中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (30): 48-54.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0171
收稿日期:
2024-03-07
修回日期:
2024-07-10
出版日期:
2024-10-25
发布日期:
2024-10-23
通讯作者:
作者简介:
薛志伟,女,1987年出生,河南浚县人,助理研究员,硕士研究生,主要从事小麦新品种选育和相关研究。通信地址:455000 河南省安阳市文峰区文明大道833号 安阳市农业科学院,Tel:0372-2529357,E-mail:958303066@qq.com。
基金资助:
XUE Zhiwei1(), GAO Feng1(
), HUANG Qingqing2, YANG Chunling1
Received:
2024-03-07
Revised:
2024-07-10
Published:
2024-10-25
Online:
2024-10-23
摘要:
冬小麦是中国主要的粮食作物之一,本研究旨在探讨豫北典型农田土壤和小麦籽粒中重金属的富集特征及其潜在风险,为小麦种植及籽粒安全质量提供科学依据。采集了豫北典型农田的土壤和小麦籽粒样本,测定了其中的铁、锰、锌、铜、铬、镍等元素的含量,并对重金属的污染及其生态风险进行评价。结果表明,土壤中重金属元素铁、锰、锌、铜、铬、镍平均含量分别为11397.33、287.83、23.33、7.41、31.41、8.56 mg/kg;元素之间多数呈显著正相关关系;铜、锌、铬、镍单项污染评价和综合污染评价均为清洁无污染。小麦籽粒中重金属元素铁、锰、锌、铜、铬、镍平均含量分别为30.42、61.75、23.17、1.52、0.28、0.16 mg/kg;少数元素之间呈显著正相关关系。铁、锌、铜含量低于小麦可耐受最高含量,锰含量高于小麦可耐受最高含量;铬元素综合污染评价为轻度污染,镍元素污染评价为清洁无污染。土壤—小麦系统中重金属之间存在协同或拮抗作用,小麦籽粒对土壤重金属的富集系数表现为锌>锰>铜>镍>铬>铁。可得出结论豫北农田土壤重金属污染风险程度较低。
薛志伟, 郜峰, 黄青青, 杨春玲. 农田土壤—小麦系统重金属迁移特征和风险评估[J]. 中国农学通报, 2024, 40(30): 48-54.
XUE Zhiwei, GAO Feng, HUANG Qingqing, YANG Chunling. Migration Characteristics and Risk Assessment of Heavy Metals in Farmland Soil-Wheat System[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(30): 48-54.
元素 | 含量/(mg/kg) | 平均值/(mg/kg) | 标准/(mg/kg) | 变异系数/% |
---|---|---|---|---|
Fe | 8948.00~17473.00 | 11 397.33 | 1 941.49 | 17.03 |
Mn | 205.21~469.70 | 287.83 | 63.62 | 22.10 |
Zn | 17.03~43.98 | 23.33 | 4.48 | 19.19 |
Cu | 5.01~14.16 | 7.41 | 1.76 | 23.81 |
Cr | 23.21~45.88 | 31.41 | 5.53 | 17.59 |
Ni | 6.41~14.14 | 8.56 | 1.93 | 22.54 |
元素 | 含量/(mg/kg) | 平均值/(mg/kg) | 标准/(mg/kg) | 变异系数/% |
---|---|---|---|---|
Fe | 8948.00~17473.00 | 11 397.33 | 1 941.49 | 17.03 |
Mn | 205.21~469.70 | 287.83 | 63.62 | 22.10 |
Zn | 17.03~43.98 | 23.33 | 4.48 | 19.19 |
Cu | 5.01~14.16 | 7.41 | 1.76 | 23.81 |
Cr | 23.21~45.88 | 31.41 | 5.53 | 17.59 |
Ni | 6.41~14.14 | 8.56 | 1.93 | 22.54 |
元素 | Fe | Mn | Zn | Cu | Cr | Ni |
---|---|---|---|---|---|---|
Fe | 1.000 | |||||
Mn | 0.904** | 1.000 | ||||
Zn | 0.127 | 0.187 | 1.000 | |||
Cu | 0.888** | 0.774** | 0.311* | 1.000 | ||
Cr | 0.910** | 0.809** | 0.121 | 0.816** | 1.000 | |
