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杨梅树体中重金属元素的分布特征

  • 投稿沧海
  • 更新时间2015-09-22
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刘 政1,程晓建2,罗国安3

(1.浙江省长兴县林业局,浙江 长兴 313100;2.浙江广播电视大学,杭州 310030;3.浙江省余姚市林业局,浙江 余姚 315400)

摘要:对试验点土壤及荸荠种杨梅(Myrica rubra)的根、枝条、叶片、果实进行了铜(Cu)、镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)和砷(As)含量的检测。结果表明,采样点土壤中均检测出Cu、Cd、Pb和As,而Hg未检出;检出的重金属在0~20 cm、20~40 cm土层中均有不同程度存在,表层土壤的重金属含量高于深层土。Cd、Hg、Pb、Cu在杨梅根、枝、叶、果实中均检出,而As只在果实中被检出;不同重金属元素在杨梅树体同一器官中的含量存在明显差异,其中一年生枝除了Hg外,其余3种重金属含量均明显高于其他器官。同一种重金属在不同器官中的分布也存在明显差异,Pb和Cu的分布呈现出一年生枝>二年生枝>二年生枝老叶>一年生枝新叶>二年生根>果实的相同特征,Cd主要分布在一年生枝和二年生根当中,Hg则主要分布在叶片中。

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关键词 :杨梅(Myrica rubra);重金属;分布特征

中图分类号:S667.6;X173 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)05-1122-03

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.024

收稿日期:2014-12-16

基金项目:浙江省科学技术重大招标项目(021102537)

作者简介:刘 政(1971-),男,浙江长兴人,工程师,主要从事经济林栽培与利用的研究工作,(电话)0572-6042782(电子信箱)myylz101@sohu.com。

随着工农业的迅速发展,由于滥用化肥、污水灌溉、大气污染物沉淀等影响,一些重金属元素通过空气、水、土壤和食物链等多种途径在人体中积累,从而危害人体健康,重金属污染已成为当前果品质量与安全的潜在危害[1-3]。

杨梅(Myrica rubra)是中国的特产水果,在主产区浙江省30多个县(市)均有栽培,为浙江省第二大水果产业,深受消费者的喜爱。虽然国内科研人员对杨梅产地环境、杨梅果实的重金属含量水平进行了测定,并对质量安全作出初步评价[4-6],但有关重金属元素在杨梅树体中的分布、累积方面的研究报道甚少。为此,选取浙江省余姚市杨梅主要生产区,采集试验点的土壤和荸荠种杨梅的果实、根、枝、叶,进行重金属元素的测定,探索重金属元素在杨梅树体中的分布与累积特征,分析与土壤中重金属的相互关系,以期为杨梅重金属元素累积规律研究、污染防控以及科学栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 样品的采集

1.1.1 果实样品采集 在余姚市丈亭镇半岙村、龙丰村2个试验点选择15年生正常生长结果的荸荠种杨梅树进行果实采样,以400 m2为1个采样点进行布点,用对角线法选择当地同一品种10株作为采样树,随机采摘2.5~3.0 kg成熟果实组成混合样品,立即送往实验室取果实可食部分,匀浆后装瓶,冰冻备用。

1.1.2 主要营养器官样品采集 在对应点标准地中随机选取3株荸荠种杨梅树,每株树分东南西北四个方向进行采样,分别采取杨梅树的二年生根、一年生枝、二年生枝、一年生枝新叶和二年生枝老叶样品。同时,调查浙江省杨梅园地施肥、农药使用等管理情况及周边生态环境。

