?衡陽地區(qū)果園土壤Cd分布特點(diǎn)及其對果品的影響?

王春發(fā) 李宏祥 張紅 羅柳青 劉代理 羅賽男 吳家梅 黃益國

摘 要：為探究衡陽地區(qū)果園土壤重金屬Cd含量及其果實(shí)（柑橘類、葡萄類、桃和獼猴桃等）對Cd的富集情況，以衡陽3個(gè)區(qū)與7縣（市）果園土壤及其果實(shí)為研究對象，檢測了不同果園土壤和果實(shí)中Cd的含量以及土壤pH值，并利用SPSS軟件分析土壤和果實(shí)Cd積累之間的相關(guān)性。結(jié)果表明：各縣（市）、區(qū)果園土壤中Cd含量范圍在0～1.39 mg/kg;在垂直分布土層中，Cd污染較重的土層為0～20 cm，其次為20～40 cm和40～60 cm;T檢驗(yàn)結(jié)果顯示，果實(shí)對土壤Cd的富集能力表現(xiàn)為獼猴桃<柑橘類<葡萄類<桃，而各柑橘品種對土壤Cd積累無顯著相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：柑橘;葡萄;桃;獼猴桃;Cd;果品;衡陽

中圖分類號：X53文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2020）07-0061-04

Abstract： In order to explore cadmium content in orchard soil and cadmium accumulation in fruits （citrus， grape， peach， kiwifruit， etc.）， the orchard soil and fruit samples of 7 counties （cities） and 3 districts of Hengyang were used as research objects， the content of cadmium and pH value in different orchard soils and fruits were measured， and the correlation between cadmium accumulation in soil and in fruit was analyzed by SPSS software. The results showed that the contents of cadmium in orchard soils ranged from 0 to 1.39 mg/kg in the counties （city） and districts; in the vertical distribution soil layer， the soil layer with heavy cadmium pollution was 0 to 20 cm， followed by 20 to 40 cm and 40 to 60 cm. The results of T test showed that the concentration ability of fruit to soil cadmium was kiwifruit < citrus < grape < peach， but there was no significant correlation between different citrus varieties and soil cadmium accumulation.

Key words： citrus; grape; peach; kiwifruit; cadmium; fruit; Hengyang

鎘（Cadmium，Cd）是動(dòng)植物非必需的有毒重金屬。土壤中Cd含量較高會(huì)使植物生長受到脅迫，如植物組織或器官積累Cd達(dá)0.11 mmol/L，可造成植物細(xì)胞DNA損傷及代謝紊亂，影響植物的光合作用，同時(shí)會(huì)加速植物衰老、降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[1]。Cd容易通過土壤—植物體系遷移并進(jìn)入食物鏈，進(jìn)而導(dǎo)致人體慢性中毒或引發(fā)人體器官癌變，對人體健康構(gòu)成重大威脅。

土壤中Cd的來源主要是工業(yè)生產(chǎn)的“三廢”、農(nóng)藥化肥等農(nóng)業(yè)投入品使用、大氣干濕沉降等[2]。衡陽是全國有名的有色金屬之鄉(xiāng)，農(nóng)田重金屬污染較為嚴(yán)重。在現(xiàn)代飲食結(jié)構(gòu)中，果蔬占比很大。為確保果品安全，促進(jìn)果業(yè)健康發(fā)展，試驗(yàn)通過對衡陽地區(qū)不同果園土壤及不同種類水果果實(shí)Cd含量的監(jiān)測，分析土壤和果品中Cd含量的富集情況，為衡陽地區(qū)果園土壤環(huán)境保護(hù)和果品安全生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 Cd在不同品種柑橘園土壤土層和果實(shí)的分布研究

為了研究柑橘園不同土層和果實(shí)的Cd含量分布趨勢，2019年在未開墾果園及種植園豐臍橙、塔羅科血橙、冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚的果園采集土壤和果實(shí)樣品，2020年在未開墾果園及種植冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚的果園采集樣品，土樣采集按0～20、20～40和40～60 cm分層取樣，采樣地區(qū)見表1。

1.2 不同地區(qū)果園土壤和果實(shí)中Cd的分布

為了研究果園土壤Cd富集對果實(shí)的影響，于2019年采集土層深度0～30 cm土壤及對應(yīng)樹體果實(shí)，品種包括柑橘類（大果冰糖橙、冰糖橙、紐荷爾臍橙、卡拉紅血橙、園豐臍橙、埃及糖橙、琯溪蜜柚、菊花柚、沃柑、椪柑、砂糖橘、美國紅橘、皇帝柑、金柑和丑橘）、葡萄類（黑色甜菜、巨峰、陽光玫瑰、玫瑰香和甬優(yōu)一號）、獼猴桃類（紅陽和翠玉等）、桃類（豬血桃、霞脆、中油4號、金霞黃露和玫瑰紅）、棗和李等不同屬種的果實(shí)，共計(jì)56份樣品，詳見表2。因衡陽地區(qū)主栽果樹品種為柑橘類水果，因此果實(shí)樣品中柑橘品種較多。

