成都市不同水果產業區果品重金屬富集現狀分析

李 根，張 成，鐘文挺，李 浩，王 科，劉思汐，陳媛媛，肖欣娟

(成都市農業技術推廣總站，成都 610041)

成都平原土地肥沃，水系發達，光照溫度適宜，是四川重要的水果生產基地。截止2019年底，全市果樹種植面積11.31萬hm2，年產量170.3萬t，年產值112.17億(參考全國經濟作物生產調度系統)。經過各級農業部門對水果產業的大力投入和果樹品種區域化的推進，成都市果樹產業結構不斷優化，形成了諸如蒲江柑橘、都江堰獼猴桃、龍泉驛桃、雙流冬草莓等多個各具特色的水果產業區[1]。

不同果樹對于土壤中各類重金屬的吸收能力不同[2]。多年生木本果樹相對于藤本和草本，木質部和根系發達，吸收土壤中的重金屬后，大多數儲存在根系中，只有少部分轉移到地上部，加之植株高大，最終富集在果實中的重金屬相對較少。不同的重金屬在土壤和果樹中的遷移和富集模式不同，本文以成都市蒲江縣、都江堰市、龍泉驛區及雙流區果園土壤及水果為對象進行重金屬富集研究，旨在弄清成都市不同水果產業區果樹對于土壤重金屬的吸收富集現狀及特征，以期為果樹重金屬防治、果樹產業健康發展提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2019年，按照隨機和多點混合的原則，在成都市蒲江縣、都江堰市、龍泉驛區及雙流區各類果園采集基礎土壤樣品。采樣方法為棋盤法，土壤采樣深度為0～30cm，多點混勻，四分法保留混合樣1kg備用，土壤樣品的采集與制備均按照《農田土壤環境質量監測技術規范(NY/T 395-2012)》進行。同時采集當地代表水果的果實樣品，包括柑橘，獼猴桃、桃、葡萄、草莓。樣品采集時間為各類水果當季時，果實均為完熟，果實樣品采集后立即帶回，保存在4℃冰箱備用。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 基礎土壤樣品

基礎土壤樣品測定指標包括：pH、有機質、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量、重金屬(鎘、鉛、鉻、砷、汞)。pH采用pH計法測定，水土比為2.5∶1；有機質含量采用重鉻酸鉀-硫酸消化法測定；全氮含量采用凱氏定氮法測定；有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定；陽離子交換量采用EDTA-乙酸銨鹽交換法；重金屬(鎘、鉛、鉻、砷、汞)使用原子熒光分光光度法、原子吸收分光光度法進行測定。

1.2.2 果實樣品 果實樣品測定指標為重金屬(鎘、鉛、鉻、砷、汞)；測定方法同基礎土壤樣品。

1.3 數據處理與評價標準

果實重金屬富集系數=果實重金屬含量/土壤重金屬含量。

所有數據均采用Excel2010、SPSS20.0軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同區域土壤基礎養分

由表1可知不同水果產業區土壤基礎指標差異較大。不同水果產業區土壤利用類型主要包括旱地、園地和水田，以蒲江縣最為復雜，包含了3種利用類型；雙流區、都江堰及龍泉驛區土壤為中性，蒲江縣為酸性土；都江堰市土壤有機質及全氮均最高，而有效磷、速效鉀及陽離子交換量最低；蒲江縣種植獼猴桃的土壤pH最低，有效磷遠高于其他地方。綜上，造成土壤基礎指標差異較大的主要原因在于各區域不同的土壤利用類型和種植類型，不同果樹對于土壤基礎養分的需求存在差異，配套的耕作和肥水管理方式也有所不同，逐步形成了區域性的、各具特色的土壤基礎養分模式。

表1 不同水果產業區土壤基礎養分

2.2 不同區域土壤重金屬含量

參照表2及土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準(GB15618-2018)對試驗各地的土壤重金屬進行評估，結果表明基于試驗各地不同的土壤pH和土壤利用類型，試驗各地土壤中鎘、鉛、鉻、砷、汞含量均低于相應的土壤污染風險篩選值。