Ni | 0.948** | 0.822** | 0.161 | 0.884** | 0.933** | 1.000 |
元素 | Fe | Mn | Zn | Cu | Cr | Ni |
---|---|---|---|---|---|---|
Fe | 1.000 | |||||
Mn | 0.904** | 1.000 | ||||
Zn | 0.127 | 0.187 | 1.000 | |||
Cu | 0.888** | 0.774** | 0.311* | 1.000 | ||
Cr | 0.910** | 0.809** | 0.121 | 0.816** | 1.000 | |
Ni | 0.948** | 0.822** | 0.161 | 0.884** | 0.933** | 1.000 |
元素 | 含量/(mg/kg) | 平均值/(mg/kg) | 标准/(mg/kg) | 变异系数/% |
---|---|---|---|---|
Fe | 12.86~71.02 | 30.42 | 13.72 | 45.11 |
Mn | 37.79~90.63 | 61.75 | 11.09 | 17.97 |
Zn | 12.04~62.63 | 23.17 | 8.38 | 36.18 |
Cu | 1.02~3.30 | 1.52 | 0.36 | 23.91 |
Cr | 0.13~1.53 | 0.28 | 0.20 | 74.30 |
Ni | 0.04~0.72 | 0.16 | 0.14 | 84.68 |
元素 | 含量/(mg/kg) | 平均值/(mg/kg) | 标准/(mg/kg) | 变异系数/% |
---|---|---|---|---|
Fe | 12.86~71.02 | 30.42 | 13.72 | 45.11 |
Mn | 37.79~90.63 | 61.75 | 11.09 | 17.97 |
Zn | 12.04~62.63 | 23.17 | 8.38 | 36.18 |
Cu | 1.02~3.30 | 1.52 | 0.36 | 23.91 |
Cr | 0.13~1.53 | 0.28 | 0.20 | 74.30 |
Ni | 0.04~0.72 | 0.16 | 0.14 | 84.68 |
元素 | Fe | Mn | Zn | Cu | Cr | Ni |
---|---|---|---|---|---|---|
Fe | 1.000 | |||||
Mn | -0.038 | 1.000 | ||||
Zn | 0.147 | -0.140 | 1.000 | |||
Cu | 0.166 | -0.077 | 0.365** | |||
Cr | 0.334** | 0.278* | -0.037 | -0.015 | 1.000 | |
Ni | 0.007 | 0.150 | 0.052 | 0.027 | 0.309* | 1.000 |
元素 | Fe | Mn | Zn | Cu | Cr | Ni |
---|---|---|---|---|---|---|
Fe | 1.000 | |||||
Mn | -0.038 | 1.000 | ||||
Zn | 0.147 | -0.140 | 1.000 | |||
Cu | 0.166 | -0.077 | 0.365** | |||
Cr | 0.334** | 0.278* | -0.037 | -0.015 | 1.000 | |
Ni | 0.007 | 0.150 | 0.052 | 0.027 | 0.309* | 1.000 |
元素 | 含量 | 平均值±标准差 | 中值 | 变异系数/% |
---|---|---|---|---|
Fe | 0.001~0.006 | 0.003±0.001 | 0.003 | 47.03 |
Mn | 0.12~0.38 | 0.22±0.05 | 0.21 | 25.56 |
Zn | 0.23~2.20 | 0.99±0.39 | 0.94 | 39.15 |
Cu | 0.12~0.51 | 0.21±0.07 | 0.20 | 30.93 |
Cr | 0.004~0.063 | 0.009±0.008 | 0.007 | 88.24 |
Ni | 0.005~0.101 | 0.020±0.019 | 0.013 | 95.25 |
元素 | 含量 | 平均值±标准差 | 中值 | 变异系数/% |
---|---|---|---|---|
Fe | 0.001~0.006 | 0.003±0.001 | 0.003 | 47.03 |
Mn | 0.12~0.38 | 0.22±0.05 | 0.21 | 25.56 |
Zn | 0.23~2.20 | 0.99±0.39 | 0.94 | 39.15 |
Cu | 0.12~0.51 | 0.21±0.07 | 0.20 | 30.93 |
Cr | 0.004~0.063 | 0.009±0.008 | 0.007 | 88.24 |