1.3 考察指標(biāo)及方法

土壤樣品測定pH值和Cd含量，柑橘、桃、葡萄、獼猴桃、棗和李可食用部分測定Cd含量。土壤和果實(shí)中Cd均采用微波消解，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（Thermofisher，美國）測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

文中數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS17.0軟件進(jìn)行整理和分析。對柑橘園土壤和果實(shí)中的Cd含量進(jìn)行相關(guān)性分析，構(gòu)建線性回歸方程。采用T檢驗(yàn)對不同類型果樹富集Cd的能力進(jìn)行了分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 柑橘果園不同土層Cd含量

分別對2019年和2020年柑橘類果園不同土層土壤Cd含量進(jìn)行測定，結(jié)果如圖1和圖2所示。不同柑橘類果園土壤Cd含量差異較大，均隨著土層的加深而降低（園豐臍橙土壤除外）。0～20 cm土壤Cd含量均超過土壤重金屬篩選值（0.3 mg/kg），40～60 cm土壤Cd含量顯著降低，均低于土壤重金屬篩選值。土壤Cd污染主要分布在0～20 cm土層中。2020年不同土層中Cd含量趨勢與2019年相似，值得注意的是，除未開墾土除外，不同土層中Cd含量較上年略有增加。

2.2 不同柑橘品種果實(shí)的Cd含量

經(jīng)檢測，2019年園豐臍橙、塔羅科血橙、冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚果實(shí)Cd含量分別為0.003、0.004、0.003、0.021和0.004 mg/kg;2020年冰糖橙、卡拉紅血橙和菊花柚果實(shí)Cd含量分別為0.001、0.000和0.001 mg/kg，均低于國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)范圍（≤0.05 mg/kg）。菊花柚土壤Cd含量最高，但其果實(shí)中Cd積累量小于國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 不同地區(qū)果園土壤和果實(shí)中Cd的含量

參照國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB15618—2018和國家食品污染物安全標(biāo)準(zhǔn)GB2762—2017，對2019年衡陽地區(qū)果園土壤及果品Cd含量檢測（如表2）。根據(jù)農(nóng)田土壤污染物篩選值（≥0.3 mg/kg）分析，不同種類果園土壤Cd含量高于國家標(biāo)準(zhǔn)的情況為橙類土壤9個(gè)，柚類土壤2個(gè)，寬皮柑橘土壤4個(gè)，葡萄土壤8個(gè)，桃土壤5個(gè)，獼猴桃土壤4個(gè)。超標(biāo)土壤個(gè)數(shù)占總土壤的57.14%。土壤pH值對Cd的相關(guān)性分析結(jié)果表明（表3），土壤pH值與Cd富集系數(shù)呈負(fù)相關(guān)性。

所有柑橘類樣品果實(shí)Cd含量均低于食品安全標(biāo)準(zhǔn)（≤0.05 mg/kg）;葡萄類果實(shí)中巨峰葡萄和玫瑰香葡萄果實(shí)Cd含量大于0.05 mg/kg，其他品種葡萄果實(shí)Cd含量低于0.05 mg/kg。3個(gè)地區(qū)7個(gè)獼猴桃果園土壤Cd含量高于國家標(biāo)準(zhǔn)有4個(gè)，但7個(gè)果園的果實(shí)中Cd含量檢測值均在安全值以內(nèi)。所檢測的桃果實(shí)中，除霞脆桃外，其他品種果實(shí)Cd含量均高于食品安全值，豬血桃1、豬血桃2、豬血桃3、金霞黃露、玫瑰紅和中油4號的果實(shí)Cd含量分別是安全值的1.92、1.30、1.20、4.80、2.20和3.22倍。綜合可知，柑橘類、獼猴桃類及陽光玫瑰葡萄和霞脆桃與其他葡萄和桃相比，果實(shí)中Cd含量較低，且均低于食品安全值。柑橘園土壤和果實(shí)中Cd的線性回歸方程為y=0.005+0.004x，相關(guān)系數(shù)為0.19，說明果實(shí)中Cd來源于土壤。

2.4 不同類型果樹對土壤Cd積累系數(shù)的T檢驗(yàn)

