fig.1 Comparison of the Pb,As,Cd and Cr contents in tobacco leaves of different Yunyan series

含量為1.19～2.40 mg/kg，其中以云煙205的含量最低，而煙葉Pb含量最高的是云煙100，其Pb含量是云煙205的2倍，可見同一系列不同品種烤煙之間對鉛的吸收也存在較大差異；云煙系列品種烤煙煙葉As的含量為0.156～0.360 mg/kg，以云煙205的煙葉As含量最低，而煙葉As含量最高的是云煙203，其煙葉含As量約是云煙205的2.3倍，可見同一系列不同品種烤煙之間對砷的吸收差異較大；云煙系列品種烤煙煙葉Cr的含量為2.28～3.34 mg/kg，煙葉Cr含量最低的是云煙202，而煙葉Cr含量最高的是云煙109，其煙葉Cr含量約是云煙202的2倍，可見同一系列不同品種烤煙之間對鉻的吸收差異較大。綜合分析云煙系列12個烤煙品種對4種重金屬吸收能力差異，得出云煙87在吸收重金屬方面能力較弱，但是其吸收硒的能力也相對較弱；其次是云煙99和云煙202，這2個品種吸收硒的能力相對較好。

2.3NC系列烤煙品種煙葉對鎘、砷、鉛、鉻的吸收差異由圖2可知，NC系列不同烤煙品種重金屬的吸收也存在差異，NC系列不同烤煙品種煙葉Cd含量為6.34～8.32 mg/kg，煙葉Cd含量最低的是NC297，而煙葉含Cd最高的是NC102，NC102煙葉Cd含量是NC297的1.3倍；NC系列不同烤煙品種煙葉Pb的含量為1.56～2.11 mg/kg，煙葉Pb含量最低的是NC102，而煙葉Pb含量最高的是NC82，其煙葉Pb含量約是NC102的1.3倍；NC系列不同烤煙品種煙葉As的含量為0.303～0.326 mg/kg，各品種差異較?。籒C系列不同烤煙品種煙葉Cr的含量為3.03～5.24 mg/kg，煙葉Cr含量最低的是NC82，而煙葉Cr含量最高的是NC89，最高值是最低值的1.7倍。

2.4不同烤煙品種煙葉硒含量的差異性比較綜合比較分析28個烤煙品種對鎘、砷、鉛、鉻的吸收能力高低，篩選出低富集鎘、砷、鉛、鉻4種重金屬的烤煙品種云煙87、云煙99、云煙202、云煙205。進(jìn)一步比較4個烤煙品種煙葉硒含量高低，從大到小依次為云煙99、云煙202、云煙87、云煙205。

圖2 NC系列不同烤煙品種煙葉鎘、砷、鉛、鉻含量比較Fig.2 Comparison of the Pb,As,Cd and Cr contents in tobacco leaves of different NC series

3 結(jié)論與討論

土壤中的重金屬元素會嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長、產(chǎn)量與品質(zhì)的形成[11-13]。煙草是一種以葉片為收獲對象的特殊經(jīng)濟(jì)作物，其農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)及品質(zhì)性狀同樣會受到重金屬的影響[14]。張艷玲等[2]在6個生態(tài)區(qū)中分析發(fā)現(xiàn)，K326、云煙85、云煙87和云煙100共4個品種對重金屬Cd的吸收積累不一致，但是無顯著差異。李曉婷等[15]研究表明煙草植株的鎘含量與鎘累積量品種間存在顯著差異，且煙草地上部累積量均大于根部。該試驗(yàn)供試土壤鎘含量超標(biāo)2.5倍，煙葉中鎘含量均大于土壤中鎘含量，最高達(dá)11倍，而其他重金屬則沒有出現(xiàn)這種情況，可見烤煙能夠富集鎘，這與Lugon-Moulin N等[16]的研究結(jié)果一致；該研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同煙草品種對重金屬吸收能力有明顯的差異，如G80品種在抑制鉛吸收方面有突出能力，總體上以云煙87、云煙99、云煙202、云煙205共4個烤煙品種吸收土壤中砷、鉛、鎘、鉻重金屬的能力較低，但這4個烤煙品種對硒元素的吸收差異不大。因此從煙葉生產(chǎn)安全及品質(zhì)考慮，建議種植云煙87品種。