祖艷群，程詩叢，柯漢玲，郭先華，吳 炯，李 元

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201)

文山三七(Panaxnotoginseng)種植區(qū)三七與土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的分布特征及評(píng)價(jià)

祖艷群，程詩叢，柯漢玲，郭先華，吳 炯，李 元①

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201)

為了調(diào)查文山州三七(Panaxnotoginseng)主要種植區(qū)(丘北縣、硯山縣、文山縣和廣南縣)土壤和三七Pb、Cd、Cu和Zn含量，通過GPS定位采集三七根區(qū)0～15 cm深度土壤樣品和三七樣品各30個(gè)，分析土壤中重金屬總量和不同形態(tài)含量及三七中對(duì)應(yīng)重金屬含量，并進(jìn)行空間分布分析。結(jié)果表明：(1)土壤Pb、Cd、Cu和Zn平均含量分別為55.56、0.36、43.53和119.62 mg·kg-1，超標(biāo)率分別為6.67%、53.3%、13.33%和0。各形態(tài)Pb、Cu和Zn含量表現(xiàn)為殘?jiān)鼞B(tài)>有機(jī)物結(jié)合態(tài)>鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>可交換態(tài)。各形態(tài)Cd含量表現(xiàn)為鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>有機(jī)物結(jié)合態(tài)>可交換態(tài)。(2)三七和土壤Pb、Cd、Cu和Zn總量和不同形態(tài)含量均以丘北縣最高，廣南縣最低。(3)三七根系Pb、Cd、Cu和Zn平均含量分別為2.93、0.35、5.21和11.11 mg·kg-1，三七植株各部位重金屬含量表現(xiàn)為根系>剪口>莖葉>花果。調(diào)查區(qū)三七和土壤重金屬含量存在空間差異，且以土壤Cd污染為主，應(yīng)采取一定措施降低三七Cd含量。

三七；土壤；重金屬；空間分布

土壤重金屬污染對(duì)食品安全和人類健康的影響日益受到關(guān)注[1-2],根據(jù)環(huán)境保護(hù)部2014年4月17日公布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》,全國土壤污染總體超標(biāo)率為16.1%,西南和中南地區(qū)土壤重金屬污染超標(biāo)范圍較大,從西北到東南、從東北到西南呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。近年來,土壤重金屬污染調(diào)查廣泛開展,特別是西南地區(qū)土壤污染報(bào)道較多,主要集中在礦區(qū)周邊農(nóng)田、城市土壤和蔬菜生產(chǎn)區(qū)等[3-7]。尤其是對(duì)于西南地區(qū)特色作物和中藥材生產(chǎn)區(qū),土壤重金屬污染調(diào)查倍受關(guān)注,三七及土壤中As含量具有明顯的空間差異性,與鉛鋅礦和砷礦的開采具有一定的關(guān)系[8]。云南省文山州為中藥材三七(Panaxnotoginseng)的主產(chǎn)區(qū)[9-10],關(guān)于三七種植區(qū)土壤Pb、Cd、Cu和Zn含量空間分布特征方面的系統(tǒng)研究還較缺乏。該研究采用野外調(diào)查的方法,對(duì)文山州主要三七種植區(qū)土壤Pb、Cd、Cu和Zn總量和不同形態(tài)含量的空間分布以及三七中重金屬含量進(jìn)行分析,對(duì)于三七種植的合理布局和三七產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 采樣方法

在文山州三七主要種植區(qū)文山縣、丘北縣、硯山縣和廣南縣于三七成熟采收期進(jìn)行大田采樣,采集三七樣品及對(duì)應(yīng)表層(0～15 cm)土壤樣品各30個(gè),每個(gè)三七或土壤樣品是由同一種植大棚中的5～10株三七或?qū)?yīng)根際土壤組成的混合樣品。采樣點(diǎn)以GPS定位,采樣點(diǎn)緯度為23°28′04.9″ ～ 24°10′36.4″ N,經(jīng)度為103°53′47.3″ ～ 104°53′48.4″ E,海拔為1 429～2 021 m。土壤基本理化特征為:pH值≤5.48±0.75,平均全P含量為(1.27±0.52) g·kg-1,平均速效P含量為(66.87±28.24) mg·kg-1,平均有機(jī)質(zhì)含量為(15.77±9.03) g·kg-1,平均陽離子交換量(CEC)為(26.74±8.84)cmol·kg-1,土壤質(zhì)地為黏土和壤質(zhì)黏土[8]。

