贵州修文土壤—猕猴桃系统重金属富集特征

刘晗　何腾兵　党华美

摘要：为实现优质猕猴桃生产提供基础资料和科学依据，本文对贵州省典型猕猴桃种植基地的“土壤-茎-叶-果”作为系统的重金属含量进行分析测定，采用地积累指数法和植物重金属富集系数法，探讨猕猴桃植株及果实对重金属的富集能力。结果表明：贵州修文猕猴桃种植基地土壤重金属环境质量基本安全；猕猴桃不同部位对重金属的富集能力具有明显差异，重金属富集系数大小依次为叶>茎>果；猕猴桃果的重金属含量均低于国家标准限定值。

关键词：土壤；猕猴桃；重金属；富集

中图分类号：X53

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2017）02-0053-04国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.02.011

Abstract：In this paper， the heavy metals content in the system of soil- stem-leaves- fruit were determined in typical kiwi fruit planting base in Guizhou， which will provide the basic data and scientific basis for achieving high- quality production of kiwi fruit The accumulation ability of heavy metals of kiwi plants and the fruits were studied through the accumulation index method and plant heavy metal enrichment coefficient method The result showed that the content of soil heavy metal is under safety value in the kiwi fruit planting baseThe accumulation ability of heavy metals in different position of kiwi is greatly distinct and the rank of heavy metal accumulation coefficient is leaf > stem > fruit All of the content of heavy metal in different position of kiwi are lower than the allowable value of national standard

Key words：soil；kiwi； heavy metal； accumulation

獼猴桃营养丰富，具有保健、美容、抗癌等功效，其维生素C含量极高，有“水果之王”的美誉。猕猴桃适应性强，栽培种植容易，成本低，效益高，可作为发展山区经济的水果之一，贵州修文县都是典型的猕猴桃种植基地。

目前针对猕猴桃种植的研究有很多，但在猕猴桃果园的土壤-植物系统重金属方面的研究涉及较少。如别智鑫等[1]、黄春辉等[2]研究表明土壤养分与叶片养分之间存在协同与拮抗作用，增加土壤有机质含量可以提高土壤中各有效养分的含量，从而有利于提升果实的品质。张承等[3]对贵州省修文县猕猴桃果园土壤养分分析的研究，并指出依据养分平衡原理施肥是果园管理的重要任务之一；吴迪等[4]通过对贵州省水城县主要猕猴桃栽种乡镇猕猴桃果园土壤酸碱度和养分的调查和分析；黄伟等[5]对贵州省主要的红阳猕猴桃产区果园的养分状况进行了测定分析；张翼飞等[6]对陕西省周至县猕猴桃生产基地土壤中砷、铅、汞、镉和铜的累积状况进行了研究，表明土壤重金属积累不明显，均没有超过土壤环境质量标准；针对猕猴桃果实的研究表明部分秦美猕猴桃Zn超标较为严重[7]，但尚未有针对土壤-猕猴桃系统重金属的研究。而土壤-植物系统中重金属的富集与迁移，不仅影响土壤环境的质量状况，更是关系到食物链中重金属的数量，一直是土壤环境科学研究的热点问题[8]。王莹等[9]调查分析了上虞废弃铅锌尾矿周边的农田土壤及植物中重金属含量状况，结果表明，土壤已经受到污染，样品植物体内重金属分布均为地下部大于地上部，农田作物可食部位砷和铅均有不同程度的超标现象。因此，笔者着重对贵州猕猴桃基地的“土壤-茎-叶-果”中重金属富集特性分析，以期为基地猕猴桃的安全生产提供基础资料和科学依据。

1材料与方法

11研究区概况

修文县位于贵州中部，是贵阳市所辖县，地处北纬26°45′～27°12′，东经106°21′～106°52′政区面积10757km2，海拔最高点1610m，最低海拔666m，平均海拔为1277m，地势中东部较高，西北部较低。东面与乌当区接壤，南面与白云区毗邻、以猫跳河与清镇市为界，西面与黔西、金沙两县隔六广河相望，北面与息烽县交界，县城驻地龙场镇；森林覆盖率445%。气候属亚热带温和湿润气候，年平均气温126℃，年平均降水量12352mm，年平均日照13249h，无霜期266d。该县岩溶地貌发育，其中黄壤面积最大。

以猕猴桃为主的精品水果种植面积达28万多亩，其中猕猴桃达15万亩，挂果5万亩，修文县从1998、1999年开始大面积推广猕猴桃种植，“修文猕猴桃”于2014年12月31日被国家质检总局发布认定为国家地理标志保护产品。修文猕猴桃的主栽品种为“贵长”，系贵州果科所从贵州野生猕猴桃中精选培育，经修文多年栽培进一步优选。该品种呈长圆柱形，果皮金黄，硬毛。属“美味”猕猴桃类型，单果重70～100g，果肉翠绿色，清香爽口，极受消费者欢迎。修文猕猴桃已成为当地的农业主要支柱产品之一。

12样品采集与制备

修文基地：修文龙场镇马关村、修文龙场镇放马坪村、修文县谷堡乡红星村、修文县谷堡乡平滩村、修文县谷堡乡某有机猕猴桃种植基地。采集土壤均为黄壤，共26个土壤样品，14个猕猴桃茎、叶的样品，11个果样，其中11套土壤、茎、叶、果样。在典型代表性猕猴桃种植基地及大面积种植区，按对角线间隔选取样，采样用竹削刀取0～40cm土壤，充分混合后用四分法取舍，保留1kg土壤装入布袋中，标记并带回实验室。将取回土壤摊放在洁净牛皮纸上风干，剔除石块残根等杂物，用木棍碾压，采用四分法取土后过1mm尼龙筛；进一步用瓷钵研细，过025mm尼龙筛，供分析测试。其中为防止采样人为因素影响，样品混合、装袋、粉碎、研磨等处理过程应避免金属用具，使用木头、塑料、搪瓷等用具。

