川松茸重金屬積累的影響因素分析

劉韓, 蘭常軍, 劉燕云, 彭克忠, 夏苗, 文嬙, 吳富雨, 姜欣華, 黃伊嘉

1.甘孜州林業(yè)科學(xué)研究所, 四川 康定 626001；

2.四川省林業(yè)科學(xué)研究院, 四川 成都 610081

松茸是一種天然的珍稀名貴野生食用菌類，有極高的營養(yǎng)和藥用價值，被譽為“菌中之王”[1-2]。松茸屬于食用菌，但也有異于其他食用菌，由于對生長環(huán)境十分挑剔，其人工栽培技術(shù)尚未成功，屬于野生食用菌[3-4]。

四川是我國松茸的主要產(chǎn)區(qū)，而川松茸主要產(chǎn)自甘孜州、涼山州和阿壩州海拔1 600至4 000 m的山區(qū)，年均產(chǎn)量約4 000 t，占全省的80%以上[5-6]，為農(nóng)牧民脫貧增收以及藏區(qū)經(jīng)濟發(fā)展起到極大的促進作用。川松茸與黑龍江、云南、西藏等地相比，因地理環(huán)境、氣候、土壤等的差異形成了其獨特的品質(zhì)。近年來，隨著人們生活水平提高，對松茸的品質(zhì)要求也越高。重金屬污染是影響松茸品質(zhì)的重要因素，因此選擇來自甘孜州5個縣26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的松茸鮮品，根據(jù)其生長環(huán)境狀況，探究松茸重金屬富集的影響因素，對于松茸產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 樣品與儀器設(shè)備

收集了甘孜州主要出產(chǎn)松茸的5個區(qū)縣26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)220個批次的松茸，對甘孜州松茸質(zhì)量安全風(fēng)險進行評估。

原子吸收分光光度計（廠家：安捷倫；型號：AA240）、原子熒光光度計（廠家：北京海光；型號：北京海光AFS-9 531）微波消解儀（廠家：美國CEM；型號：MARS-XP55T）、石墨消解儀（廠家:奧普樂科技集團有限公司；型號：GD25）。

1.2 檢測方法

（1）松茸中重金屬元素的測定

根據(jù)國家標準體系中對食用菌進行監(jiān)測的內(nèi)容以及食用菌生長的環(huán)境選擇松茸中重金屬監(jiān)測的指標，最后確定監(jiān)測指標包括鉛、總砷、汞和總鎘。檢測方法參照表1所示。

表1 松茸重金屬檢測方法Tab.1 Detection method of heavy metals in Tricholoma matsutake

（2）松茸采集地土壤重金屬含量的測定

采集松茸不同產(chǎn)地的土壤，采樣參照《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(NY/T 395-2012)規(guī)定執(zhí)行，采樣點與產(chǎn)品采樣點一一對應(yīng)。然后，對采集地土壤中的重金屬進行檢測，檢測方法參照表2所示。

表2 松茸產(chǎn)地土壤重金屬檢測方法Tab.2 Detection method of heavy metals in soil of Tricholoma matsutake producing area

（3）松茸產(chǎn)地土壤pH值及有機質(zhì)含量的測定

松茸產(chǎn)地土壤pH值測定參照LY/T 1 239-1999，有機質(zhì)測定參照LY/T 1 237-1999。

1.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)測定結(jié)果，利用SPSS19.0軟件進行單因素方差分析( one-way ANOVA)，探討海拔高度、土壤pH值和土壤有機質(zhì)等因子與松茸重金屬含量的相關(guān)性。重金屬濃度以平均值±SD表示，按P＞0.05的水準檢驗結(jié)果顯著性。

2 研究結(jié)果

2.1 土壤和松茸中重金屬含量的相關(guān)性分析

對所采集的220個批次的松茸和土壤中重金屬含量的相關(guān)性進行分析，結(jié)果見表3。松茸中重金屬的含量與土壤重金屬含量的相關(guān)系數(shù)為0.2＜R＜0.5，表明二者間存在正相關(guān)性，其中兩者間的重金屬Pb為弱相關(guān)；重金屬As、Hg和Cd為中等相關(guān)[7]。

表3 土壤和松茸中重金屬含量的相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis of heavy metals content in soil and Tricholoma matsutake

2.2 土壤pH值對松茸重金屬積累的影響分析

土壤pH值能夠影響土壤可交換態(tài)重金屬的濃度，可交換態(tài)重金屬是植物直接吸收利用的形態(tài)[8]。采集樣品的土壤pH值分布在4.3～6.8之間，根據(jù)pH值的不同，以每增加0.5設(shè)置為一個區(qū)域，分別為4.0～4.4、4.5～4.9、5.0～5.4、5.5～5.9、6.0～6.4和6.5～6.9。不同pH值區(qū)間，選取同一海拔區(qū)間及土壤有機質(zhì)含量區(qū)間的松茸樣品進行分析；同一pH值區(qū)間，選取同種重金屬含量無顯著差異的松茸樣品進行分析，結(jié)果見表4。松茸中重金屬As和Cd的含量在土壤pH值較低區(qū)域顯著高于其他區(qū)域；重金屬Pb的含量則出現(xiàn)相反的變化趨勢，重金屬Hg的含量無顯著變化。

