张 成,李 浩,任树友,王 科,杨 勋,吴继开
(成都市农业技术推广总站,四川 成都 610041)
不同大春作物重金属含量与土壤质量的关系研究
张 成,李 浩,任树友,王 科,杨 勋,吴继开
(成都市农业技术推广总站,四川 成都 610041)
通过对6种大春作物3年同田试验结果的分析,发现水稻糙米的汞含量与土壤中汞含量呈极显著性相关关系,玉米籽粒铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系,红薯中砷含量与土壤中砷含量呈极显著性相关关系,汞含量与土壤中汞含量呈显著性相关关系。茄子中铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系,冬瓜中镉含量与土壤中镉含量呈极显著性相关关系,汞含量与土壤中汞含量呈显著性相关关系。甘蓝中铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系。
大春作物;土壤;重金属;关系
重金属可通过不同途径进入土壤,因不能被生物降解而长期存在于土壤中[1]。土壤中的重金属通过作物的吸收和累积而直接进入食物链,威胁到人类的健康和生命安全[2]。相关研究表明,土壤中的重金属并不能被植物完全吸收,而是需要通过一系列的反应转化,变成可被植物吸收的有效态后,才能被植物吸收、累积、循环进入人体[3-4]。植物对重金属都有一定的吸收能力,由于植物生长特性的不同,不同的作物对土壤重金属的吸收、富集具有一定的相关性[5]。现根据“成都市本级第七批次科技项目(八大科技产业化工程重大项目成科计[2013〕45号)”课题资料,对项目中小春作物种类重金属含量与土壤质量的关系进行分析。
1.1 研究区域
成都市位于四川盆地西部,地势东南低,西北高,平均海拔约500m,属亚热带季风气候,年均气温16℃,年均降水量1000mm,多云雾,短日照。本试验选择成都市具有代表性的地势平坦、灌排水方便、土壤肥力均匀的水稻土类冲积黄泥田土属为试验地点。每年试验前对耕地进行了土壤主要重金属全量的检测,参照《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)Ⅱ类土壤环境质量二级标准进行判别,土壤中重金属本底状况见表1。
表1 试验点土壤主要重金属全量
表2 作物品种
表3 大春各作物产品重金属限量指标
1.2 试验方案
在每个试验点分别以6类作物为6个处理,每个处理3次重复,每个小区面积为20m2,各处理间采用随机区组排列,各处理及重复间开沟隔离。
各类作物的播种方式、播种(移栽)期、栽培密度、采收期、施肥量见表1。每类作物用三元复合肥(15-15-15)35kg/667m2作底肥,播栽前一次性施用。水稻返青期追施尿素(N46%)6kg/667m2,拔节期施用尿素5kg/667m2,氯化钾15kg/667m2;玉米提苗肥施用尿素5kg/667m2,攻苞肥施用尿素10kg/667m2,氯化钾10kg/667m2;红薯底肥中加入有机肥(菌渣)200kg/667m2;茄子开花期追施三元复合肥17.5kg/667m2,结果期施用三元复合肥17.5kg/667m2;冬瓜开花期追施三元复合肥17.5kg/667m2,结果期施用三元复合肥17.5kg/667m2;甘蓝苗期、结球期分别追施尿素5kg/667m2,氯化钾5kg/667m2。供试肥料的重金属含量均未超过GB/T23349-2009的限定值。其他田间管理措施与常规栽培管理相同且各处理间保持一致。
(试验作物种类品种见表2,作物产品重金属限量指标见表3,复混肥重金属含量见表4,肥料重金属限量标准见表5)。
表4 复混肥重金属含量
表5 肥料重金属限量标准
作物生育期内按照当地生产习惯进行管理并及时防治病虫害。本试验数据使用SPSS19.0数据统计软件进行分析处理。
1.3 检测方法
采用双道原子荧光光度计(AFS-230E型)测定作物产品样品中砷、汞总量,耶拿火焰-石墨炉原子吸收光谱仪(Jena-ZEEnit700P型)测定作物产品样品中铅、镉总量。
作物产品检测参照食品检测国家标准,砷的测定参照《食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定》(GB/T5009.11-2003);汞的测定参照《食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定》(GB/T5009.17-2003);铅的测定参照《食品安全国家标准食品中铅的测定》(GB5009.12—2010);镉的测定参照《食品安全国家标准食品中镉的测定》(GB/T5009.15-2003)。
土壤砷、汞总量检测参照国家标准《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第1部分:土壤中总汞的测定》(GB/T22105.1-2008)测定;土壤铅、镉总量检测参照国家标准《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》(GB/T17141-1997)测定。
