内蒙古河套地区小麦适宜性评价研究

李世宝

(内蒙古自治区地质调查院，内蒙古呼和浩特 010020 )



内蒙古河套地区小麦适宜性评价研究

李世宝

(内蒙古自治区地质调查院，内蒙古呼和浩特 010020 )

摘要采集内蒙古河套地区小麦样品并分析有毒有害及有益元素含量，对比小麦绿色食品重金属标准可知，前套地区小麦各种有毒有害元素Hg、Cd、As、Pb含量均小于国家小麦标准，为绿色食品；后套地区小麦中的重金属含量基本符合无公害食品卫生标准，不会对人体健康造成危害。前套地区小麦有害元素Cd、Hg较为富集，但其含量均低于国家食品标准，对人体健康没有危害性；后套地区小麦中富含人体必需的微量元素Cu、Zn、Se、K，长期食用后套小麦对人体健康是有益的。

关键词小麦；适宜性；生态效应；评价

内蒙古河套地区土壤肥沃，是内蒙古的主要农业区，也是全国重要的优质小麦生产基地。河套小麦不仅子粒饱满、色泽美观、容重高，而且品质优良。目前河套地区每年有10万t优质小麦原粮销往国内各地，有29.131万t当地加工生产的优质面粉畅销国内18个省市并远销日本、蒙古、越南、俄罗斯等国家。河套地区生产的优质小麦和河套牌雪花粉及其系列产品已成为国内知名品牌，具有广阔的发展前景。随着内蒙古自治区现代工业的发展，环境污染加剧，工业“三废”的排放及城市生活垃圾、污泥和含重金属农药、化肥的不合理施用，导致小麦土壤的重金属污染，进而污染小麦。小麦中的重金属可通过食物链进入人体而给人体健康带来潜在的危害，因而研究小麦中重金属含量及适宜性具有重要的现实意义。笔者在前套地区和后套平原区共采集小麦样品64件，分析了As、Bi、Cd、Cr、Cu等31项指标，旨在研究河套地区小麦有毒有害和有益元素含量及对人体健康的影响。

1有毒有害元素的生态效应评价

该研究中，通过采集研究区小麦样品并分析有毒有害及有益元素含量，对比国家小麦绿色食品重金属标准来评价小麦的生态效应。子实中As、Cd、Hg和Pb含量低于绿色食品卫生标准的样品称为绿色小麦；大于绿色食品标准，但低于无公害食品卫生标准的样品称为安全小麦；子实含量大于无公害食品卫生标准的样品称为超标小麦。 我国小麦无公害食品标准、绿色食品标准见表1。

1.1前套地区小麦中元素安全性评价前套地区小麦主要种植在潮土区，通过对前套小麦As、Cr、Hg、Pb及F元素的含量分析，来评价前套小麦的食用安全性。

表1小麦中砷、镉、汞、铅含量相关标准

Table 1Relevant standards of As, Cd, Hg, Pb content in wheat

μg/g

注：无公害食品标准数据来源于农业环境背景值协作组(1986)计算，绿色食品标准参照NY/T 421—2000。

Note: Data of pollution-free food standard are from agricultural environmental background value cooperative group(1986), green food standard refer to NY/T 421—2000.

对小麦颗粒中各种元素分析结果(表2)进行统计，与无公害小麦和绿色小麦重金属标准对比，前套小麦果实中Hg、Cd、As、Pb和F含量均低于绿色小麦标准，符合绿色食品标准，可评为绿色食品。

1.2后套地区小麦中元素安全性评价河套地区的小麦主要分布在后套平原地区，因此后套地区小麦的安全性决定了整个河套地区小麦的质量安全性。

根据后套平原土壤重金属含量分布特征，对小麦果实进行重金属元素含量分析(见表3、4、5)，分析结果与国家绿色食品标准进行比较(表1)，后套地区小麦中As、Hg均符合标准；仅有1件小麦样品Cd含量稍超过无公害食品卫生标准，1件超过绿色食品标准；2006年的小麦样品中的Pb有18件(占2006年总量的90%)符合国家绿色食品标准，1件(占5%)超过国家无公害食品卫生标准，2007年小麦样品中的Pb含量有6件(占总量的40%)符合绿色食品标准，3件(占20%)超过无公害食品卫生标准。