Ni | 0.005~0.101 | 0.020±0.019 | 0.013 | 95.25 |
土壤Fe | 土壤Mn | 土壤Zn | 土壤Cu | 土壤Cr | 土壤Ni | |
---|---|---|---|---|---|---|
籽粒Fe | 0.373** | 0.455** | 0.064 | 0.386** | 0.387** | 0.360** |
籽粒Mn | 0.131 | 0.081 | -0.032 | 0.193 | 0.053 | 0.098 |
籽粒Zn | -0.274* | -0.084 | 0.256* | -0.144 | -0.254 | -0.299* |
籽粒Cu | 0.165 | 0.199 | -0.097 | 0.143 | 0.201 | 0.149 |
籽粒Cr | 0.029 | 0.153 | 0.025 | 0.008 | -0.05 | -0.021 |
籽粒Ni | 0.001 | 0.05 | -0.134 | -0.079 | -0.288* | -0.08 |
土壤Fe | 土壤Mn | 土壤Zn | 土壤Cu | 土壤Cr | 土壤Ni | |
---|---|---|---|---|---|---|
籽粒Fe | 0.373** | 0.455** | 0.064 | 0.386** | 0.387** | 0.360** |
籽粒Mn | 0.131 | 0.081 | -0.032 | 0.193 | 0.053 | 0.098 |
籽粒Zn | -0.274* | -0.084 | 0.256* | -0.144 | -0.254 | -0.299* |
籽粒Cu | 0.165 | 0.199 | -0.097 | 0.143 | 0.201 | 0.149 |
籽粒Cr | 0.029 | 0.153 | 0.025 | 0.008 | -0.05 | -0.021 |
籽粒Ni | 0.001 | 0.05 | -0.134 | -0.079 | -0.288* | -0.08 |
[1] |
陈文轩, 李茜, 王珍, 等. 中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价[J]. 环境科学, 2020, 41(6):2822-2833.
|
[2] |
周建军, 周桔, 冯仁国. 我国土壤重金属污染现状及治理战略[J]. 中国科学院院刊, 2014, 29(3):315-320.
|
[3] |
doi: S0160-4120(18)32797-1 pmid: 30743144 |
[4] |
|
[5] |
杨莉琳, 刘小京, 徐进, 等. 小麦籽粒微量元素含量的研究进展[J]. 麦类作物学报, 2008, 28(6):1113-1117.
|
[6] |
王利民, 刘佳, 季富华, 等. 中国小麦面积种植结构时空动态变化分析[J]. 中国农学通报, 2019, 35(18):12-23.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb18120121 |
[7] |
doi: 10.1079/pns2003262 pmid: 14506888 |
[8] |
张勇, 郝元峰, 张艳, 等. 小麦营养和健康品质研究进展[J]. 中国农业科学, 2016, 49(22):4284-4298.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.22.003 |
[9] |
蔡洁, 张惠迪, 杨丽琛. 人体铁生理需要量研究进展[J]. 卫生研究, 2018, 47(1):170-172.
|
[10] |
马彦平, 石磊, 何源. 微量元素铁,锰,硼,锌,铜, 钼营养与人体健康[J]. 肥料与健康, 2020, 47(5):12-17.
|
[11] |
于燕, 李惠玲. 铜代谢及其相关疾病研究进展[J]. 环境与健康杂志, 2018, 35(3):272-276.
|
[12] |
张莹, 刘树芳. 微量元素锌与人体健康[J]. 科技资讯, 2019, 17(5):253-254.
|
[13] |
骆和东, 吴雨然, 姜艳芳. 我国食品中铬污染现状及健康风险[J]. 中国食品卫生杂志, 2015, 27(6):717-721.
|
[14] |
孙邈. 微量元素铬镍与人体健康[J]. 微量元素与健康研究, 2010, 27(6):63-64.
|
[15] |
李晓燕, 陈同斌, 谭勇壁, 等. 北京市小麦籽粒的重金属含量及其健康风险分析[J]. 地理研究, 2008, 27(6):1340-1346.
|
[16] |
doi: 10.1016/j.fct.2013.05.014 pmid: 23721688 |
[17] |
|
[18] |
刘育红, 赵微, 肖龙盛. 西宁市不同功能区土壤重金属铬和镍的形态研究[J]. 湖北农业科学, 2012, 51(13):2695-2697.