2.1 水稻与其土壤中重金属的相关性检验
根据水稻试验地土壤以及水稻中污染物的测定结果,对水稻糙米质量与其土壤环境中重金属含量现状进行相关监测分析,其结果见表6。
表6 水稻籽粒(y)与土壤(x)中污染物含量回归分析
由表6可见,水稻糙米中重金属砷、汞、铅、镉含量与相应土壤中的砷、汞、铅、镉含量成正相关关系。汞含量与土壤中汞含量呈极显著性相关关系,砷、铅、镉含量与土壤中的砷、铅、镉含量相关关系不显著。
2.2 玉米与其土壤中重金属的相关性检验
根据玉米试验地土壤以及玉米籽粒中污染物的测定结果,对玉米籽粒质量与其土壤环境中重金属含量现状进行相关监测分析,其结果见表7。
由表7可见,玉米籽粒中重金属砷、汞、铅、镉含量与相应土壤中的砷、汞、铅、镉含量成正相关关系。铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系,砷、汞、镉含量与土壤中的砷、汞、镉含量相关关系不显著。
2.3 红薯与其土壤中重金属的相关性检验
根据红薯试验地土壤以及红薯中污染物的测定结果,对红薯质量与其土壤环境中重金属含量现状进行相关监测分析,其结果见表8。
表7 玉米籽粒(y)与土壤(x)中污染物含量回归分析
表8 红薯(y)与土壤(x)中污染物含量回归分析
由表8可见,红薯中重金属砷、汞、铅、镉含量与相应土壤中的砷、汞、铅、镉含量成正相关关系。砷含量与土壤中砷含量呈极显著性相关关系,汞含量与土壤中汞含量呈显著性相关关系,铅、镉含量与土壤中的铅、镉含量相关关系不显著。
2.4 茄子与其土壤中重金属的相关性检验
根据茄子试验地土壤以及茄子中污染物的测定结果,对茄子质量与其土壤环境中重金属含量现状进行相关监测分析,其结果见表9。
表9 茄子(y)与土壤(x)中污染物含量回归分析
由表9可见,茄子中重金属砷、汞、铅、镉含量与相应土壤中的砷、汞、铅、镉含量成正相关关系。铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系,砷、汞、镉含量与土壤中的砷、汞、镉含量相关关系不显著。
2.5 冬瓜与其土壤中重金属的相关性检验
根据冬瓜试验地土壤以及冬瓜中污染物的测定结果,对冬瓜质量与其土壤环境中重金属含量现状进行相关监测分析,其结果见表10。
表10 冬瓜(y)与土壤(x)中污染物含量回归分析
由表10可见,冬瓜中重金属砷、汞、铅、镉含量与相应土壤中的砷、汞、铅、镉含量成正相关关系。镉含量与土壤中镉含量呈极显著性相关关系,汞含量与土壤中汞含量呈显著性相关关系,砷、铅含量与土壤中的砷、铅含量相关关系不显著。
2.6 甘蓝与其土壤中重金属的相关性检验
根据甘蓝试验地土壤以及甘蓝中污染物的测定结果,对甘蓝质量与其土壤环境中重金属含量现状进行相关监测分析,其结果见表11。
由表11可见,甘蓝中重金属砷、汞、铅、镉含量与相应土壤中的砷、汞、铅、镉含量成正相关关系。铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系,砷、汞、镉含量与土壤中的砷、汞、镉含量相关关系不显著。
表11 甘蓝(y)与土壤(x)中污染物含量回归分析
综上所述,通过对6种大春作物3年同田试验结果进行分析,发现水稻糙米的汞含量与土壤中汞含量呈极显著性相关关系,玉米籽粒铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系,红薯中砷含量与土壤中砷含量呈极显著性相关关系,汞含量与土壤中汞含量呈显著性相关关系。茄子中铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系,冬瓜中镉含量与土壤中镉含量呈极显著性相关关系,汞含量与土壤中汞含量呈显著性相关关系。甘蓝中铅含量与土壤中铅含量呈显著性相关关系。
[1]杨刚,李燕,巫林,等.成都平原表层水稻土重金属污染健康风险分析[J].环境化学,2014,33(2):269-275.
[2]张先福,樊立超,宋晓平.Hg、As、Cr、Cd在食物链中迁移规律的研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2001,29(1):103-105.
[3]赵鲁,李旭军,刘安辉,等.大豆和小麦对土壤中镉的吸收与富集研究[J].中国土壤与肥料,2013(1):66-70.
[4]高巍,耿月华,赵鹏,等.不同小麦对重金属镉吸收及转运的差异研究[J].天津农业科学,2014,20(10):55-59.
[5]侯锐,李昆,刘方炎.土壤重金属污染与植物吸收累积效应研究进展[J].云南地理环境研究,2013,25(5):104-109,111.
2017-08-02
成都市本级第七批次科技项目(八大科技产业化工程重大项目成科计〔2013〕45号)
张成(1986-),男,农业推广硕士,农艺师,主要从事土壤及农产品检测。Email:510255604@qq.com。