成都市不同水果产业区果品重金属富集现状分析

李 根，张 成，钟文挺，李 浩，王 科，刘思汐，陈媛媛，肖欣娟

(成都市农业技术推广总站，成都 610041)

成都平原土地肥沃，水系发达，光照温度适宜，是四川重要的水果生产基地。截止2019年底，全市果树种植面积11.31万hm2，年产量170.3万t，年产值112.17亿(参考全国经济作物生产调度系统)。经过各级农业部门对水果产业的大力投入和果树品种区域化的推进，成都市果树产业结构不断优化，形成了诸如蒲江柑橘、都江堰猕猴桃、龙泉驿桃、双流冬草莓等多个各具特色的水果产业区[1]。

不同果树对于土壤中各类重金属的吸收能力不同[2]。多年生木本果树相对于藤本和草本，木质部和根系发达，吸收土壤中的重金属后，大多数储存在根系中，只有少部分转移到地上部，加之植株高大，最终富集在果实中的重金属相对较少。不同的重金属在土壤和果树中的迁移和富集模式不同，本文以成都市蒲江县、都江堰市、龙泉驿区及双流区果园土壤及水果为对象进行重金属富集研究，旨在弄清成都市不同水果产业区果树对于土壤重金属的吸收富集现状及特征，以期为果树重金属防治、果树产业健康发展提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2019年，按照随机和多点混合的原则，在成都市蒲江县、都江堰市、龙泉驿区及双流区各类果园采集基础土壤样品。采样方法为棋盘法，土壤采样深度为0～30cm，多点混匀，四分法保留混合样1kg备用，土壤样品的采集与制备均按照《农田土壤环境质量监测技术规范(NY/T 395-2012)》进行。同时采集当地代表水果的果实样品，包括柑橘，猕猴桃、桃、葡萄、草莓。样品采集时间为各类水果当季时，果实均为完熟，果实样品采集后立即带回，保存在4℃冰箱备用。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 基础土壤样品

基础土壤样品测定指标包括：pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量、重金属(镉、铅、铬、砷、汞)。pH采用pH计法测定，水土比为2.5∶1；有机质含量采用重铬酸钾-硫酸消化法测定；全氮含量采用凯氏定氮法测定；有效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定；阳离子交换量采用EDTA-乙酸铵盐交换法；重金属(镉、铅、铬、砷、汞)使用原子荧光分光光度法、原子吸收分光光度法进行测定。

1.2.2 果实样品 果实样品测定指标为重金属(镉、铅、铬、砷、汞)；测定方法同基础土壤样品。

1.3 数据处理与评价标准

果实重金属富集系数=果实重金属含量/土壤重金属含量。

所有数据均采用Excel2010、SPSS20.0软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同区域土壤基础养分

由表1可知不同水果产业区土壤基础指标差异较大。不同水果产业区土壤利用类型主要包括旱地、园地和水田，以蒲江县最为复杂，包含了3种利用类型；双流区、都江堰及龙泉驿区土壤为中性，蒲江县为酸性土；都江堰市土壤有机质及全氮均最高，而有效磷、速效钾及阳离子交换量最低；蒲江县种植猕猴桃的土壤pH最低，有效磷远高于其他地方。综上，造成土壤基础指标差异较大的主要原因在于各区域不同的土壤利用类型和种植类型，不同果树对于土壤基础养分的需求存在差异，配套的耕作和肥水管理方式也有所不同，逐步形成了区域性的、各具特色的土壤基础养分模式。

表1 不同水果产业区土壤基础养分

2.2 不同区域土壤重金属含量

参照表2及土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB15618-2018)对试验各地的土壤重金属进行评估，结果表明基于试验各地不同的土壤pH和土壤利用类型，试验各地土壤中镉、铅、铬、砷、汞含量均低于相应的土壤污染风险筛选值。

表2 不同水果产业区土壤重金属含量

2.3 不同功能区水果重金属富集

如表3所示，从整体来看重金属在果树中的富集较少，不同水果产业区果实重金属富集系数均较低，但富集模式不尽相同。草莓作为多年生草本植物，果实重金属富集系数与其他木质藤本果树、木本果树有明显差异，重金属镉富集系数远高于其他果树，铅、汞富集系数也高于其他果树。猕猴桃在蒲江县和都江堰市的重金属镉、铅富集表现不同，蒲江县试验区土壤呈酸性，都江堰试验区呈中性，都江堰试验区土壤中重金属镉、铅含量高于蒲江县，而都江堰猕猴桃重金属镉、铅富集系数低于蒲江县猕猴桃。此外，龙泉驿区桃的镉和汞的富集系数较高，仅次于草莓，铬的富集系数远高于其他果树。值得一提的是，结合表2与表3，可以看出重金属砷在各试验区土壤和各类果树中的富集较为稳定。

表3 不同水果产业区果实重金属富集系数

3 结果与讨论

重金属在果树中的富集受到多种因素影响，包括土壤类型、土壤重金属含量高低、土壤pH、果树类型及其迁移模式。本试验选择成都市具有代表性的四个水果产业区，通过测定土壤基础养分和重金属含量发现，基于土壤的不同利用类型，加之不同果树配套的耕作和肥水管理方式，4个试验地土壤养分存在区域性的特点。譬如蒲江县以酸性土为主，基础养分含量较多，其他区域以中性土为主；都江堰市和蒲江县种植猕猴桃的试验地土壤差异较为明显，主要集中在pH、有效磷和速效钾。测定4个区域6个试验地的土壤重金属含量，结果表明五种重金属含量均低于土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB15618-2018)中土壤污染风险筛选值，且表现较为稳定。

通过测定不同水果中重金属含量，结合试验地土壤重金属含量，计算出不同水果产业区果实重金属富集系数，结果表明，从果树类型来说，草本果树代表草莓中重金属水平高于木本果树柑橘、桃和木质藤本果树猕猴桃、葡萄。木本植物乃至木质藤本类植物相对于草本植物根系发达，植株高大，且重金属在其根系中更容易积累[3]，并且在含量上一般表现为根>茎>叶>果实。在果树中这种重金属积累递减规律也存在，如在葡萄上的研究[4]也表明了木质藤本类果树重金属积累一定程度上是吻合的。龙泉驿区桃果实重金属富集系数中镉和铬远高于其他木本和木质藤本，出现此现象的原因可能是由于桃树自身的重金属吸收、富集能力远强于试验中其他木本和木质藤本果树，亦或是试验地及植株材料的选择不具备代表性，需要进一步研究确认。从地域来说，蒲江县和都江堰市均种植猕猴桃，但果实中重金属含量存在差异。都江堰市中性土壤中的镉、铅向猕猴桃果实迁移和富集的能力是弱于蒲江县的酸性土壤，而汞的表现是相反的，因此可以推测，不同的重金属在不同酸碱性的土壤中迁移和富集是存在较大差异的，镉和铅在中性土壤条件下更趋于稳定，酸性土壤条件下更趋于游离，汞的规律则相反，酸性土壤条件下更趋于稳定。

重金属在果树中的迁移和富集的系统性研究较少，主要集中在部分大宗果树上，因此后续可针对成都各区域各类果树重金属迁移和富集进行系统全面的研究，进一步为果树重金属防治、果树产业健康发展提供参考。