辣椒地土壤重金属含量与植株重金属富集的相关性研究_万继磊.pdf

问题探讨万继磊 等：辣椒地土壤重金属含量与植株重金属富集的相关性研究收稿日期：基金项目：贵阳市科技计划项目“山地特色辣椒绿色高效生产关键技术研发及示范推广”（筑科合同 号）；贵阳市科技计划项目“高背景地区辣椒果实重金属阻空技术研究及低积累品种筛选”（筑科合同 号）。作者简介：万继磊（），男，助理工程师，主要从事土壤化学与环境等研究工作（：）辣椒地土壤重金属含量与植株重金属富集的相关性研究万继磊，李密，徐立甫（贵州省宸铭鑫农业科技有限公司，贵阳 ；清镇市龙言榜生态农业开发有限公司，贵州 贵阳 ；贵州省生物研究所，贵阳 ），摘要：为了解辣椒地土壤辣椒系统重金属的相关性特征，本研究采用潜在生态危害评价方法对辣椒地土壤重金属进行潜在风险程度评价，应用富集系数法分析耕地上种植辣椒对土壤重金属的富集程度。结果表明，辣椒地土壤重金属 、和 的平均值分别为 、和 ，含量平均值是国家标准的 倍。土壤重金属 没有超过国家标准；辣椒地土壤重金属综合潜在生态风险指数呈现轻微风险水平，辣椒对种重金属的富集系数均小于，辣椒对这种重金属的吸收能力都较弱。关键词：辣椒；产地土壤；重金属；生态分析中图分类号：文献标志码：文章编号：（）土壤中重金属具有隐蔽性和不可逆转性，可通过食物链富集在植物、动物和人体内。目前，国内有诸多学者对土壤和农作物系统中重金属污染开展了大量工作，如都雪丽等研究了辽宁某冶炼厂周边农田土壤与农产品重金属污染特征及风险评价，其研究表明，研究区内农田土壤、和 表现为较显著的污染及较强的富集，总体而言该区域为重度污染水平。受 和 污染较严重的有花生、辣椒和蔬菜，在该种农作物中，超标率分别为 、和，超标率分别为 、和。李瑾等研究了昆明市某火电厂周边土壤及农作物中、和 含量，其中 在土壤中含量超出背景值的 倍，则超出 倍。贵州省清镇市主要有水稻、麦类、马铃薯等粮食作物和辣椒、豆类等经济作物，该区为重金属高背景值区域，加上人为活动的强烈干扰，会不同程度地影响该区域耕地土壤重金属含量。因此，本研究拟检测土壤中重金属浓度，并采用潜在生态风险指数对其在土壤中污染程度进行评价，同时利用生物富集系数评估农作物吸收土壤重金属程度，还采用相关性热图及冗余分析对土壤和植物中重金属浓度关联性进行研究，以期为当地农作物安全研究提供理论依据。材料与方法研究区域概况研究区域位于贵州省清镇市，该区域位于贵阳市西部，地处东经 至 ，北纬 至 。市境东西宽约 ，南北长约 ，总面积 。清镇市地貌类型主要为浅丘洼地、缓丘坡地及丘陵盆地，地势较开阔，主要以碳酸盐类岩石为主。多年平均气温 ，年平均降水量 ，无霜期年平均 ，属亚热带温暖季风气候。样品采集与分析于 年月，采用 定位，利用梅花型采样方法在清镇市红枫湖、站街、卫城等个乡镇采集辣椒耕地土壤样品和辣椒植株样品。土壤样品采集表层土壤（），在采集土壤样品的同时一一对应采集辣椒植株样品，累计采集土壤和植株样品分别为 个，参加国家标准测定土壤和植株样品中重金属 、三个指标。DOI:10.13605/ki.52-1065/s.2022.06.022耕作与栽培第 卷第期 年 月表农用地土壤污染风险筛选值单位：序号污染物项目风险筛选值 水田 其他 水田 其他 水田 其他 注：重金属和类金属砷均按元素总量计。对于水旱轮作地，采用其中较严格的风险筛选值。潜在生态危害评价方法采用 提出的潜在生态风险指数法对土壤重金属进行潜在生态风险评价研究。单一重金属元素潜在生态风险指数 和综合潜在生态风险指数 的计算公式如下：式中：为多因子综合潜在生态风险指数，为土壤中重金属元素的单项重金属潜在生态风险指数，为重金属元 素的毒性 响 应系 数（，），为重金属元素的实测值（），为重金属的参比值。本研究重金属背景值采用 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（）中规定的土壤重金属元素背景值（见表）。的生态风险程度分为：轻微风险、中等风险、较强风险和强风险；的生态风险程度分为：轻微风险、中等风险、较强风险和强风险，具体的数字和数量分级参照前期的研究结果。