在典型代表性基地果园中，按对角线间隔选取样树，坡地上则隔行采样，一组样在 15～20 棵树上取样混合，每棵树上按东南西北不同方向树冠外中、上部取叶、茎、果。装入布袋中，标记并带回实验室。用自来水洗 3～5 遍， 再用蒸馏水洗3 遍，洗净、晾干后，茎、叶于105°C杀青30min，70°C烘干至恒重，研磨后过筛，备测；果样将果皮、果肉分开，将果肉用食品加工机打成匀浆，存储于塑料瓶中，于零下16°C至零下18°C冰箱保存备测。

13分析方法

参照《土壤理化分析》、《土壤农业化学分析方法》、食品安全国家标准（GB5009 -2014）等进行下列指标的测定。

重金属Pb、Cr、Zn、Cu、Cd、Ni的测定：消解方法使用微波消解法，后用电感耦合等离子光谱仪（ICP-MS）测定含量；重金属Hg、As的测定：消解方法使用王水水浴消解法[10]，用原子荧光光度计测定含量。

2结果与分析

21土壤pH及重金属的含量

自然条件下，土壤的酸碱度与成土母质、气候、人类活动等多种因子有关，但主要是受土壤盐基状况所支配，而土壤的盐基状况决定着淋溶过程和吸附过程的相对强度。吴新民[11]等进行影响土壤重金属污染因子的灰色关联度分析，结果表明土壤pH值是影响土壤重金属含量的重要因素，因此本文针对土壤pH进行了分析。修文基地pH值分布情况如图1，其范围在421～785，均值为537，为酸性土壤，方差为0895，标准差094605。

22猕猴桃基地土壤重金属元素的含量

猕猴桃基地土壤Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg平均含量（表1）分别在9923mg/kg、3719mg/kg、4529mg/kg 、7180mg/kg、016mg/kg、3441mg/kg、2409mg/kg、013mg/kg。根据地积累指数法[12]评价，基地土壤中基于国家土壤环境二级标准[13]：Cu、Pb、Hg元素均是0级处于清洁水平；其中有个别点的Cr、Zn、As、Ni元素处于1级，轻度污染水平，Cd有一个点是11319，处于2级偏中污染水平。依据贵州省土壤背景值，Cd的地积累指数均小于1。由于贵州土壤Cd的含量比较高，由此可以判断造成土壤中Cd的含量偏高来源是土壤本身。

23猕猴桃不同部位重金属的含量

从猕猴桃各部位重金属含量统计表2可知，重金属在猕猴桃不同部位的积累量不同。除Cu 、Cd 外，重金属在叶的积累量均高于在茎的积累量；不同重金属中，Zn 在三个部位的积累量最高，As 、Hg的积累量最低；不同部位中重金属的积累量為叶中最高，果中最低。3个部位对重金属的吸收量不同与植物外部形态及内部结构有关，其原因与植物对重金属的累积量和重金属在在土壤中的元素价态、物质结构、在环境中共存离子的浓度和溶解度等多因素有关[14]。

根据《国家农业行业标准》 绿色食品猕猴桃（NY/T 425-2000）和绿色食品 温带水果（NY/T 844-2010）规定Pb、Cr、Cd、As、Hg的含量标准。修文基地的猕猴桃果样中的重金属含量均在国家农业行业标准规定的含量范围，其中极小值是未检出。

24猕猴桃不同器官对重金属富集情况

植物体内的重金属含量及其对土壤重金属的富集能力对植物的生产安全具有一定的影响。富集系数大小反映了植物对土壤中某一元素富集和吸收能力的强弱，富集系数=植物各器官重金属元素浓度/土壤重金属元素浓度[15]。

从图2中可以看出，猕猴桃不同器官对重金属富集能力不同，其中叶的富集能力要大于茎的富集；由于植物的茎本身是起到运输的作用，所以重金属在植物茎中的富集不强。从重金属富集系数

3结论与讨论

检测结果表明猕猴桃果实中重金属Pb、Cr、Cd、As、Hg的含量均处在国家规定的含量限定范围内；Cd在猕猴桃茎和叶中的富集系数均为最大，说明Cd容易在猕猴桃系统中积累，在以后的生产过程中要控制重金属的外源性输入，保障猕猴桃品质。

猕猴桃不同器官对重金属富集能力不同，其中叶的富集能力要大于茎的富集；由于猕猴桃的茎本身是起到运输的作用，所以重金属在猕猴桃茎中的富集系数总体小于叶，而重金属在果中的富集系数最小。

不同重金属在同一猕猴桃器官的富集系数不一样，在猕猴桃茎中的富集表现是：Cd>Zn>Cu>Ni>Hg>Pb>Cr>As；在猕猴桃叶中为：Cd>Zn>Hg>Cu>Ni>Pb>Cr>As、Hg>Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>As>Cr；在猕猴桃果中为：Zn=Cu>Cd>Hg>Ni>Pb>Cr>As、Hg>Cu>Zn>Cd=Ni>As>Cr>Pb。

参考文献：

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[3]张承，周开拓，龙友华贵州省修文县猕猴桃果园土壤养分分析[J] 湖北农业科学， 2013，52（17）：4083-4089

[4]吴迪，彭熙，李安定，等水城县主要猕猴桃果园土壤养分分析及酸碱度改良方法探讨[J]贵州科学， 2014，32（4）：94-96

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