农作物土壤中镉含量分析及作物镉富集系数评价研究(2)
2.4不同作物对土壤镉的富集吸收分析
为更好地描述农作物对土壤中重金属的吸收富集,作物富集系数(PUF)可用来做为表征手段[8]。作物富集系数计算公式为:PUF=作物中重金属含量/土壤重金属含量。根据供试作物和土壤中重金属镉含量测定结果,获得不同作物的镉富集系数。
调查分析表明,水稻糙米的镉富集系数为0.014~3.82,对应土壤的镉含量(均值)0.22mg/kg。曾翔等[9]调查发现,46个糙米样品的镉富集系数在0.21~1.28,相应的土壤镉含量为2mg/kg。此外,通过在含镉量0.9mg/kg的土壤中栽培水稻试验,获得水稻籽粒镉富集系数在0.99~4.9的研究结果[10]。
蔬菜的镉富集系数(平均值)分别为叶菜类0.23、薯芋类0.34、茄果类0.104、豆类0.101、瓜类(含西瓜水果)0.028、水生蔬菜类0.020;水果类(含林果、葡萄、果蔗等)镉富集系数(均值)为0.14。蔬菜作物种类多,对土壤镉的吸收富集能力各不相同[3]。汪雅各等[11]的调查结果指出,在含镉量0.326mg/kg的土壤中产出的马铃薯,镉富集系数为0.09。
表3作物富集系数(PUF)概率分布的正态性检验
作物粮油作物叶菜类豆类薯芋类茄果类瓜类水果类P值[采用ln(PUF)值]0.1100.0180.7750.1290.4120.6750.005P值[采用PUF值]00.00200.0050.01400
作物富集系数概率分布的正态检验结果表明(表3),粮油、豆类、薯芋类、茄果类和瓜类作物富集系数ln(PUF)的概率分布服从正态分布,叶菜、水果类的呈偏正态分布;与之相反,所有富集系数PUF值的概率分布均不服从正态分布。因此,在进行不同作物的富集系数比较时,采用ln(PUF)的平均值比采用PUF平均值更加准确。
根据正态性检验结果,采用ln(PUF)的均值来比较不同作物的富集系数。不同作物的镉富集系数ln(PUF)大小依次为:粮油作物>薯芋类>叶菜类>茄果类蔬菜>水果类>豆类蔬菜>瓜类蔬菜(瓜果),其中粮油作物的PUF值是瓜类的27倍,ln(PUF)值是瓜类的5倍。
3结论
3.1研究调查区域耕作层土壤镉含量平均值为0.21mg/kg,在159个样本中高于土壤三级标准的样本数1个,土壤环境质量现状整体良好。
3.2在采集的稻米、油菜籽、蔬菜(叶菜类、茄果类、薯芋类、豆类、水生类、瓜类)、林果类、葡萄、果蔗、西瓜等315个样本中,镉含量最小值0.40μg/kg、最大值726.6μg/kg,平均值56.8μg/kg。不同作物中镉含量差异显著,以粮油类作物中镉含量最高,水生蔬菜类最低,二者含量相差24倍。
在蔬菜中,镉含量高低的次序为:薯芋类>叶菜类>茄果类>豆类>瓜类>水生类。
3.3农作物中镉含量与土壤总镉含量二者之间无显著相关性;土壤中有效态镉含量与总镉含量之间存在显著的正相关。
3.4蔬菜作物的镉富集系数分别为:薯芋类0.34、叶菜类0.23、茄果类0.104、豆类0.101、瓜类0.028、水生蔬菜类0.020;水果类镉富集系数为0.14。
3.5农作物镉富集系数值的概率分布不服从正态分布,但镉富集系数的对数值服从正态分布,因此,本文提出采用富集系数对数值的平均数来表征比较作物镉富集能力的观点。
参考文献
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