2022年五种重金属在小麦植株不同器官中的分布特征doc资料

1、精品文档 五种重金属在小麦植株不同器官中的分布特点 邵 云,姜丽娜, 李 向力,鲁旭阳,李春喜 河南师范高校生命科学学院,河南 新乡 453007 摘要：为争辩 Cd,Pb, As, Cu,Zn 等 5 种重金属在小麦植株不同器官的分布特点,以郑州 9023 为供试品种,接受田间试 验方法,应用原子吸取分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法（ ICPS）分别测定了小麦植株不同器官的重金属质 量分数并进行了分析；结果说明,小麦植株中较易富集 Cd 的器官是根,叶及废弃物,较易富集 Pd, As 的器官是根,茎及 废弃物,较易富集 Zn, Cu 的器官是根,茎和籽粒；在这 5 种重金属中, Z

2、n 在小麦茎和籽粒中的富集系数最高, Cd 在地上 部分其他器官的富集系数最高,而 Pb 在这些器官中富集系数均为最低, Cu 和 As 就居中； 关键词：小麦；重金属；器官；分布 中图分类号： 文献标识码： A 文章编号： 1672-2175（2022） 02-0204-04 小麦是世界上最重要的粮食作物,全世界约有 表 1 田间试验重金属处理质量分数 一半以上的人口以小麦作为主要粮食；在我国,小 Table 1 Content of heavy metals treatments in field 麦又是仅次于水稻的其次大作物,其产量和品质直 处理 wCd wPb wAs wCu wZn

3、/mg kg-1 /mg kg-1 /mg kg-1/mg kg-1 /mg kg-1 接影响我国人民饮食水平的提高；目前, “优质,高 投放质量分数 600 30 100 250 产, 高效, 生态, 安全”和谐进展已成为小麦生产的 实测质量分数 目标；而重金属是涉及农产品安全问题的主要污染 物之一；重金属具有很强的蓄积性,隐匿性,不行 逆性和长期性 1,它性质稳固,难以降解,半衰期 2 所示,小区面积 24 m （ 12 m 2 m ）；小麦于 10 月 12 日播种,把握基本苗为 180 万 /hm 2,人工打畦, 大多较长；同时重金属在土壤中移动性相对较小, 条播,宽窄行种植,播深 5

4、 cm；其它治理同大田常 主要积存在 0 20 cm 的耕作层土壤中,很少迁移 规措施； 于小麦腊熟期采集各小区植株, 分别成根, 至 40 cm 以下,且只有很少一部分能随作物地上部 分的收成而被移去 2 ,所以土壤或植物一旦遭受重 金属污染,就会不断积存,不易治理复原；假如重 金属进一步通过食物链进行传递和富集,在人体内 茎,叶,叶鞘,穗轴,颖片,籽粒和废弃物（小麦 植株上已变黄的叶片,叶鞘和心叶已死的无效蘖 等）个不同器官,依次用自来水,蒸馏水,去离 子水反复冲洗,烘干,称重,粉碎,过筛,接受 蓄积起来,就会对人体造成潜在性的危害,引起致 HNO 3-H2O2-HClO 4 酸消解法消解

5、； 同时在各小区内 畸,致癌,致突变等疾病；本文就 5 种重金属在小 用对角线法取 0 20 cm 的耕作层土壤,充分混合, 麦植株不同器官分布的情形进行争辩,以期为小麦 安全生产中重金属把握技术体系的建立供应理论 依据； 1 材料与方法 试验于 2022 2022 年在河南师范高校小麦试 验田进行,试验地土壤类型为两合土, pH 为 风干,粉碎,过筛, 接受王水 -HClO 4 酸消解法消解； 消 解 后 的 溶 液 用 原 子 吸 收 分 光 光 度 仪 （ 日 本 HITACHI 公司生产, Z-5000 型）测定样品中 Cd, Pb,Cu ,Zn 质量分数 3 ,用电感耦合等离子体原子