表4 土壤pH值對松茸中重金屬積累的影響Tab.4 Effects of soil pH on the accumulation of heavy metals in Tricholoma matsutake

2.3 土壤有機質(zhì)對松茸重金屬積累的影響分析

顆粒態(tài)有機質(zhì)的積累能夠影響土壤對重金屬的吸附和固定，從而影響重金屬在土壤中的積聚[9]。采集樣品的土壤有機質(zhì)含量分布在8.2-297.3 g·kg-1之間，根據(jù)有機質(zhì)含量的不同，以每增加50設(shè)置為一個區(qū)域，分別為0～49、50～99、100～149、150～199、200～249、250～299 g·kg-1。不同有機質(zhì)含量區(qū)間，選取相同pH值區(qū)間及海拔區(qū)間的松茸樣品進行分析；同一有機質(zhì)含量區(qū)間，選取同種重金屬含量無顯著差異的松茸樣品進行分析，結(jié)果見表5。松茸中重金屬As的含量在有機質(zhì)值超過200 g·kg-1時，顯著升高，重金屬Pb則相反；松茸中重金屬Hg的含量在土壤有機質(zhì)超過249 g·kg-1的區(qū)域顯著增加；重金屬Cd在不同有機質(zhì)含量的土壤中，積累量無顯著差異性。

2.4 海拔對松茸中重金屬積累的影響分析

松茸的生長受多種因素的影響，氣候因素的影響日益引起研究者的關(guān)注[10]。海拔高度是影響氣候的重要因素，本研究樣品采集地的海拔高度集中分布在3 000～4 000 m，根據(jù)海拔的不同，每上升200 m分為同一區(qū)域，共設(shè)置5個區(qū)域，分別為3 000～3 199 m、3 200～3 399 m、3 400～3 599 m、3 600～3 799 m和3 800～3 999 m。不同海拔區(qū)間，選取同一pH值區(qū)間及土壤有機質(zhì)含量區(qū)間的松茸樣品進行分析；同一海拔區(qū)間，選取同種重金屬含量無顯著差異的松茸樣品進行分析，結(jié)果見表6。重金屬As的含量隨著海拔高度的升高顯著增加；在海拔3 800～3 999 m之間，含量最高為4.65 mg·kg-1，其他重金屬在不同海拔區(qū)域的積累無顯著差異性。

表6 海拔對松茸中重金屬積累的影響Tab.6 Effects of altitude on the accumulation of heavy metals in Tricholoma matsutake

3 討論

重金屬超標是松茸質(zhì)量安全的重要風(fēng)險因子。As、Cd、Hg和Pb能以多種形態(tài)存在，且能對人類健康造成嚴重危害[6]。松茸作為出口商品，重金屬的污染會嚴重影響松茸產(chǎn)品的品質(zhì)及國際出口。研究發(fā)現(xiàn)甘孜州松茸中的重金屬含量存在顯著的區(qū)域差異性，海拔的不同會造成降雨，植被分布、土壤理化性質(zhì)的差異性[11]，這些都可能造成松茸對重金屬積累產(chǎn)生差異性。對松茸采集地土壤和松茸中重金屬含量相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)兩者間存在相關(guān)性，為弱相關(guān)或者中等相關(guān)。

不同的地貌類型和植被覆蓋都能影響土壤有機質(zhì)的含量[12]，土壤有機質(zhì)能夠影響重金屬形態(tài)和生物有效性[13-15]。植物對重金屬的富集能力主要受土壤重金屬總量及其化學(xué)形態(tài)影響，土壤的有機質(zhì)含量不同，松茸中富集的重金屬含量存在顯著差異性，可能土壤有機質(zhì)含量的增加，增強了土壤對重金屬的吸附，進而增加土壤中重金屬的積聚，導(dǎo)致松茸對重金屬的富集。

土壤pH值的升高能夠?qū)е峦寥乐胸撾姾傻脑龆?，加強了對重金屬離子的吸附力，處于游離狀態(tài)的重金屬減少，進而植物吸收的重金屬會降低[16]。松茸中的重金屬As和Cd在土壤pH值低的環(huán)境下，含量顯著升高，這與前人的研究一致。松茸中重金屬Pb和Hg的變化趨勢則不一致，這可能是由于不同的食用菌及植物對不同的重金屬的富集能力不同導(dǎo)致，茶麗娟等[17]、高彬等[18]的研究也證明了這一點。

除了土壤因素，海拔也能夠影響植物的品質(zhì)。姜登軍等[19]的研究發(fā)現(xiàn)桔梗中的砷（As）、汞（Hg）、鉛（Pb）、銅（Cu）、鎘（Cd）的含量隨著海拔的升高而降低。海拔對松茸中重金屬含量的影響，結(jié)果表明As的含量在高海拔區(qū)顯著高于低海拔，其他重金屬無顯著差異，這可能與松茸自身的遺傳特性有關(guān)。

土壤重金屬含量與松茸中重金屬含量間的相關(guān)性不強，其原因有待進一步研究。土壤酸度越大，有機質(zhì)含量越多，海拔越高的環(huán)境中松茸中As含量越高。本研究為后續(xù)探究松茸中重金屬積累的機制提供了一定的理論依據(jù)。