鑒于三七的入藥部位(根系和剪口)和保健茶部位(花)作用不同,將三七植株分為根系、剪口、莖葉和花果4個(gè)部位。新鮮的植物樣品用自來水清洗干凈后再用去離子水清洗,在105 ℃下殺青30 min,然后65～70 ℃烘干至恒重,待冷卻后磨碎待用。測(cè)定根系、剪口、莖葉和花果中Pb、Cd、Cu和Zn含量。土壤樣品自然風(fēng)干,研碎后分別過0.25和2 mm孔徑篩備用。<0.25 mm粒徑土壤樣品用于測(cè)定土壤Pb、Cd、Cu和Zn總量,<2 mm粒徑土壤樣品用于測(cè)定土壤各形態(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量。

1.2 Pb、Cd、Cu和Zn含量的測(cè)定方法

土壤Pb、Cd、Cu和Zn總含量:采用王水消解,原子吸收分光光度計(jì)(4520-TF原子吸收分光光度計(jì),蘇州)測(cè)定[11]370-380;土壤可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量:采用Tessier連續(xù)浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定[12-13];三七中Pb、Cd、Cu和Zn含量:采用硝酸消解,原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定[11]370-380。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 11.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析,顯著性水平為P<0.05或P<0.01。用Excel 2000軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。土壤中Pb、Cd、Cu和Zn含量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用HJ/T 332—2006《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(旱作土壤)》中pH值≤6.5時(shí)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值,其標(biāo)準(zhǔn)臨界值分別為80、0.3、50和200 mg·kg-1。三七中Pb和Cd含量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用GB/T 19086—2008《地理標(biāo)志產(chǎn)品 文山三七》,其標(biāo)準(zhǔn)臨界值分別為5.0和0.5 mg·kg-1。

土壤Pb、Cd、Cu和Zn含量的空間分布采用ArcGIS 10.2軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 三七種植區(qū)土壤Pb、Cd、Cu和Zn總含量及空間分布特征

三七種植區(qū)土壤中Pb含量為20.17～82.98 mg·kg-1,平均值為55.56 mg·kg-1。土壤中Cd含量為0.16～0.61 mg·kg-1,平均值為0.36 mg·kg-1。土壤中Cu含量為24.3～60.5 mg·kg-1,平均值為43.53 mg·kg-1。土壤中Zn含量為82.1～185.0 mg·kg-1,平均值為119.62 mg·kg-1(圖1)。

三七種植區(qū)30個(gè)采樣點(diǎn)中,土壤Pb、Cd和Cu含量分別有2、16和4個(gè)采樣點(diǎn)超過HJ/T 332—2006標(biāo)準(zhǔn)值,超標(biāo)率分別為6.67%、53.3%和13.33%。30個(gè)采樣點(diǎn)土壤Zn含量均符合HJ/T 332—2006標(biāo)準(zhǔn)。

三七種植區(qū)不同采樣點(diǎn)土壤中Pb、Cd、Cu和Zn平均含量均表現(xiàn)為丘北縣>文山縣>硯山縣>廣南縣(圖1)。西南部文山縣個(gè)別采樣點(diǎn)土壤Pb和Zn含量較高。

2.2 三七種植區(qū)土壤不同形態(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量及空間分布特征

三七種植區(qū)土壤可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Pb平均含量分別為4.08、6.58、9.39、13.94和21.53 mg·kg-1。可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cd平均含量為0.050、0.062、0.125、0.054和0.078 mg·kg-1。可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Cu平均含量分別為4.74、6.58、7.79、9.16和15.63 mg·kg-1?？山粨Q態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Zn平均含量分別為10.83、12.78、17.03、23.17和55.38 mg·kg-1。