6、 发射光谱仪（美国 TJA 公司生产, IRIS Advantage 型）测定样品中 As 质量分数 4 ； ,土壤肥力水平较高：有机质质量分数 , 试验结果应用 Excel 和 SPSS 统计软件进行 全氮质量分数 ,速效氮质量分数 g/g, 分析； 速效磷质量分数 g/g ,速效钾质量分数 2 结果与分析 g/g；播种前分别将 CdCl2,PbCH3COO 2,NaAsO 2, CuSO4, ZnSO 4（均为 AR ） 5 种重金属盐均匀添加 到 0 10 cm 耕作层的土壤中, 添加质量分数如表 1精品文档 5 种重金属在小麦植株不同器官的分布 从试验结果（表 2,表 3）可知,在腊熟

7、期, 小麦不同器官 Cd 质量分数从大到小依次为：废弃 第 1 页,共 4 页精品文档 表 2 5 种重金属在小麦植株不同器官的质量分数 Table 2 Content of five heavy metals in different organs of wheat 器官 wCd/mg-1 kg -1 wPb/mg kg -1 wAs/mg kg -1 wCu/mg kg -1 wZn/mg kg 根 表 3 叶 叶5鞘 废070弃物 茎 514穗轴 033.510-4颖片 387.210-4籽粒 02.910-55 种重金属在小麦植株地上部分不同器官的累积量及其分布系数 1 Table 3

8、 Accumulation and distribution coefficients of five heavy metals in different above-ground organs of wheat 器官 Cd 分布系数 Pb 分布系数 累积量 As 分布系数 累积量 Cu 分布系数 累积量 Zn 分布系数 累积量 累积量 / g株 -1 / g株 -1 / g株 -1 / g株 -1/ g株 -1叶 叶鞘 废弃物 茎 穗 轴 颖 片 籽 粒 1 分布系数,即植株某器官某种重金属累积量占地上部分该重金属总累积量的百分比 物 叶 根 叶鞘 颖片 穗轴 茎籽粒；Cd 累积量大 小依次

9、为：废弃物 叶 颖片 叶鞘 籽粒 茎 穗轴； 废弃物 叶鞘 叶 穗轴；所以,小麦植株中较易富 集 Cu 的器官是根, 茎和籽粒； 不同器官 Zn 质量分 可见,小麦植株中较易富集 Cd 的器官是根,叶及 数依次为：根 茎 籽粒 废弃物 颖片 穗轴 叶鞘 废弃物； 不同器官 Pd 质量分数依次为： 根 废弃物 叶； Zn 累积量依次为：籽粒 茎 颖片 废弃物 叶 叶 茎 叶鞘 颖片 穗轴 籽粒； Pd 累积量依次为： 鞘 叶 穗轴,即小麦植株中较易富集 Zn 的器官是 废弃物 茎叶鞘 颖片 叶 籽粒 穗轴； 可见, 小麦 根,茎和籽粒；由此可见,腊熟期小麦植株不同器 植株中较易富集 Pd 的器官

10、是根,茎及废弃物；不 官重金属质量分数和累积量大相径庭； 同器官 As 质量分数依次为：根 废弃物 叶 茎叶 5 种重金属在小麦不同器官富集才能的比较 鞘 穗轴 颖片 籽粒； As 累积量依次为：废弃物 富集系数（又称吸取系数） ,即植株某器官的 茎 叶 籽粒 叶鞘 颖片 穗轴；可见,小麦植株中 重金属质量分数占土壤相应重金属质量分数（实测 较易富集 As 的器官是根,茎及废弃物；不同器官 值）的百分比 5 ；不同重金属在小麦腊熟期不同器 Cu 质量分数依次为：根 叶 废弃物和颖片 叶鞘 官的富集系数如表 4 所示；小麦根和叶的重金属富 籽粒 茎和穗轴； Cu 累积量依次为： 籽粒 茎 颖片

11、集系数从大到小依次为 CdAsZnCuPb ,叶鞘, 表 4 5 种重金属在小麦不同器官的富集系数 Table 4 Enrichment coefficients of five heavy metals in different organs of wheat 器官 CdPb富集系数 /% CuCdPb排序位次 CuZn As 根 1 5 2 4 3 叶 叶15243鞘 废15432弃物 15342茎 穗25431轴 颖15432片 15432籽粒 25431精品文档 第 2 页,共 4 页精品文档 穗轴和颖片的富集系数为 CdZnCuAsPb ,废弃 和 As 就居中；这一结果与其他争辩者

