冬小麦吸收重金属特征及与影响因素的定量关系

作者：王怡雯; 芮玉奎; 李中阳; 苏德纯^*

来源：环境科学, 2020, 41(03): 1482-1490.

DOI：10.13227/j.hjkx.201909077

• 重金属
• 小麦
• 镉
• 土壤理化性质
• 相关性分析
• 定量关系

冬小麦是我国主要粮食作物之一,保障农产品质量安全是农业生产的重要环节.冬小麦吸收重金属受多种因素的影响,为明确田间条件下冬小麦吸收重金属特征及小麦籽粒中重金属含量与土壤理化性质及土壤重金属含量的定量关系,在小麦收获时通过对我国华北小麦主产区50个不同重金属污染程度田块的土壤和小麦进行点对点采样,分析土壤重金属含量、土壤pH、土壤有机质(OM)、土壤阳离子交换量(CEC)、小麦籽粒和秸秆中重金属的含量,研究小麦吸收重金属特征及土壤理化性质对小麦吸收重金属的影响,并通过多元回归分析研究土壤重金属和理化性质与小麦籽粒重金属间的定量关系.结果表明,所采麦田土壤Cd含量范围为0.150～2.66 mg·kg-1,其对应的小麦籽粒Cd含量范围为0.033～0.39 mg·kg-1;土壤Pb含量范围为4.68～371 mg·kg-1,其对应的小麦籽粒Pb含量范围为0.27～2.4 mg·kg-1;土壤As含量范围为3.00～21.3 mg·kg-1,其对应的小麦籽粒As含量范围为0.044～0.18 mg·kg-1;小麦Cd、 Pb和As的超标率分别为55%、 100%和0,与之对应的土壤Cd、 Pb和As的超标率分别为52%、 13%和0.土壤Cd含量与小麦籽粒Cd含量呈极显著正相关(P<0.01),相关系数r=0.663(n=50);土壤全Pb含量与小麦Pb含量呈显著正相关(P<0.05),相关系数r=0.348(n=50);土壤As含量与小麦As含量相关性不显著;小麦籽粒对土壤Cd、 Pb和As的富集系数均值分别为0.17、 0.027和0.008 9,转移系数均值分别为0.52、 0.27和0.22;小麦对重金属的富集系数和转移系数均表现为Cd>Pb>As.小麦秸秆中重金属含量高于对应籽粒中重金属含量2～5倍.土壤pH、有机质(OM)和阳离子交换量(CEC)也影响小麦籽粒Cd含量.将土壤Cd含量、土壤pH、有机质(OM)和阳离子交换量(CEC)与小麦籽粒Cd含量进行多元回归分析,得到4个小麦籽粒Cd含量预测方程,其相关系数r均达到极显著水平(P<0.01),其中包括全部变量在内的预测方程的相关系数最高,r=0.810(n=50),可以较好地预测小麦籽粒Cd含量.

• 单位
  中国农业大学; 中国农业科学院农田灌溉研究所