富集系数法生物富集系数（，）是用来反映重金属元素在植物体内的富集情况。计算公式如下：植物体内金属元素的含量土壤中重金属元素的含量结果与讨论喀斯特地区辣椒产地土壤重金属含量清镇市个乡镇土壤样品中重金属含量测定结果见表，以 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准 作为标准进行分析，种土壤重金属 、全量值分别是国家土壤环境质量标准的 倍、倍、倍，只有 的含量超过了国家土壤环境质量级标准，重金属 超过国家土壤环境质量标准的情况集中在麦格镇（倍）和新店镇（倍），其他各乡镇重金属 超过国家土壤环境质量标准的倍数均小于；个乡镇土壤重金属 的平均值未超过国家农田土壤背景值（），但红枫湖镇土壤重金属 含量是国家农田土壤背景值的 倍；研究区域土壤重金属 的平均值未超过国家农田土壤背景值（），各乡镇单个土壤重金属 的含量也未超过国家农田土壤背景值（）。清镇市各乡镇土壤重金属、的分布差异较大，但主要集中麦格、新店和红枫湖，重金属 超过国家农田土壤背景值仅有红枫湖镇，其他各乡镇重金属 的含量均远低于国家农田土壤背景值，清镇市各乡镇辣椒产地土壤重金属 均未超过国家农田土壤背景值。表各样点土壤重金属含量乡镇（）（）（）红枫湖 站街 卫城 新店 暗流 犁倭 麦格 辣椒产地土壤重金属潜在生态风险评价从各乡镇土壤重金属的单项潜在生态风险指数（）来看，重金属 的潜在生态风险相对较大，主要集中在麦格和站街，麦格重金属 的（）处于中等风险水平，其余各乡镇的种土壤重金属 均处于轻微风险水平。总的来说，清镇市麦格和新店的重金属污染生态风险最大，卫城重金属污染生态风险问题探讨万继磊 等：辣椒地土壤重金属含量与植株重金属富集的相关性研究最小；、重金属污染生态风险最小。表土壤重金属潜在生态风险评价乡镇 红枫湖 站街 卫城 新店 暗流 犁倭 麦格 清镇市 辣椒对不同重金属的富集系数富集系数（）是反映植物对土壤重金属积累能力大小的指标，富集系数越小，则表明植物吸收重金属的能力越差，抗土壤重金属污染的能力则较强。从表辣椒 值统计情况发现，不同研究区域种植的辣椒对不同重金属的富集能力存在一定的差异。辣椒对种重金属的富集系数均小于，表明种植的辣椒对这种重金属的吸收能力都较弱。表辣椒 值（）乡镇 红枫湖 站街 卫城 新店 暗流 犁倭 麦格 结论辣椒试验种植土壤重金属、和 的平均值分别为 、和 ，含量平均值分别是国家标准的 倍。红枫湖的重金属 元素含量超过国家标准 倍，土壤重金属 没有超过国家标准。辣椒种植土壤重金属单项潜在生态风险指数的平均值依次为：。平均值呈现轻微风险水平，辣椒对种重金属的富集系数均小于。不同作物植株内重金属的富集能力不一样，同一种作物，不同品种之间对重金属的吸收富集能力也不同，通过此次研究，将为下一步重金属高背景地区辣椒低积累品种筛选提供新的思路。参考文献：李长春，张光胜，姚峰，等 新疆准东煤田五彩湾露天矿区土壤重金属污染评估与分析环境工程，（）：刘霈珈，吴克宁，罗明，等农用地土壤重金属超标评价与安全利用分区 农业工程学报，（）：刘小燕，陈棉彪，李良忠，等云南会泽铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染特征及健康风险评价 农业资源与环境学报，（）：穆莉，王跃华，徐亚平，等湖南省某县稻田土壤重金属污染特征及来源解析农业环境科学学报，（）：都雪利，李波，崔杰华，等辽宁某冶炼厂周边农田土壤与农产品重金属污染特征及风险评价农业环境科学学报，（）：李瑾，王平艳，李艳丽，等火电厂周边土壤污染及农作物重金属的累积特征评价昆明理工大学学报（自然科学版），（）：，庞文品，秦樊鑫，吕亚超，等贵州兴仁煤矿区农田土壤重金属化学形态及风险评估应用生态学报，（）：张小敏，张秀英，钟太洋，等中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究环境科学，（）：吴先亮，黄先飞，李朝婵，等黔西煤矿区土壤重金属污染水平及其形态 水土保持研究，（）：，（），：