12、得出的结论 物的富集系数为 CdZnAsCuPb ,而茎和籽粒的 富集系数就为 ZnCdCuAsPb ；从表 4 仍可以看 基本一样 79 ； 小麦生产中把握重金属污染的栽培措施 出, Cd 处理下小麦的根,叶,叶鞘,废弃物和 As 在生产实践上,把握小麦重金属污染可以实行 处理下根的富集系数都超过了 100,即小麦植株 以下三项措施： （ 1）在重金属污染的土壤上收割小 某些器官能够富集较高质量分数的重金属,其质量 分数甚至能超过土壤中相应重金属的质量分数；而 麦时,最好将植株连根拔起,以防止根中含有大量 的重金属残留在土壤中； （ 2）茎叶和废弃物等器官 Pb 处理下各器官富集系数都未超过

13、 26, Cu 处理 也不宜再用于饲料或者沤肥,可以用作造纸及编织 下各器官富集系数都未超过 34, Zn 都未超过 工艺品等,防止重金属重新进入食物链中； （ 3）对 47%,结合 5 种重金属元素各器官富集系数排序位 次可以看出, Cd 是最简洁在小麦植株富集的元素； 于小麦籽粒而言, Cd,Pb,As 在籽粒中富集较少, 分布系数均小于 10,而 Cu,Zn 在籽粒中富集较 Zn 在小麦体内富集才能仅次于 Cd,且在茎和籽粒 多,分布系数都大于 40,所以对待不同重金属污 中的富集系数超过了 Cd,说明 Zn 特殊易于在小麦 染情形应实行不同的措施,即假如在 Cd 或 Pb 或 的籽粒和

14、茎中富集, 在土壤 -小麦系统中迁移才能也 比较强； 相比之下, Pb 是这 5 种元素中最难于吸取 As 污染程度较轻的土壤上种植小麦,其可食部分 籽粒中相应重金属质量分数较低,有可能低于 富集的重金属元素,而 Cu 表现居中；至于 As,就 国家食品卫生标准的答应量（ Cd 为 0.1 mg/kg , Pd 显示为在小麦地下部分富集较多,越向上部的器官 As 富集量就陡然削减的变化趋势； 3 争辩 为 mg/kg, As 为 0.7 mg/kg ）,不会超标；但如 果在 Cu 或 Zn 污染的土壤上种植小麦, 籽粒中可能 富集较多的 Cu 或 Zn,甚至可能超出国家食品卫生 3.1 小麦不

15、同器官富集重金属才能不同 标准的答应量（ Cu 为 10 mg/kg , Zn 为 50 mg/kg ）, 对人体造成危害,所以不能食用； 参考文献： 1 陈怀满 . 土壤 - 植物系统中的重金属污染 M. 北京 : 科学出版社 , 1996: 1 2. CHEN H M. Pollution of heavy metals in soil-plant systemM. Bei-jing: Science Press, 1996: 1 2. 由试验结果可知,小麦植株中较易富集 Cd 的 器官是根,叶及废弃物,较易富集 Pd,As 的器官 是根,茎及废弃物,较易富集 Zn,Cu 的器官是根, 茎

16、和籽粒；许多资料显示小麦不同器官重金属质量 分数从大到小为：根 茎籽粒 5, 6 ,而本试验结果 显示,小麦不同器官的 Cd, Pb,As , Zn 质量分数 依次为根 茎 籽粒, Cu 质量分数就为根 籽粒 茎, 与前人试验结果并不完全相符；缘由可能是由于供 试小麦的品种,土壤类型及背景值,重金属元素的 2 李海华 , 刘建武 , 李树人 , 等. 土壤植物系统中重金属污染及作 物富集争辩进展 J. 河南农业高校学报 , 2022, 341 : 30 34. LI H H, LIU J W, LI S R, et al. The present progress of research on