1.1.3 土壤样品采集 对应点的土壤样品分0~20 cm、20~40 cm两层进行采集,带回实验室测定各个样品的重金属含量。

1.2 检测方法

分别按GB/T 5009.11-2003、GB/T 5009.12-2010、GB/T 5009.13-2003、GB/T 5009.15-2003、GB/T 5009.17-2003、GB/T 17134-1997、GB/T 17136-1997、GB/T 17138-1997、GB/T 17140-1997中的规定[7-15],对杨梅果实、枝条、根、叶片及土壤中的重金属含量进行分析。铜(Cu)、镉(Cd)和铅(Pb)采用PE-50000型原子吸收分光光度计分析,汞(Hg)和砷(As)用AFS-1201型原子荧光光度计检测。每样品测定2个平行样,取平均值作为测定结果。

2 结果与分析

2.1 重金属元素在土壤中的分布

表1中的数据显示,采样点土壤(pH 5.3)中均检测出Cu、Cd、Pb和As,而Hg未检出;检出的重金属在0~20 cm土层和20~40 cm土层中均不同程度存在,0~20 cm土层的重金属含量高于20~40 cm土层。土壤样品中Cd、Pb、As含量均明显高于当地土壤重金属的背景值,而Cu含量却远低于背景值。根据GB 15618-1996土壤环境质量标准要求[16](pH<6.5),即Cu≤50 mg/kg、Cd≤0.3 mg/kg、Pb≤250 mg/kg、Hg≤0.3 mg/kg、As≤40 mg/kg,可以看出供试土壤中惟Cd严重超标,其余的均在限量值以下。

2.2 重金属元素在杨梅营养器官中的积累与分布

由表2可知,在采集的样品中,Cd、Hg、Pb、Cu在根、枝、叶、果实中均检出,而As只在果实中被检出。不同重金属在同一器官中的含量存在明显差异,根、枝、叶中各重金属元素含量的排序基本为 Pb>Cu>Hg>Cd,而果实中各重金属元素含量的排序为Cu>Pb>As>Cd>Hg。其中一年生枝除了Hg外,其余3种重金属含量均明显高于其他器官。同一重金属在不同器官中的分布也存在明显差异,Cd的含量:一年生枝>二年生根>二年生枝>二年生枝老叶>一年生枝新叶>果实,Hg的含量:一年生枝新叶>二年生枝老叶>二年生根>二年生枝>一年生枝>果实,Pb的含量:一年生枝>二年生枝>二年生枝老叶>一年生枝新叶>二年生根>果实,Cu的含量:一年生枝>二年生枝>二年生枝老叶>一年生枝新叶>二年生根>果实。

3 小结

从研究结果可以看出,采样点土壤中均检测出了Cu、Cd、Pb和As,而Hg未检出;在杨梅根、枝、叶、果实中检测出了Cu、Cd、Pb和Hg,而As只在果实中被检出。Pb含量不论在土壤中,还是在杨梅的营养器官中均较高,表现出杨梅对Pb具有超积累的能力[17];Cd含量在杨梅营养器官中较高,与采样点土壤中Cd的高含量具有一定联系。不同重金属在同一器官中的含量存在明显差异,一年生枝除了Hg元素外,Cu、Cd和Pb含量均明显高于其他器官。同一重金属在不同器官中的分布存在明显差异,Pb和Cu的分布呈现出一年生枝>二年生枝>二年生枝老叶>一年生枝新叶>二年生根>果实的相同特征,Cd主要分布在一年生枝和二年生根当中,Hg则主要分布在叶片中。Cd、Pb、Cu在杨梅树体中的分布特征与樟树、苹果幼树的研究结果有较大出入[18,19];Hg的累积分布与矮杨梅的研究结果较为相似[20]。试验结果表明,重金属主要分布在杨梅的枝条特别是一年生枝条中,其次是叶和根,最后是果实,产生这种现象的内在机理尚需进一步研究。试验点土壤中未检测出Hg,而在营养器官中检出,其来源可能是喷洒了含Hg的农药或是大气环境造成的;土壤中检测出了As,而在根、枝、叶中未检出,说明杨梅树体对As的吸收不敏感,对于果实中检测出的As也可能源于喷洒的农药[21-23]。

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(责任编辑 王晓芳)