圖1 三七種植區(qū)土壤Pb、Cd、Cu和Zn含量的空間分布Fig.1 Spatial distribution of contents of total Pb, Cd, Cu and Zn in the soils of the Panax notoginseng plantations

三七種植區(qū)土壤Pb、Cu和Zn的5種形態(tài)含量大小為:殘?jiān)鼞B(tài)>有機(jī)物結(jié)合態(tài)>鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>可交換態(tài)。Cd元素的5種形態(tài)含量大小為:鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>有機(jī)物結(jié)合態(tài)>可交換態(tài)(圖2)。

三七種植區(qū)土壤各形態(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量以廣南縣最低。碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Pb含量、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd含量以文山縣最高,可交換態(tài)Cu含量以硯山縣最高，其他各形態(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量以丘北縣最高(圖2)。

2.3 三七中Pb、Cd、Cu和Zn含量

三七根系Pb含量為0.98～4.86 mg·kg-1,平均值為2.93 mg·kg-1。三七剪口、莖葉和花果平均Pb含量為3.05、1.33和1.17 mg·kg-1(表1)。三七各部位Pb含量均低于GB/T 19086—2008標(biāo)準(zhǔn)限值。三七根系Cd含量為0.08～0.64 mg·kg-1,平均值為0.35 mg·kg-1。三七剪口、莖葉和花果平均Cd含量為0.37、0.11和0.09 mg·kg-1。三七根系和剪口Cd含量分別有3和4個(gè)樣品超過標(biāo)準(zhǔn)限值。

三七根系Cu含量為2.3～12.8 mg·kg-1,平均值為5.21 mg·kg-1。剪口、莖葉和花果Cu平均含量分別為6.09、3.09和1.56 mg·kg-1。三七根系Zn含量為4.5～19.4 mg·kg-1,平均值為11.11 mg·kg-1。剪口、莖葉和花果平均Zn含量為13.28、6.92和4.50 mg·kg-1(表1)。

三七根系Pb、Cd、Cu和Zn含量最高值出現(xiàn)在丘北,最低值均出現(xiàn)在廣南,三七根系Pb、Cd、Cu和Zn含量的變異系數(shù)分別為45.3%、69.1%、46.9%和32.6%。

2.4 土壤和三七Pb、Cd、Cu和Zn含量的相關(guān)性分析

相關(guān)分析(表2)表明,三七植株中各部位Pb、Cd和Zn含量隨著土壤重金屬總量、交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和有機(jī)物結(jié)合態(tài)含量的增加而顯著增加。三七植株中各部位Cu含量隨著土壤Cu總量、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和有機(jī)物結(jié)合態(tài)含量的增加而顯著增加。

3 討論

根據(jù)GB 19086—2008 和HJ/T 332—2006標(biāo)準(zhǔn),所有三七樣品各部位Pb含量均未超過標(biāo)準(zhǔn)限值,而土壤Pb含量超標(biāo)率為6.67%。GB 19086—2008中沒有對(duì)三七Cu含量進(jìn)行規(guī)定,《中華人民共和國藥典》(2005年版)和《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定Cu限量值為20.0 mg·kg-1,所有三七樣品各部位Cu含量均未超過標(biāo)準(zhǔn)限值,而土壤Cu含量超標(biāo)率為13.33%。土壤Pb總量與三七Pb總量超標(biāo)情況不一致,其原因在于土壤中重金屬的存在形態(tài)不同,對(duì)植物的有效性也不同[12]。Pb、Cu和Zn的5種形態(tài)中以殘?jiān)鼞B(tài)含量最高,其次為有機(jī)物結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)含量,土壤中的重金屬有效態(tài)含量能影響三七中重金屬含量,但土壤超標(biāo)率與三七樣品超過標(biāo)準(zhǔn)限值的比例沒有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系,這可能與土壤中重金屬形態(tài)和其他物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)[13]。

