硅基復合肥對烤煙鎘含量的影響

朱益+齊紹武+靳輝勇+梁仲哲+淡俊豪

摘 要：為提高烤煙原料安全性，試驗研究了硅基復合肥對烤煙各部位鎘含量的影響。結果表明，硅基復合肥能顯著降低烤煙各部位的鎘含量，且以1.33 mg·kg-1用量效果最好，煙根、煙莖和煙葉鎘含量最高分別降低27.66%，31.75%，55.58%。

關鍵詞：硅；烤煙；鎘含量

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.06.006

Abstract： In order to improve the safety of flue-cured tobacco， the effects of silicon-based compound fertilizers on cadmium content in different parts of flue-cured tobacco were studied. The results showed that silicon-based compound fertilizer could significantly reduce the cadmium content in flue-cured tobacco and the effect of 1.33 mg·kg-1 was preferably. The highest cadmium content of tobacco root， tobacco stem and tobacco leaves decreased by 27.66%， 31.75% and 55.58% respectively.

Key words： silicon； flue-cured tobacco； cadmium content

鎘在自然土壤中含量較低，一般不會對人類產生危害[1]，但隨著人類社會城市化與工業化的推進，各種生產活動中產生的重金屬鎘通過污水、廢氣以及固體廢棄物等在土壤中不斷累積[2]，對土壤生態系統產生了不可逆的影響[3]，并通過食物鏈等方式進入人體，對生命健康造成長期危害[4]。

煙草對鎘具有很強的富集性[5]，鎘在煙草中累積過量時會抑制細胞伸長，破壞光合色素的合成并抑制酶的活性，從而影響煙株的正常生長與干物質的積累[6]。硅肥硅鈍化土壤中Cd的主要原理是可溶性硅酸鹽水解生成OH—，提高土壤pH值，改變鎘的存在形態[7]，提高有機質和膠體等大分子化合物對Cd2+的吸附作用，而且水解生成的硅酸還能和Al2+生成硅酸鋁鹽，通過共價鍵和配位鍵對Cd2+進行專性吸附[8]。此外，硅還能通過在植株內累積而阻礙鎘向上遷移，通過生化作用降低鎘的活性等[9-10]。

本試驗研究了添加硅基復合肥后烤煙根、莖、葉中的鎘含量變化情況，旨在探討硅基復合肥對烤煙中各部位鎘含量的影響及其最適用量，以期為降低烤煙鎘含量、提高烤煙原料安全性提供科學依據和實踐基礎。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試硅基復合肥為緩釋性肥料，由湖南農業大學耕地重金屬鈍化螯合實驗室提供，主要成分為硅酸鹽、碳酸鈣和氧化鈣等。供試烤煙為K326，種子由中南煙草試驗站提供。供試土壤取自湖南農業大學耘園，基本理化性質如表1所示。

1.2 試驗設計

本試驗為盆栽試驗，在湖南農業大學耘園內進行。

將供試土壤風干、碾碎、過篩后，將四水硝酸鎘（CdN2O6·4H2O）水溶液均勻噴施，每公斤土壤添加2 mg外源鎘，老化兩周后撒施硅基肥料，攪拌均勻后裝盆，每盆10 kg。硅基復合肥施用量設4個水平：A0是對照組，為0 mg·kg-1，A1為0.66 mg·kg-1，A2為1.33 mg·kg-1，A3為2.00 mg·kg-1。日常管理按“優質烤煙生產技術規范”執行，所用肥料為煙草專用復合肥，N∶P2O5∶K2O為8∶11∶11，按田間每公頃施氮量為90 kg計。

1.3 樣品采集與檢測方法

分別于烤煙生長的團棵期、旺長期和成熟期在各盆栽小區選取長勢一致且具有代表性的煙株連根帶莖整株采集，每個小區每次采集3組樣本，烘干粉碎后供檢測備用。

煙樣采用HNO3-HCl-HF法消解，具體步驟為：稱取0.10 g煙樣于消解管中，分別加入5 mL HNO3、1 mLHCl和1 mLHF，放入烘箱加熱消解。消解完畢后，待消解管冷卻后取出，加熱除去HF，將消解液轉移至50 mL容量瓶中，用超純水定容然后過濾到10 mL離心管中，最后用ICP-MS檢測。