由表4可知，T檢驗(yàn)結(jié)果表明柑橘類果實(shí)對土壤Cd的富集能力小于葡萄類和桃，其中與桃的差異顯著（P<0.05），但柑橘類果實(shí)對土壤Cd的富集能力大于獼猴桃;葡萄類果實(shí)對土壤Cd的富集能力顯著小于桃（P<0.05）;而葡萄類和桃對土壤Cd的富集能力顯著大于獼猴桃（P<0.05）;橙類、柚類、寬皮柑橘類果實(shí)對土壤Cd富集能力均無顯著性差異。綜上可知，不同類型果樹對土壤Cd積累能力為獼猴桃<柑橘類<葡萄類<桃，柑橘類果實(shí)對土壤Cd富集能力無差異。

3 結(jié)論與討論

不同地區(qū)果園土壤Cd污染系數(shù)有差異，試驗(yàn)結(jié)果顯示，各柑橘品種不同土層中Cd含量主要分布在0～20 cm的表土層，其次是20～40 cm，整體分布表現(xiàn)為0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm。秦魚生等[3]研究成都平原土壤中Cd的分布特征及其與水稻、小麥Cd吸收量的相關(guān)性結(jié)果表明，土壤中Cd主要集中在0～15 cm耕作層。試驗(yàn)結(jié)果與其相似。與未開墾土相比，不同土層中Cd含量分布趨勢相似;但2020年土層Cd含量與上年相比略有增加，可能是其他外來物質(zhì)（比如施肥、灌水或大氣等）含有Cd，導(dǎo)致土層中Cd含量增加。

張孝岳等[4]對長株潭地區(qū)蜜柑園Cd含量檢測發(fā)現(xiàn)，果實(shí)中Cd含量均低于安全標(biāo)準(zhǔn);周薇[5]用15、30和60 g/m2的CdCl2·1/2H2O2處理嫁接幼苗卡里佐枳橙砧鳳晚臍橙和興津溫州蜜柑，果實(shí)中均未檢測到Cd含量超標(biāo)。筆者試驗(yàn)所有檢測的柑橘果實(shí)樣品中，Cd含量均在安全值內(nèi)，結(jié)果與前人相似。相同的是，7個(gè)獼猴桃果園其果實(shí)中檢測到的Cd含量均較低食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)。卜范文等[6]研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃是Cd含量低吸收果樹，研究結(jié)果與其相似。與巨峰等葡萄相比，陽光玫瑰葡萄在高Cd含量的土壤中果實(shí)Cd含量遠(yuǎn)低于巨峰葡萄，表現(xiàn)出低于的Cd富集量，說明陽光玫瑰葡萄對Cd的吸收能力差;相同的是，霞脆桃較其他桃相比，果實(shí)中Cd含量也低于其他品種，但還需進(jìn)一步驗(yàn)證。相反的是，豬血桃1和豬血桃2果園土壤中Cd含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)允許值，但果實(shí)中檢測到Cd含量超出安全值范圍，可能豬血桃對Cd的富集能力強(qiáng)，但還需近一步驗(yàn)證。不同類型果實(shí)T檢驗(yàn)結(jié)果顯示，果實(shí)對土壤Cd的富集能力為獼猴桃<柑橘類<葡萄類<桃。

總之，Cd污染超標(biāo)土壤種植柑橘和獼猴桃，果實(shí)含量均不超標(biāo)，柑橘和獼猴桃是較低吸收Cd的果樹，可普遍種植。陽光玫瑰葡萄和霞脆桃也具有較低吸收Cd的能力，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇金為，王湘平. 鎘誘導(dǎo)的茶苗莖尖核酸代謝與細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，13（2）：87-90.

[2] 周建利，陳同斌. 我國城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究現(xiàn)狀與展望[J].湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（5）：476-480.

[3] 秦魚生，詹紹軍，喻華，等.鎘在不同質(zhì)地水稻土剖面中的分布特征及與作物吸收的關(guān)系[J].光譜學(xué)與光譜分析，2013，33（2）：476-480.

[4] 張孝岳，賀 江，黃國林，等.長株潭區(qū)域蜜柑園土壤及蜜柑葉片、果實(shí)中鎘含量分析[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（12）：54-55，58.

[5] 周 薇. 柑橘鎘脅迫耐受性及其生理研究[D]. 重慶：西南大學(xué)，2014.

[6] 卜范文，湯佳樂，楊 玉，等.湖南省獼猴桃果園土壤鎘含量及鎘吸收規(guī)律研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，39（3）：468-475.

（責(zé)任編輯：肖彥資）