淺析土壤重金屬污染對(duì)冬蓀生長(zhǎng)的影響

秦維 羅文敏

摘 要 在梳理土壤重金屬污染現(xiàn)狀及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合冬蓀生長(zhǎng)的環(huán)境條件，類比土壤重金屬污染對(duì)其他植物生長(zhǎng)的影響，綜合分析冬蓀對(duì)土壤重金屬的吸附機(jī)制，發(fā)現(xiàn)冬蓀的重金屬吸收、富集能力相對(duì)普通作物較強(qiáng)，土壤環(huán)境中的重金屬污染會(huì)在冬蓀中被放大。為此，建議對(duì)冬蓀種植區(qū)土壤實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和治理。

關(guān)鍵詞 冬蓀;重金屬污染;環(huán)境適宜性

中圖分類號(hào)：S646 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.18.110

冬蓀（Phallus inpudicus L. ex. Pers.），又稱白鬼筆，是寄生在枯竹根部的一種隱花菌類。自然條件下，冬蓀于夏秋季節(jié)單生或群生于林中地上腐殖質(zhì)層。冬蓀的蛋白質(zhì)、糖類化合物、脂類物質(zhì)、維生素和礦質(zhì)元素含量高，深受大眾青睞，其氨基酸含量極高，且富含多種植物營(yíng)養(yǎng)成分，不論是應(yīng)季的鮮蓀還是過(guò)季的干蓀，都是餐桌上燉肉煲湯的優(yōu)良伴品，食用鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高。另外，冬蓀菌柄、菌托和子實(shí)體入藥，藥性為甘、淡、性溫，有活血止痛、祛風(fēng)除濕的功效，可用于治療風(fēng)濕痛;冬蓀還具有減肥、提升機(jī)體免疫力、開胃健脾的作用;冬蓀可抑制腐敗菌生長(zhǎng)，作為食品的短期防腐劑[1]。因此，冬蓀無(wú)論是食用、藥用，還是在工業(yè)用途上都極具價(jià)值。

土壤作為聯(lián)系無(wú)機(jī)界和有機(jī)界的關(guān)鍵，是植物體一切成分來(lái)源的母體。土壤的環(huán)境污染，尤其重金屬污染勢(shì)必威脅著植物生長(zhǎng)，大量重金屬元素富集于植物體，沿著食物鏈進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，食用性植物的重金屬富集威脅著人類的健康?，F(xiàn)階段，由于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)“三廢”的排放量明顯增加，外加自然狀態(tài)下成土巖石富含金屬成分，致使土壤重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。

1 土壤重金屬污染現(xiàn)狀及特點(diǎn)

土壤重金屬污染指的是土壤中的汞、鎘、鉛、鉻、鋅及銅等金屬元素含量超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，造成土壤生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象[2]。隨著工業(yè)化的深入推進(jìn)，近年來(lái)土壤中重金屬元素含量呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)。數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，目前我國(guó)受到重金屬污染的耕地面積約為2 000萬(wàn)公頃，約占總耕地面積的1/5[3]。

相較于土壤其他污染形式，土壤重金屬污染在土壤生態(tài)環(huán)境惡化方面表現(xiàn)更為突出的特征有：1）具有很強(qiáng)的隱蔽性，難降解，屬土壤長(zhǎng)期潛在污染物;2）在土壤顆粒物吸附作用下，淺層土壤重金屬元素含量多，深層土壤重金屬元素含量少;3）易與土壤中配位體作用，合成絡(luò)合物和螯合物，在土壤中溶解和遷移，致使污染區(qū)域擴(kuò)展;4）不同金屬元素的形態(tài)差異較大，其活性和毒性不同，受土壤性質(zhì)影響其遷移和轉(zhuǎn)化機(jī)制復(fù)雜。

2 冬蓀生長(zhǎng)的環(huán)境

冬蓀生于竹林、闊葉林及草叢等腐殖質(zhì)豐富的地上[4]，喜陰涼潮濕的生長(zhǎng)環(huán)境，常年生長(zhǎng)溫度不得高于20 ℃，菌柄伸出溫度在10 ℃以下，空氣濕度要求在85%以上[5]。在我國(guó)，冬蓀主要分布于吉林、福建、臺(tái)灣、浙江、四川、貴州、云南、陜西及湖北等地，尤其以貴州省大方縣冬蓀最為出名，素有“冬蓀之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，并于2017年獲“國(guó)家地理性標(biāo)志產(chǎn)品”[5-6]。

以貴州省大方縣的冬蓀生長(zhǎng)環(huán)境為例，冬蓀種植保護(hù)區(qū)年均溫度11.8 ℃，年均日照時(shí)數(shù)1 274.2 h，年均霧日159.2 d，年降水量1 155 mm，年均無(wú)霜期254～325 d，