17、 外形,水温条件, 选取的生育期及器官不完全统一, 盆栽试验或水培试验条件与大田试验条件也不能 达heavy metal pollution and plant enrichment in soil-plant system J. Journal of Henan Agricultural University, 2022, 341: 30 34. 到完全一样所导致的；因此,对于重金属在小麦 植 3 杨惠芬 , 明元 , 沈文 . 食品卫生理化检验标准手册 M. 北京 : 中 株体内不同器官的分布不能一概而论,仍有待进 一步的试验验证和探讨； 3.2 不同重金属在小麦植株内富集才能不同 不同的

18、重金属元素在土壤 -植物系统中的背景 值,离子外形,迁移才能,吸附或络合才能及对植 物的毒害作用总是不一样的,元素在植株中的质量 分数,累积量,分布系数等指标都不能用于不同重 国标准出版社 , 1998: 101 132. YANG H F, MING Y, SHEN W. Standard manual of physics and chemistry test on foodM. Beijing: Standards Press of China, 1998: 101 132. 4 林维宣 , 王玉萍 , 张华一 . 电感耦合等离子体质谱法 ICP-MS 测 定甜菜颗粒粕中的砷含量 J.

19、中国甜菜糖业 , 20224: 19 20. LIN W X, W AGN Y P, ZHANG H Y . Determination of arsenic in beet grain pulp by ICP-MSJ. China Beet & Sugar, 20224: 1920.金属元素间的相互比较,而富集系数就能够表征土 5 吴燕玉 , 王新 , 梁仁禄 , 等 . 重金属复合污染对土壤 -植物系统的 壤 -植物系统中不同重金属迁移才能的大小, 是一个 表示不同元素间差异的较为合适的指标；从试验结 果可以看出,在土壤 -小麦系统中,表现为 Cd 在小 麦根,叶,叶鞘,穗轴,颖片和废弃物

20、的富集系数 均为最高, Zn 在小麦籽粒和茎中富集系数最高, 而 生态效应 : . 对作物, 苜蓿, 树木吸取元素的影响 J. 应用生态 学报 , 1997, 85: 545 552. WU Y Y , WANG X, LIANG R L, et al . Ecological effect of com- pound pollution of heavy metals in soil-plant system: . Effect on element uptake by crops, alfalfa and tree J. Chinese Journal of Applied Ecology

21、, 1997, 85: 545 552. 地上部分全部器官中 Pb 的富集系数均为最低, Cu 6 冯绍元 , 邵洪波 , 黄冠华 . 重金属在小麦作物体中残留特点的田 精品文档 第 3 页,共 4 页精品文档 间试验争辩 J. 农业工程学报 , 2022, 184: 113115. FENG S Y , SHAO H B, HUANG G H. Field experimental study on 态效应的争辩 J. 生态学杂志 , 2022, 194: 3842. WANG X, LIANG R L. Interaction and ecological effect of com- 7

22、 the residue of heavy metal in wheat cropJ. Transactions of the 9 bined pollution for heavy metals on soil-rice paddy system J. Chi-CSAE, 2022, 184: 113 115. nese Journal of Ecology, 2022, 194: 38 42. 徐红宁 , 许嘉琳 . 土壤环境中重金属复合污染对小麦的影响 J. 莫争 , 王春霞 , 陈琴 , 等 . 重金属 Cu,Pb, Zn, Cr, Cd 在水稻植 中国环境科学 , 1993, 135

23、: 367 371. 株中的富集和分布 J. 环境化学 , 2022, 212: 110 116. MO Z, WANG C X, CHEN Q, et al . Distribution and enrichment of XU H N, XU J L. The effect of complex pollution of heavy metals in soil environment on the growth of wheat J. China Environmental Science, 1993, 135: 367371. heavy metals of Cu, Pb, Zn, C

24、r and Cd in paddy plant J. Environ- mental Chemistry, 2022, 212: 110 116. 8 王新 , 梁仁禄 . 土壤 -水稻系统中重金属复合污染物交互作用及生 Distribution of five heavy metals in different organs of wheatSHAO Yun, JING Li-na, LI Xiang-li, LU Xu-yang, LI Chun-xi College of Life Sciences, Henan Normal University, Xinxiang, Henan 453007, China Abstract: Distribution of heavy metals in different