|
[19] |
李争显, 李伟,
|
[20] |
王玉军, 刘存, 周东美, 等. 客观地看待我国耕地土壤环境质量的现状-关于《全国土壤污染状况调查公报》中有关问题的讨论和建议[J]. 农业环境科学学报, 2014, 33(8):1465-1473.
|
[21] |
吴松泽, 王冬艳, 李文博, 等. 农产品视角的城郊黑土地农田重金属风险分区[J]. 环境科学, 2022, 43(1):454-462.
|
[22] |
周亚龙, 王乔林, 王成文, 等. 雄安新区企业周边农田土壤-作物系统重金属污染风险及累积效应[J]. 环境科学, 2021, 42(12):5977-5987.
|
[23] |
康国华, 张鹏岩, 李颜颜, 等. 黄河下游开封段引黄灌区小麦中重金属污染特征及健康风险评价[J]. 环境科学, 2018, 39(8):3917-3926.
|
[24] |
崔云霞, 曹炜琦, 李伟迪, 等. 长三角农业活动区农田土壤重金属风险评价[J]. 农业环境科学学报, 2021, 40(7):1441-1450.
|
[25] |
李鹏, 张惠娟, 徐莉, 等. 麦玉轮作区农田土壤重金属调查及评价[J]. 农业环境科学学报, 2022, 41(1):46-54.
|
[26] |
罗松英, 柯思茵, 王嘉琦, 等. 湛江市郊蔬菜地土壤重金属空间分布特征及来源分析[J]. 南方农业学报, 2019, 50(8):1709-1717.
|
[27] |
岳蛟, 叶明亮, 杨梦丽, 等. 安徽省某市农田土壤与农产品重金属污染评价[J]. 农业资源与环境学报, 2019, 36(1):53-61.
|
[28] |
王菲, 费敏, 韩冬锐, 等. 山东省典型污灌区土壤-小麦重金属健康风险评估[J]. 环境科学, 2023, 44(6):3609-3618.
|
[29] |
王莹, 董爱俊, 杨建锋, 等. 老工业城市土壤-作物系统重金属的迁移累积及风险协同评价[J]. 环境科学, 2023, 44(8):4429-4439.
|
[30] |
马宏宏, 彭敏, 刘飞, 等. 广西典型碳酸盐岩区农田土壤-作物系统重金属生物有效性及迁移富集特征[J]. 环境科学, 2020, 41(1):449-459.
|
[31] |
中华人民共和国生态环境部.土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行):GB 15618-2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018:2.
|
[32] |
|
[33] |
王怡雯, 芮玉奎, 李中阳, 等. 冬小麦吸收重金属特征及与影响因素的定量关系[J]. 环境科学, 2020, 41(3):1482-1490.
|
[34] |
中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准食品中污染物限量:GB 2762-2017[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017:8.
|
[35] |
路港滨, 俄胜哲, 袁金华, 等. 土壤重金属有效性影响因素及其在作物和土壤系统迁移运转规律研究进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(20):67-73.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0589 |
[36] |
周晓声, 娄厦,
|
[37] |
顾思博, 周金龙, 曾妍妍, 等. 新疆民丰县农田土壤微量营养元素含量及分布[J]. 干旱区研究, 2020, 37(1):142-149.
|
[38] |
王效瑾, 高巍, 赵鹏, 等. 小麦幼苗根系形态对镉胁迫的响应[J]. 农业环境科学学报, 2019, 38(6):1218-1225.
|
[39] |
王成尘, 田稳, 向萍, 等. 土壤-水稻/小麦重金属吸收机制与安全调控[J]. 中国环境科学, 2022, 42(2):794-807.
|
[40] |
|
[41] |
|
[42] |
刘易科, 佟汉文, 朱展望, 等. 湖北省小麦营养品质状况分析[J]. 麦类作物学报, 2012, 32(5):967-972.
|
[43] |
徐建明, 孟俊, 刘杏梅, 等. 我国农田土壤重金属污染防治与粮食安全保障[J]. 中国科学院院刊, 2018, 33(2):153-159.
|
[44] |
王国兰, 王玥, 李旭, 等. 千河下游土壤-小麦系统重金属富集特征及风险评价[J]. 干旱区资源与环境, 2022, 36(4):80-86.
|
[45] |
李艳玲, 陈卫平, 杨阳, 等. 济源市平原区农田重金属污染特征及综合风险评估[J]. 环境科学学报, 2020, 40(6):2229-2236.