圖2 三七種植區(qū)土壤不同形態(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量的空間分布Fig.2 Spatial distribution of contents of various forms of Pb, Cd, Cu and Zn in the soils of the P. notoginseng plantations

三七根系和剪口Cd含量分別有3和4個(gè)樣品過超標(biāo)準(zhǔn)限值,這與土壤Cd含量超標(biāo)率較高(53.3%)有關(guān)。叢源等[14]對(duì)北京市區(qū)農(nóng)田土壤重金屬形態(tài)的分析發(fā)現(xiàn),Cd以離子交換態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)為主,其次為碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機(jī)物結(jié)合態(tài)。重金屬形態(tài)差異導(dǎo)致其生物有效性存在差異,鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd具有一定的潛在生物有效性,這與張隆偉[5]的研究結(jié)果一致。土壤重金屬總量與各形態(tài)含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,土壤重金屬各形態(tài)含量還受到土壤有機(jī)質(zhì)含量、黏粒含量、pH值、磷含量和陽離子交換量等的影響[8,15-16]。因此,不能從土壤重金屬總量是否超標(biāo)來確定土壤是否適宜于三七種植,而應(yīng)該考慮其存在形態(tài)和土壤其他有關(guān)特征。林龍勇等[17]報(bào)道三七種植區(qū)土壤Cd超標(biāo)率為75%(超過GB 15618—1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中限值0.3 mg·kg-1),其中重度污染占31%。三七具有較強(qiáng)的Cd富集能力及轉(zhuǎn)運(yùn)能力,三七須根、主根、莖和葉Cd樣品超過標(biāo)準(zhǔn)限值的比例分別為100%、81%、94%和94%。三七種植土壤Cd污染問題比較突出,原因主要包括:三七種植區(qū)域Cd土壤背景含量較高,屬于富鉛鋅礦地區(qū);與鉛鋅礦開采和冶煉有關(guān)的礦業(yè)活動(dòng)無序擴(kuò)張,使周邊大面積土壤遭受Cd污染;三七屬多年生蔭生植物,易感染各種病害,導(dǎo)致種植區(qū)大量使用含Cd化學(xué)物質(zhì);由于原產(chǎn)地文山州耕地有限、三七連作障礙等原因,三七擴(kuò)張種植到部分重金屬含量超標(biāo)區(qū)域,導(dǎo)致三七重金屬含量過高的問題日益嚴(yán)重[10]。

表1 三七中Pb、Cd、Cu和Zn含量

Table 1 Pb, Cd, Cu and Zn contents inPanaxnotoginseng

重金屬植株部位w/(mg·kg-1)最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差中值偏度峰度變異系數(shù)/%Pb莖葉0.312.441.330.561.430.02-0.7042.1剪口1.064.873.051.302.96-0.20-1.4942.6根系0.984.862.931.332.99-0.23-1.4645.3花果0.352.251.170.521.240.16-0.4644.1Cd莖葉0.040.220.110.040.110.400.2038.3剪口0.120.700.370.140.40-0.01-0.1836.8根系0.080.640.350.140.38-0.25-0.3069.1花果0.030.210.090.040.081.181.2648.5Cu莖葉0.408.803.092.022.400.990.6965.4剪口3.1010.006.091.925.850.49-0.6231.6根系2.3012.805.212.444.701.231.7646.9花果0.403.901.560.821.450.890.9052.3Zn莖葉3.1012.706.922.876.450.43-0.8741.5剪口6.8022.5013.284.3712.850.44-0.6532.9根系4.5019.4011.113.6210.750.37-0.1632.6花果1.8010.304.502.094.300.820.3646.5

n=30。

表2 土壤和三七中Pb、Cd、Cu和Zn含量的相關(guān)系數(shù)

Table 2 Correlation coefficient of Pb, Cd, Cu and Zn contents in the soil with their respective ones inPanaxnotoginseng