2 結果與分析

2.1 硅基復合肥對烤煙根系鎘含量的影響

由圖1可知：在團棵期，隨著硅基復合肥施用量的增加，烤煙根系鎘含量顯著降低，各施用量間的差異性均達到顯著水平，施用量為A1、A2和A3時，分別比對照降低10.39%，20.77%，32.95%；旺長期時，根系鎘含量隨著硅基復合肥用量的提高，呈先降低后升高的趨勢，各處理的關系為A0>A1>A3>A2，A2處理與對照之間差異性顯著，與對照相比，A1降低10.65%，A2降低27.66%，A3降低16.64%；成熟期時，各處理間表現為A0>A1>A2>A3，A0顯著高于A2和A3，A1、A2和A3分別比對照降低6.15%，20.77%，22.69%；隨著生育期的推進，對照處理根系鎘含量在旺長期降幅達61.68%，成熟期則較為平穩，添加硅基復合肥后根系鎘含量的總體變化趨勢不變，但A1和A2鎘含量處理在成熟期略有回升。

2.2 硅基復合肥對烤煙莖部鎘含量的影響

由圖2可知：硅基復合肥能降低煙莖鎘含量，且隨著施用量的增加，莖部鎘含量在團棵期和旺長期呈逐漸降低的趨勢，在成熟期呈先降低后升高的趨勢；在團棵期時，各處理間差異性均達到顯著水平，A1、A2和A3分別比對照降低11.39%，20.94%，29.76%；在旺長期時，A0和A1顯著高于A2和A3，A0與A1、A2與A3之間無顯著性差異，與對照相比，A1降低8.75%，31.78%，38.34%；在成熟期，A1、A2和A3均顯著低于對照，分別比對照降低16.26%，31.75%，25.15%；煙莖鎘含量隨生育期總體呈推進逐漸降低的趨勢，且在旺長期降幅較大，成熟期趨于平穩，其中A3處理的鎘含量在成熟期略有回升。

2.3 硅基復合肥對烤煙煙葉鎘含量的影響

由圖3可知：添加硅基復合肥后煙葉鎘含量顯著降低，在團棵期表現為A0>A1>A3>A2，除A2與A3外各處理間均存在顯著性差異，與對照相比，A1降低20.34%，52.81%，46.32%；旺長期時，煙葉鎘含量隨硅基復合肥施用量增加而顯著降低，A1、A2和A3分別比對照降低16.05%，48.11%和57.64%；成熟期時各處理之間的關系與團棵期相同，與對照相比，A1、A2和A3分別降低37.17%，55.58%和48.78%；煙葉鎘含量隨生育期推進的變化趨勢與莖部和根部類似，在成熟期，A0和A3有所回升。

3 結論與討論

通過試驗結果可以看出，添加硅基復合肥能有效降低烤煙各部位的鎘含量，其中根部鎘含量在團棵期降幅最大，莖部鎘含量在旺長期總體降幅最大，葉部則是成熟期降幅最大，總體上與煙株各部位快速生長時期契合，其原因是硅素對煙株生長的促進作用導致各部位生物量持續增加，鎘含量由于稀釋效應不斷降低[11]。此外，0.66 mg·kg-1的施用量在生育中后期對根部和莖部的降鎘效果不再顯著，出現后勁不足的表現，而2.00 mg·kg-1處理下的煙株，其根部、莖部和葉部鎘含量均出現小幅回升的情況，降鎘效果不穩定，其原因有待進一步探究。1.33 mg·kg-1施用量下煙株各部位鎘含量顯著降低且效果穩定，適合生產使用。為在實際大田生產中推廣使用硅基復合肥，還需進一步研究其對烤煙產質量的影響，并且長期追蹤，確保對土壤安全性無長期副作用。

參考文獻：

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