常年相對(duì)濕度85%，種植于背風(fēng)向陽(yáng)林帶底部散射光區(qū)域。土壤性質(zhì)方面，有機(jī)質(zhì)≥1.0%，土層厚度≥20 cm，土壤pH值5.0～7.0，空氣濕度≥70%，遮陰度≥50%。

綜上，最適宜冬蓀生長(zhǎng)繁衍的區(qū)域是亞熱帶、熱帶濕潤(rùn)氣候的高山地帶及溫帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，同時(shí)這些區(qū)域要保證適度的喬木、灌木遮蔽度，即保證散射光照;尤其在亞熱帶地區(qū)的山間谷地和熱帶高原區(qū)的山間谷地地區(qū)的向陽(yáng)坡帶，該區(qū)域?qū)儆诙p生長(zhǎng)繁殖最佳地帶，因?yàn)閬啛釒Ц咴貐^(qū)的山間谷地濕氣重，云霧多、冬暖夏寒，且具有適宜的植被覆蓋度。此外，從土壤環(huán)境分析，適宜冬蓀生長(zhǎng)繁衍區(qū)的土壤以偏酸性的黃壤、紅壤和磚紅壤為主。

3 土壤重金屬污染對(duì)冬蓀生長(zhǎng)的影響

3.1 冬蓀生長(zhǎng)對(duì)土壤重金屬的吸附機(jī)制

從冬蓀生物學(xué)特性分析，冬蓀對(duì)重金屬的富集可以通過(guò)主動(dòng)吸收或被動(dòng)吸收實(shí)現(xiàn)。土壤中的金屬離子在不同的電化學(xué)電位作用下，通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞酱┻^(guò)質(zhì)膜進(jìn)入體內(nèi)稱為被動(dòng)吸收;重金屬依靠原生質(zhì)膜上的載體，主動(dòng)運(yùn)輸并消耗能量穿過(guò)原生質(zhì)膜，進(jìn)入到真菌細(xì)胞的方式稱為主動(dòng)吸收[10]。因此，冬蓀的生物學(xué)特性決定其生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)重金屬吸收、富集能力超過(guò)普通作物。

從冬蓀生長(zhǎng)環(huán)境分析，相較于其他植物，冬蓀屬于土壤表層矮小植株菌類，其生長(zhǎng)環(huán)境正處于重金屬含量最高的淺層土壤。同時(shí)，冬蓀適宜生長(zhǎng)區(qū)土壤、大氣環(huán)境較為濕潤(rùn)，水分呈酸性，金屬處于離子狀態(tài)并形成不同的電化學(xué)電位推動(dòng)力，無(wú)疑加大冬蓀對(duì)金屬的被動(dòng)吸收程度。此外，冬蓀生長(zhǎng)期濕熱的土壤環(huán)境也會(huì)增加其主動(dòng)吸收程度。因此，土壤環(huán)境中的重金屬污染問(wèn)題往往會(huì)在冬蓀生長(zhǎng)中被放大、凸顯出來(lái)，一旦土壤遭到重金屬污染，即使較為輕微的重金屬污染，都可能造成冬蓀體內(nèi)重金屬超標(biāo)。

從土壤重金屬污染特征分析，土壤重金屬污染極具隱蔽性，屬土壤長(zhǎng)期、潛在污染物，一旦富集，難以自然降解，長(zhǎng)期威脅冬蓀生長(zhǎng)。此外，重金屬易與土壤中配位體作用，合成絡(luò)合物和螯合物在土壤中溶解、遷移，進(jìn)一步加強(qiáng)冬蓀被動(dòng)吸收重金屬的能力。國(guó)內(nèi)目前對(duì)食物重金屬超標(biāo)檢測(cè)機(jī)制不健全[9]，這讓土壤重金屬污染變得更加難以控制，而土壤重金屬污染造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失也將給冬蓀產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)沉重的打擊。

3.2 土壤重金屬污染對(duì)冬蓀影響的特征

從冬蓀自身生物學(xué)特性、生長(zhǎng)環(huán)境和土壤重金屬污染特征等角度，對(duì)其生長(zhǎng)的吸附機(jī)制分析表明：相對(duì)于其他植物，冬蓀生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)重金屬吸收、富集能力超過(guò)普通作物，土壤環(huán)境中的重金屬污染會(huì)在冬蓀中被放大。此外，冬蓀從土壤中吸收的重金屬量與土壤中的重金屬總量有一定關(guān)系，生長(zhǎng)在被重金屬污染的土壤中的冬蓀，其體內(nèi)必然會(huì)發(fā)生重金屬累積。因此，土壤重金屬污染必然導(dǎo)致冬蓀重金屬含量超標(biāo)。而被冬蓀吸收富集的重金屬會(huì)隨著食物鏈進(jìn)入人體，威脅人體生命健康。