重金屬植株部位土壤總量可交換態(tài)碳酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)有機(jī)物結(jié)合態(tài)殘?jiān)鼞B(tài)Pb根系0.929**0.540**0.638**0.613**0.759**0.723**剪口0.904**0.544**0.623**0.593**0.755**0.709**莖葉0.814**0.665**0.459**0.548**0.595**0.587**花果0.832**0.704**0.531**0.509**0.591**0.611**Cd根系0.891**0.674**0.625**0.596**0.649**0.429**剪口0.871**0.620**0.586**0.557**0.651**0.425**莖葉0.842**0.592**0.520**0.479**0.685**0.397**花果0.618**0.347**0.337**0.331**0.405**0.166*Cu根系0.806**0.1100.0320.307**0.236**0.475**剪口0.875**0.0980.0450.257**0.242**0.612**莖葉0.825**0.1200.1220.269**0.221**0.516**花果0.851**0.1270.0790.243**0.236**0.578**Zn根系0.487**0.0620.373**0.243**0.458**0.335**剪口0.828**0.163*0.443**0.259**0.562**0.675**莖葉0.506**0.234**0.288**0.0730.299**0.368**花果0.390**0.162*0.389**0.199*0.254**0.170*

n=30。*表示顯著相關(guān)(P<0.05);**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)。

三七植株各部分Pb、Cd、Cu和Zn含量均存在一定差異,表現(xiàn)為根系>剪口>莖葉>花果。根系不僅是三七吸收重金屬的主要器官,根系吸收的重金屬也能不斷地遷移到莖葉和花果中,而且三七根系作為藥用的主要部位,其對(duì)重金屬的累積將對(duì)三七安全構(gòu)成一定風(fēng)險(xiǎn)[7]。三七對(duì)Cd的吸收和積累將必然影響三七的藥用品質(zhì)和藥用成分的產(chǎn)量。

不同采樣點(diǎn)植株中Pb、Cd、Cu和Zn含量存在一定差異,根系重金屬含量表現(xiàn)為丘北>文山>硯山>廣南，說明土壤中重金屬含量是影響三七對(duì)重金屬吸收和累積的主要因素。各形態(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量以廣南縣最低,廣南縣三七中重金屬含量低是由于土壤重金屬含量低所致。林龍勇等[17]研究表明,文山州礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)以及含重金屬農(nóng)藥的大量使用是文山州三七種植區(qū)土壤重金屬污染的主要原因。文山州西北部存在砷礦,礦產(chǎn)的開采可能導(dǎo)致土壤As和Cd等重金屬含量增加,使重金屬含量的空間分布表現(xiàn)出西北高、東南低的特點(diǎn)[8,18-20]。碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Pb含量以及鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd含量以文山縣最高,可交換態(tài)Cu含量以硯山縣最高,表明文山縣土壤Pb和Cd的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)較大,硯山縣Cu的生物有效性較大,遷移轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng),存在三七重金屬含量較高的風(fēng)險(xiǎn)。其他各形態(tài)Pb、Cd、Cu和Zn含量均以丘北縣最高。劉德義等[21]對(duì)不同產(chǎn)地的甘草、地龍、百臺(tái)、白術(shù)、黃芩、黃柏和大棗Cu和Zn含量差異進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),天山以南地區(qū)生產(chǎn)的甘草中Zn含量最高(34.38 mg·kg-1),蘭州生產(chǎn)的甘草中Zn含量最低(14.48 mg·kg-1),上海地龍和廣東地龍中Cu和Zn含量均高于海南地龍,這可能與產(chǎn)地的土壤、水質(zhì)和氣候等環(huán)境條件有關(guān)。同一產(chǎn)地Cu和Zn含量也有差別,內(nèi)蒙古野生甘草中Cu和Zn含量高于種植甘草。因此,丘北縣三七產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要進(jìn)行更加詳細(xì)的調(diào)查和布局,廣南縣可以考慮作為三七發(fā)展的重要基地,硯山和文山縣則需要采取一定的措施降低土壤重金屬的生物有效性,減少土壤中重金屬向三七遷移的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