|
[46] |
刘勇, 刘燕, 朱光旭, 等. 石灰对Cu,Cd,Pb,Zn复合污染土壤中重金属化学形态的影响[J]. 环境工程, 2019, 37(2):158-164.
|
[47] |
王晓瑞, 周生路, 吴绍华. 长江三角洲地区小麦植株的重金属分布及其相关性-以昆山市为例[J]. 地理科学, 2011, 31(2):226-231.
|
[48] |
邵云, 李春喜, 李向力, 等. 土壤-小麦系统中5种重金属含量的相关分析[J]. 河南农业科学, 2007(5):25-28.
doi: 10.3969/j.issn.1004-3268.2007.05.006 |
[49] |
赵秀芳, 王艺璇, 张永帅, 等. 山东安丘地区土壤-小麦系统重金属等元素间的相互作用[J]. 现代地质, 2020, 34(5):936-944.
|
[50] |
张红振, 骆永明, 章海波, 等. 土壤环境质量指导值与标准研究V.镉在土壤-作物系统中的富集规律与农产品质量安全[J]. 土壤学报, 2010, 47(4):628-638.
|
[1] | 姚金保, 杨学明, 张鹏, 范祥云, 余桂红, 何漪, 王化敦. 弱筋小麦新品种‘宁麦36’的产量及品质性状分析[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 20-24. |
[2] | 李倩, 张养利, 闫苗苗, 郝双奎, 聂耸, 孙杰, 曹三潮, 王娜. 播期播量氮肥三因子对‘渭麦9号’群体结构和籽粒品质的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 25-29. |
[3] | 郑剑超, 李明, 董飞. 减施化肥增施有机肥和菌肥对番茄产量及土壤微生物和酶活性的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 48-54. |
[4] | 杨张青, 辛银平, 赵晴, 王猛, 秦一浪, 胡峰, 李国强. 比浊法快速测定土壤中速效钾的研究进展[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 83-88. |
[5] | 陈国安, 宋肖琴, 刘文彬, 柳丹, 叶正钱. 不同土壤改良剂对水稻吸收和积累镉的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 89-96. |
[6] | 丁豪, 高海涛, 毕香君, 李升东. 不同播种方式对冬小麦产量构成和旗叶光合特性的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 9-19. |
[7] | 庞英华, 顾万帆, 金鑫, 张舟娜, 金雅慧, 郑洪福. 杭州余杭径山茶园土壤养分状况及肥力质量评价[J]. 中国农学通报, 2024, 40(9): 97-105. |
[8] | 杨汉, 黄志谋, 瞿和平, 柴沙沙, 黎雨薇, 赵清纯, 秦晓银. 优化施肥对鲜食型甘薯产量、养分利用及土壤性质的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 63-67. |
[9] | 于淑慧, 朱国梁, 牟小翎, 董浩, 史桂芳, 郑铮, 张卫建. 花生与绿肥轮作对土壤含水量和土壤肥力的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 74-79. |
[10] | 杨庆楠, 高士军, 张何普, 徐金忠. 秸秆覆盖对土壤水热状况的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 80-85. |
[11] | 邓博, 郭澎, 卫磊嘉, 陈上茂, 马泽, 陈丹, 毕利东. 外源添加物对不同土地利用方式下土壤肥力的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(8): 91-100. |
[12] | 展文洁, 周犇, 朱林星, 王敏, 朱长太, 沈其荣, 郭世伟. 木霉生物有机肥对盐渍化土壤肥力及杭白菜产量和品质的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(7): 108-117. |
[13] | 马爱平, 靖华, 亢秀丽, 赵玉坤, 崔欢虎, 黄学芳, 席吉龙. 低山丘陵区土壤肥力梯度及其指标对小麦产量、品质性状的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(7): 101-107. |
[14] | 陈睿, 崔泽远, 李志, 耿贵, 於丽华. AM真菌对连作土壤上作物生长影响的研究进展[J]. 中国农学通报, 2024, 40(6): 1-8. |
[15] | 邵文奇, 董青君, 董玉兵, 钟平, 纪力, 陈川, 章安康. 药剂拌种对沿淮地区迟播小麦壮苗效应及产量的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(6): 22-28. |
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