土壤重金屬污染對(duì)冬蓀生長(zhǎng)的影響表現(xiàn)出以下突出特征：1）土壤重金屬污染具有很強(qiáng)隱蔽性和難降解性，冬蓀種植區(qū)的土壤一旦重金屬超標(biāo)，將會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間不再適宜種植冬蓀，直至土壤環(huán)境恢復(fù)后還需經(jīng)過(guò)的一系列風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，方可種植;2）淺層土壤重金屬含量多，深層土壤重金屬含量少，植株矮小的冬蓀根系較淺，對(duì)土壤重金屬的富集程度高于其他植物，污染放大性更加明顯;3）重金屬易于與土壤中配位體作用，合成絡(luò)合物和螯合物在土壤中溶解和遷移，致使冬蓀種植污染區(qū)域擴(kuò)展，存在污染區(qū)域擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn);4）土壤中不同金屬元素的形態(tài)差異，其活性和毒性不同，在冬蓀不同的部位富集的程度差異大;5）土壤重金屬一旦被冬蓀吸收富集沿著食物鏈進(jìn)入人體，持續(xù)潛伏周期長(zhǎng)，不易察覺潛在風(fēng)險(xiǎn)極大。因此，冬蓀種植不允許有重金屬污染事件發(fā)生，一旦發(fā)生，必須及時(shí)停止生產(chǎn)，進(jìn)行土壤重金屬治理[10-12]。

4 不足和展望

本研究缺乏對(duì)冬蓀富集重金屬的過(guò)程和機(jī)理的詳細(xì)探討，尤其冬蓀對(duì)重金屬耐受性缺乏探討，建議進(jìn)一步從化學(xué)角度深入探討冬蓀富集重金屬過(guò)程、機(jī)理。此外，本研究基于地理環(huán)境和基礎(chǔ)生物理論層面探討重金屬對(duì)冬蓀生長(zhǎng)的影響，尺度過(guò)于宏觀，建議在現(xiàn)代生物基礎(chǔ)上，運(yùn)用生物學(xué)技術(shù)、設(shè)備對(duì)種植區(qū)冬蓀成品進(jìn)行檢測(cè)分析，用數(shù)據(jù)說(shuō)明冬蓀生長(zhǎng)對(duì)土壤重金屬的吸附機(jī)制。另外，本研究缺乏對(duì)冬蓀培育、種植試驗(yàn)區(qū)的具體調(diào)查和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集、分析和處理，無(wú)數(shù)據(jù)支撐，建議深入冬蓀種植試驗(yàn)，研究冬蓀人工培養(yǎng)技術(shù)，采用分時(shí)、分區(qū)對(duì)比研究探索重金屬對(duì)冬蓀影響的規(guī)律。

參考文獻(xiàn)：

[1] 岳誠(chéng)，邱彥芬，馬靜.竹蓀化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展[J].食藥用菌，2019，27（1）：48-51.

[2] 韓立杰.土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其治理進(jìn)展[J].防護(hù)工程，2019，5（3）：70-71.

[3] 張麗君，胡建風(fēng)，王春，等.畢節(jié)市食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析及發(fā)展對(duì)策研究[J].耕作與栽培，2019（5）：59-61.

[4] 文靜，陳祖瑤，郭軍，等.畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策[J].農(nóng)技服務(wù)，2020，37（4）：118-119.

[5] 劉康書，羅天林，周富強(qiáng).貴州山地特色農(nóng)產(chǎn)品中鉛與砷含量及污染評(píng)價(jià)[J].食品工業(yè)科技，2019，40（23）：189-192.

[6] 王芳，孫曉紅，陶光燦.貴州省食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及對(duì)策[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（12）：77-81.

[7] 李浪，孫燕，劉妮.紅托竹蓀與覆土土壤礦質(zhì)元素相關(guān)性分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（5）：99-102.

[8] 高婧，張念恒，李雪春，等.幾種食用菌中重金屬含量的測(cè)定與分析[J].廣州化工，2019，47（22）：120-122.

[9] 劉康書，梁藝馨，蔡秋，等.貴州出口農(nóng)產(chǎn)品中重金屬污染狀況研究[J].2015，36（12）：116-118.

[10] 黃擎，李維，郭相，等.重金屬在食用菌中的富集研究進(jìn)展[J].中國(guó)食用菌，2014，33（2）：4-6.

[11] 肖洋，李祝，施渺筱.粗柄雞樅菌子實(shí)體不同部位營(yíng)養(yǎng)成分及重金屬測(cè)定[J].中國(guó)釀造，2014，33（4）：142-144.

[12] 焦帥，劉玉環(huán)，羅潔，等.制食用菌中重金屬富集方法的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（24）：11408-11410.

（責(zé)任編輯：趙中正）