表2前套地区小麦子实中各元素含量特征

Table 2Characteristics of elements content in wheat fruit in Qiantao Region

元素Elements最小值Minimumvalue最大值Maximumvalue平均值Mean标准偏差Standarddeviation变异系数Variationcoefficient∥%Cd0.10065.50020.70018.8391As0.0010.1820.0370.0391Hg0.3002.0001.2000.4737Cr0.1903.0500.9000.5966Cu3.8607.7006.2500.9716Ni0.2000.7500.3900.1436Pb0.0300.1900.1200.1758Zn23.50053.10035.4007.0020F0.2000.8900.3603.7433Se0.0040.2940.0510.06118

注：元素Cd、Hg的计量单位为ng/g，其他元素为μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

据上述分析结果，后套小麦主要是F含量较高，这因为F的分析方法是酸溶，使F 的全量均被分析出来，而不是碱溶，只析出对人体产生作用的部分，所以F 的含量只作为参考。部分样品Pb含量超过绿色食品卫生标准，个别样品中Cd、Pb含量超过无公害食品卫生标准，这可能是由实验室测试误差引起的，因为采样地区均没有任何明显的工厂或者其他人为污染源，作物根系土中相关元素含量也与正常河套地区含量一样，不应该是采样地点被污染造成的。总体来说，后套小麦中的重金属含量基本符合无公害食品卫生标准，不会对人体健康造成危害。后套小麦子实中Cd、As、Hg、Pb、F含量的变异系数在2006年依次为93%、39%、24%、91%、44%，2007年依次为106%、48%、23%、60%、19%，可见小麦子实中受外界环境影响最大的是Cd，同时Pb受外界环境的影响也较大。

表3后套地区小麦子实中重金属含量分布特征

Table 3Distribution characteristics of heavy metal contents in wheat fruit in Houtao Region

元素Elements含量Content件数Number(2006年/2007年)百分比Proportion(2006年/2007年)∥%As<0.420/15100/1000.4～0.50/00/0>0.50/00/0Cd<0.120/13100/860.1～0.20/10/7>0.20/10/7Hg<0.0120/15100/1000.0～0.020/00/0>0.020/00/0Pb<0.218/690/400.2～0.41/65/40>0.41/35/20F<1.00/00/0>1.020/15100/100

注：元素Cd、Hg的计量单位为ng/g，其他元素为μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

表4　2006年后套地区小麦子实中各元素含量特征

注：表中元素Cd、Hg的计量单位为ng/g，其他各元素为μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

表5　2007年后套地区小麦子实中各元素含量特征

注：表中元素Cd、Hg的计量单位为ng/g，其他各元素为μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

2有益元素生物有效性评价

2.1前套小麦的生物有效性评价目前国家还没有制定关于有益元素和稀土元素在小麦子实中的相关卫生标准，此次工作通过对小麦中有益元素、稀土元素以及有害元素富集系数特征进行分析，对小麦的生物有效性作出评价。

前套地区小麦中各元素富集系数见表6，Mn、Mo、N、P、Se、Zn、K、Cu属于强富集元素，稀土元素为低富集元素。其中N的富集主要是作物在大气中的固氮作用造成，P的富集可能也与固磷作用有关，Mo是仅次于N、P的富集元素。Mn、Se、Zn、K的富集系数也较大，在7.34%～52.87%；稀土元素富集系数最大的为Eu，也仅为0.18%，最小的是Y和Yb，均为0.05%。有害元素中，Cd、Hg在小麦中较为富集，但其含量均低于国家食品标准，因此河套小麦没有危害性。

2.2后套地区小麦的生物有效性评价后套小麦中未进行稀土元素以及N、P等元素的分析，从小麦中各元素富集系数可以看出(表7)，后套地区小麦中Cu、Zn、Se富集能力较其他元素高，它们是人体必需的微量元素，虽然Cu、Zn、Se含量在国家食品标准中未作出相关规定，但表4和5中数据表明，后套小麦中富含Cu、Zn、Se。

对后套小麦果实中各元素富集系数进行统计，从表7中可出，后套小麦中呈强富集的元素是Cu、Zn、Se。Mn呈强富集到中等富集，有害元素中Hg、Ni以中等富集为主，正常富集为辅；F以正常富集为主，中等富集为辅；Co以正常富集为主，弱富集为辅；Cd、As、Pb以弱富集为主，正常富集为辅；Fe、Cr全呈弱富集。

虽然Cu、Zn、Se含量在国家食品标准中未作出相关规定，但后套小麦中较富含Cu、Zn、Se。特别是Se，有9处样品中含量大于0.10 μg/g，已达到富Se产品；还有8处小麦中Se含量大于0.074 μg/g，接近富Se农产品含量值。小麦中Zn含量范围从19.2～46.5 μg/g，其他元素K、Cu含量也较高，说明后套小麦品质优良。