表2 不同水果產業區土壤重金屬含量

2.3 不同功能區水果重金屬富集

如表3所示，從整體來看重金屬在果樹中的富集較少，不同水果產業區果實重金屬富集系數均較低，但富集模式不盡相同。草莓作為多年生草本植物，果實重金屬富集系數與其他木質藤本果樹、木本果樹有明顯差異，重金屬鎘富集系數遠高于其他果樹，鉛、汞富集系數也高于其他果樹。獼猴桃在蒲江縣和都江堰市的重金屬鎘、鉛富集表現不同，蒲江縣試驗區土壤呈酸性，都江堰試驗區呈中性，都江堰試驗區土壤中重金屬鎘、鉛含量高于蒲江縣，而都江堰獼猴桃重金屬鎘、鉛富集系數低于蒲江縣獼猴桃。此外，龍泉驛區桃的鎘和汞的富集系數較高，僅次于草莓，鉻的富集系數遠高于其他果樹。值得一提的是，結合表2與表3，可以看出重金屬砷在各試驗區土壤和各類果樹中的富集較為穩定。

表3 不同水果產業區果實重金屬富集系數

3 結果與討論

重金屬在果樹中的富集受到多種因素影響，包括土壤類型、土壤重金屬含量高低、土壤pH、果樹類型及其遷移模式。本試驗選擇成都市具有代表性的四個水果產業區，通過測定土壤基礎養分和重金屬含量發現，基于土壤的不同利用類型，加之不同果樹配套的耕作和肥水管理方式，4個試驗地土壤養分存在區域性的特點。譬如蒲江縣以酸性土為主，基礎養分含量較多，其他區域以中性土為主；都江堰市和蒲江縣種植獼猴桃的試驗地土壤差異較為明顯，主要集中在pH、有效磷和速效鉀。測定4個區域6個試驗地的土壤重金屬含量，結果表明五種重金屬含量均低于土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準(GB15618-2018)中土壤污染風險篩選值，且表現較為穩定。

通過測定不同水果中重金屬含量，結合試驗地土壤重金屬含量，計算出不同水果產業區果實重金屬富集系數，結果表明，從果樹類型來說，草本果樹代表草莓中重金屬水平高于木本果樹柑橘、桃和木質藤本果樹獼猴桃、葡萄。木本植物乃至木質藤本類植物相對于草本植物根系發達，植株高大，且重金屬在其根系中更容易積累[3]，并且在含量上一般表現為根>莖>葉>果實。在果樹中這種重金屬積累遞減規律也存在，如在葡萄上的研究[4]也表明了木質藤本類果樹重金屬積累一定程度上是吻合的。龍泉驛區桃果實重金屬富集系數中鎘和鉻遠高于其他木本和木質藤本，出現此現象的原因可能是由于桃樹自身的重金屬吸收、富集能力遠強于試驗中其他木本和木質藤本果樹，亦或是試驗地及植株材料的選擇不具備代表性，需要進一步研究確認。從地域來說，蒲江縣和都江堰市均種植獼猴桃，但果實中重金屬含量存在差異。都江堰市中性土壤中的鎘、鉛向獼猴桃果實遷移和富集的能力是弱于蒲江縣的酸性土壤，而汞的表現是相反的，因此可以推測，不同的重金屬在不同酸堿性的土壤中遷移和富集是存在較大差異的，鎘和鉛在中性土壤條件下更趨于穩定，酸性土壤條件下更趨于游離，汞的規律則相反，酸性土壤條件下更趨于穩定。

重金屬在果樹中的遷移和富集的系統性研究較少，主要集中在部分大宗果樹上，因此后續可針對成都各區域各類果樹重金屬遷移和富集進行系統全面的研究，進一步為果樹重金屬防治、果樹產業健康發展提供參考。