對(duì)文山三七主產(chǎn)區(qū)土壤和三七中Pb、Cd、Cu和Zn含量的空間分布特征開展調(diào)查,結(jié)果表明:三七各部位Pb含量均符合標(biāo)準(zhǔn)要求;三七根系和剪口Cd含量較高;三七植株根系和剪口Pb、Cd、Cu和Zn含量較高。土壤Pb、Cd和Cu含量超標(biāo)率分別為6.67%、53.3%和13.33%，土壤Zn含量均未超標(biāo)。土壤Pb、Cu和Zn以殘?jiān)鼞B(tài)含量最高,其次為有機(jī)物結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)含量。土壤Cd形態(tài)以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)為主,其次為碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機(jī)物結(jié)合態(tài)。土壤和三七根系Pb、Cd、Cu和Zn含量表現(xiàn)為丘北>文山>硯山>廣南。廣南縣可以作為三七發(fā)展的重要基地,其他區(qū)域需要采取一定的措施減少土壤重金屬向三七的遷移,以保障三七的安全生產(chǎn)。

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(責(zé)任編輯： 許 素)

Distribution of Pb, Cd, Cu and Zn in Plant ofPanaxnotoginsengand Soil in Wenshan Prefecture, aPanaxnotoginseng-Growing Region.

ZUYan-qun,CHENGShi-cong,KEHan-ling,GUOXian-hua,WUJiong,LIYuan

(College of Resources and Environment, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China)

Field investigation was conducted in order to assess the situation of Pb, Cd, Cu and Zn contamination of the soils in some majorP.notoginsenggrowing regions in Qiubei County, Yanshan County, Wenshan County and Guangnan County of Wenshan Prefecture, Yunnan Province and plants ofP.notoginsengproduced therein with the aid of GPS positioning, 30 soil samples from the 0-15 cm soil layer and 30 samples ofP.notoginsengplants were collected for analysis of totals and various forms of Pb, Cd, Cu and Zn in the soils and in various parts of the plants, their contents and distributions with ArcGIS. Results show that: (1) The mean content of total Pb, Cd, Cu and Zn in the soils was 55.56, 0.36, 43.53 and 119.62 mg·kg-1, respectively, and about 6.67%, 53.3%, 13.33% and 0 of the soil samples exceeded the threshold value, respectively, for Pb, Cd, Cu and Zn set in HJ/T 332-2006. Fractionations of Pb, Cu and Zn all show an order of residue > organic matter bonded > Fe/Mn oxide bonded > carbonate bonded > exchangeable in terms of content, while that of Cd does a different one, Fe/Mn oxide bonded > residue > carbonate bonded > organic matter bonded > exchangeable; (2) In terms of contents of total and Pb, Cd, Cu and Zn and their fractions in the soil andP.notoginseng, Qiubei County ranked on the top, while Guangnan County at the end; and (3) The mean content of total Pb, Cd, Cu and Zn in the roots ofP.notoginsengwas 2.93, 0.35, 5.21 and 11.11 mg·kg-1, respectively. Distribution of the heavy metals in the plant ofP.notoginsengfollowed a sequence of roots > rhizome > shoot > flower/ fruit. Spatial variation was quite obvious of the distribution of the heavy metals in the soil andP.notoginsengand Cd was found to be the major pollutant. It is, therefore, essential to take certain measures to reduce Cd content inP.notoginseng.

Panaxnotoginseng; soil; heavy metal; spatial distribution

2016-04-22

國家自然科學(xué)基金(41261096,31561063)

X820.4

A

1673-4831(2017)04-0317-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.04.004

祖艷群 (1966—),女,湖南沅江人,教授,博士,主要從事環(huán)境生態(tài)學(xué)研究。E-mail: zuyanqun03@ aliyun.com

① 通信作者E-mail: liyuan@ynau.edu.cn