从上述特征看出，后套地区小麦中富Cu、Zn、Se、K，它们是人体必需的微量元素，说明后套小麦是富Cu、Zn、Se小麦。

3小麦适宜性评估

适宜性评价是评定农作物在土壤中是否适宜生长以及适宜的程度，它是进行土地利用决策，科学编制农作物种植规划的基本依据。植物对不同元素的吸附性能不同，而不同元素对植物产生的生物效应也有所差异。对有害元素的过度吸收会造成有害元素超标，使植物中毒，影响植物的生长，使植物果实的质量降低，进入食物链后对人类健康产生影响。植物吸收有益元素，有助于其正常生长发育，有益元素在果实中富集，有利于人类身体健康。

该试验根据河套地区土壤元素分布特征和小麦种植区的分布特点进行采样，分3年对河套地区小麦种植区的小麦—土壤体系进行调查，采集了62件小麦及其根系土壤，对根系土中的有毒有害重金属和营养元素进行了评价。

3.1前套地区小麦的适宜性评估在前套土默特地区采集根系土，分析其中As、Bi、Cd、Cr、Cu、F、Hg、Mn、Mo、N、Ni、P、Pb、Se、Zn、K2O含量，与国家土壤环境质量(GB15618—1995)已有元素标准进行比较，前套小麦种植区样品根系土重金属含量仅有2件样品As含量、1件样品的Cr、Ni含量稍高于国家土壤一级环境质量标准限制(Cr、Ni比标准值高1 μg/g)，表明前套地区土壤基本符合一类土壤标准，适宜小麦的种植。

表6　前套地区小麦子实中各元素富集系数分布特征

注：元素Cd、Hg的计量单位为ng/g，其他元素为μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

表7　后套地区小麦中各元素富集特征

注：元素Cd、Hg的计量单位为ng/g，其他元素为μg/g。

Note: The unit of Cd, Hg is ng/g, the unit of other elements is μg/g.

在所分析项目中，Mn、Mo、N、P、Se、Zn、K是对人类有益的元素，N是小麦中蛋白质的主要成分，其他是人体必需的营养元素，小麦对这几种元素也存在一定程度的富集，说明前套地区小麦品质优良，是富Mn、Mo、P、Se、Zn、K的优良小麦。

3.2后套地区小麦的适宜性评估后套地区种植小麦的灌淤土是各种元素均比较富集的土壤类型。后套小麦比较富集Se、Cu、Zn及Mn等人体必需微量元素，是具有极高营养价值的农作物样品。

根据对后套地区小麦的分析，绝大多数地区小麦中有害元素含量较低，有益元素中Se、Zn、Cu、K等含量较高，特别是

部分地区Se已达到富Se标准，是极具开发价值与品牌效应的名优产品。

4结论与建议

对比小麦绿色食品重金属标准，前套地区小麦各种有毒有害元素Hg、Cd、As、Pb均小于国家小麦标准，为绿色食品。后套小麦中的重金属含量基本符合无公害食品卫生标准，不会对人体健康造成危害。

前套地区小麦有害元素中Cd、Hg在小麦中较为富集，但其含量均低于国家食品标准，因此河套小麦没有危害性。后套地区小麦中富Cu、Zn、Se、K，它们是人体必需的微量元素，长期食用后套小麦对人体健康是有益的。

参考文献

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[4] 王沛东，黄增芳，王喜宽，等.河套地区优质小麦种植基地地球化学评价报告[R].2009.

基金项目中国地质调查局项目(200414200005)。

作者简介李世宝(1970- )，男，内蒙古呼和浩特人，高级工程师，从事地球化学勘查研究。

收稿日期2016-04-22

中图分类号S 512.1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)15-067-04

Evaluation on Wheat Adaptability in Hetao Region, Inner Mongolia

LI Shi-bao

(The Inner Mongolia Autonomous Region Geological Survey Institute, Hohhot, Inner Mongolia 010020)

AbstractWheat samples were collected from Hetao Region in Inner Mongolia, poisonous, harmful and beneficial elements content was analyzed. According to standard for heavy metals in wheat green food, Hg, Cd, As, Pb content were all less than the national standard in Qiantao Region; The content of heavy metals in Houtao Region was basically in accordance with the sanitary standard of non-polluted food, which would not harm the health of human body. Wheat harmful elements Hg, Cd in Qiantao Region was more concentrated, but its content was lower than the national standard, there was no harm to human health; wheat in Houtao Region was rich in human essential trace elements Zn, Cu, Se, K, long-term consumption was beneficial to human health.

Key wordsWheat; Adaptability; Ecological effect; Evaluation