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土壤中砷对柑桔作物砷残留量的影响

张焱  
【摘要】: 土壤中的砷是果实砷的主要来源。土壤添加砷或背景含量高可能会导致作物砷含量增高,但土壤中砷含量和存在形态对于柑桔这种多年生作物的影响,尤其是对可食部分果肉中残留量的研究几乎是空白。 本研究在对土壤砷的有效性及提取测定方法研究的基础上,结合农业部柑桔及苗木质量监督检验测试中心对全国柑桔主产区柑桔鲜果的质量安全普查项目,对采自四川、重庆、湖南、浙江、福建、江西等9个柑桔主产省市及三峡库区柑桔园土壤、果实、植株样品进行室内分析,结合统计分析,研究砷在土壤与柑桔作物上的分布规律,寻找柑桔园土壤砷对柑桔作物,尤其是果实砷含量的残留影响规律,以期为科学评价柑桔园土壤的生物安全性和改善土壤生产环境提供借鉴和依据。取得如下结论: (1)供试土壤样品总砷含量在1.77~16.1 mg/kg之间,平均值为5.93mg/kg。地理位置较接近的地方,总砷含量也较接近,具有一定的地域特征。紫色土总砷含量范围在1.77~6.15mg/kg之间,平均值3.61mg/kg,大部分集中在2.71~4.70 mg/kg范围;红壤总砷含量范围在2.24~12.2mg/kg之间,平均值6.64mg/kg,黄壤平均值6.48 mg/kg。从样品总体来看,土壤总砷含量红壤>黄壤>紫色土。 果肉砷含量与土壤总砷的相关系数R=0.2019(n=35),小于t_(0.05)=0.325(n=35),没有达到显著水平。说明土壤的总砷含量水平不能表达土壤砷对果实砷残留量的影响,以土壤总砷衡量柑桔园土壤砷的生物安全性不可靠。 (2)对设计的三种土壤有效砷提取剂提取结果比较,0.5mol/LNaHCO_3(pH8.5)效果最好,方法的变异系数为8.62%。通过三峡库区的土壤和柑桔植物样品对比验证,结果为:果肉砷含量与耕作层(0~35cm)土壤的0.5mol/LNaHCO_3浸提量都达到显著相关水平(R=0.8078~*,11=6);其中,与0~15cm土层土壤的相关性系数R=0.7623~*(n=6),与20~35cm土层相关系数R=0.8402~(**)(n=6),达到极显著相关水平。当年生长抽发的植物样品(果肉+枝条+叶片+根系)砷合计量与土壤0.5mol/LNaHCO_3的浸提砷量的相关性系数R=0.7545~*(n=6),达到显著正相关水平。枝条砷含量与两层土壤(0~15cm、20~35cm)的NaHCO_3浸提合计量呈极显著正相关关系,R=0.7253~(**)(n=10),叶片、根系砷含量与土壤的NaHCO_3浸提量之间相关性不显著。证明0.5mol/L NaHCO_3浸提的土壤砷含量,不仅与柑桔果肉中的砷含量呈显著正相关关系,也与柑桔植株砷含量有一定正相关,能够反映土壤中的砷对柑桔作物砷残留量的影响效应,可以用作柑桔园土壤的有效砷提取剂。 (3)用0.5mol/L NaHCO_3法对所有供试土壤样品有效砷测定结果为(n=70):土壤有效砷含量在20.4~353μg/kg之间,同一地区的土壤有效砷含量水平相近;碱性土壤的有效砷含量明显大于酸性土壤。所采集的土壤样品中,紫色土有效砷平均值92.0μg/kg,红壤有效砷平均值156μg/kg,黄壤有效砷平均值54.1μg/kg,有效砷含量红壤>紫色土>黄壤。 (4)果肉砷含量与相对应土壤有效砷的相关系数R=0.4115~*(n=35),大于t_(0.05)=0.325(n=35),达到显著相关水平。证明土壤中的有效砷含量与果肉砷含量之间存在量化关系,土壤中的有效砷含量水平关乎柑桔果实的砷残留水平和食用安全。 (5)土壤样品的pH值与有效砷相关系数R=0.4755~(**)(n=35),呈极显著正相关关系。土壤有效磷与有效砷的相关系数R=0.3467~*(n=35),呈显著正相关关系。三峡库区样品有效磷与有效砷相关系数R=0.7459~(**)(n=10),呈极显著正相关关系。表明土壤中磷的加入会加重砷害。土壤有效锰、有效铁、有机质含量对有效砷含量影响不显著,都略微呈负相关趋势,但没有达到显著相关水平。 (6)对土壤剖面样品的分析,有效砷主要集中在0~35cm的耕作层中,35cm以下的土层中有效砷含量极低,没有达到检出水平。砷在土壤环境中具有低等至中等迁移能力,在土壤中的移动性较差,强烈趋向于在土壤表土耕层中富集,向下的淋溶迁移能力较弱。 (7)果肉最高含砷量86.3μg/L,最低砷含量11.8μg/L,平均含量为21.0μg/L。按GB2763—2005判定,在供试的70个样品中有12个果肉样品超标,超标率为17%。叶片砷含量平均值为0.653 mg/kg,根系砷含量平均值为0.459 mg/kg,枝条砷含量平均值为0.119 mg/kg,总的来看,砷含量叶片>根系>枝条>果肉,且叶片、根系、枝条的砷含量远远大于果肉。 从果肉中各元素的含量看,砷对铁有一定的的拮抗性,拮抗作用不显著。对其它营养元素的吸收没有显著的干扰作用。


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