玉米是我国东北乃至全国广泛种植一种重要的农作物，它不仅是一种主要的粮食作物，并且在淀粉行业和饲料业都发挥着巨大的作用。 由于我国辽宁地区重工业的快速发展， 导致土壤受重金属污染的情况日益严重。 其中镉是一种主要的污染物，由于镉在土壤中的积累， 玉米籽粒中镉含量超标的现象时有发生，对人体健康产生危害。 但是因为土壤中的镉以不同的形态存在， 其中某些形态并不会被作物所吸收，作物中镉的含量与土壤中镉的总量的相关性并不显著。
为了更准确地预测玉米受土壤中重金属污染的可能性， 越来越多的研究人员提出了有效态重金属的概念， 它是指土壤中能够被作物吸收和积累的那部分重金属形态，在重金属污染研究中常被称为“可提取态重金属”. 但是有效态重金属含量受多种因素的影响，如土壤类型、作物种类、重金属元素种类等。
本研究选取辽宁广泛种植的作物玉米作为研究对象， 针对玉米在辽宁棕壤上生长受土壤中有效态镉的影响进行研究， 并采用盆栽试验和大田采样检测相结合的研究方法， 分析在辽宁地区种植玉米受土壤中镉污染的可能性， 试验结果可以用玉米容重器测定玉米容重，从而判断镉对玉米质量的影响，为辽宁地区玉米的安全种植提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 玉米的盆栽试验
设计和大田采样玉米试材选用富友一号， 盆栽土壤采集于中科院沈阳生态站，采取向空白土壤（基本性质见表 1）中添加外源污染土的形式，将两种土壤均过 准5 mm筛，混合均匀，形成具有不同质量比梯度镉的土壤，镉 质 量 比 分 别 处 理 为 0、0.1、0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0 mg/kg,每个梯度设 4 个重复。 在营养钵中进行玉米盆栽试验， 每盆装土 15 kg. 2007 年 4 月，将底肥与盆土按规定用量混合均匀，每盆播种 5 粒，14d 后间苗，每盆留苗 1 株，整个生长过程用自来水浇灌，并追肥（尿素）两次，2007 年 9 月收获。
大田采样在 2007 年 10 月中旬进行， 选取地点为铁岭市郊，共设 26 个采样点。 玉米和土壤同时同点采集，土壤采样深度为 0~20 cm,重约 2 kg,并采集该点种植的玉米 3 棵，用布袋带回实验室统一处理。
1.2 样品的检测方法
1.2.1 玉米样品的测定
玉米用去离子水清洗干净，烘干，粉碎，研细，并全部过 准2 mm 筛，称取样品 1.0 g,放入 100 mL 烧杯中，加入 10 mL HClO4-HNO3混酸（3∶1），于电热板（TJ-EHP1000）上加热消解，待消解液澄清后，赶酸， 用去离子水转移至 25 mL 容量瓶中， 定容、摇匀，于石墨炉原子吸收分光光度计（A Analyst 100）上测定镉的含量。
1.2.2 土壤样品的测定
土壤样品采集后，阴干，在玛瑙研钵中研磨，分别过 100 目筛和 10 目筛，测定土壤中镉全量和有效态镉的含量。称取过 100 目的样品 0.3 g,加入 10 mL HClO4-HNO3混酸 （3∶1）、1 mL 氢氟酸，于电热板上消解，定容至 25 mL,于石墨炉原子吸收分光光度计测定。
2 结果与分析
2.1 土壤镉全量和有效态镉含量分析
本研究进行了土壤中重金属镉有效态的提取和测定试验，以期分析大田条件下，土壤中有效态镉含量与作物中镉含量的相关关系，并将其与总镉进行对比。 昌图县土壤中有效态镉含量的原始数据见表 2.
由表 2 可以看出，有效态镉的提取率（有效态含量在总量中所占的百分比） 因使用不同的提取剂而不同。 其中以 DTPA 的提取率为最高， 可达 15.7%（以数据平均值计算）， 这与它是重金属络合剂有很大的关系；其次，另外一种重金属络合剂 0.05 mol/LEDTA 的提取率为 9.6%,提取能力仅次于 DTPA,排在 4 种提取剂的第 2 位。 1 mol/L NH4OAc 作为一种缓冲剂类型的有效态镉提取剂， 它的提取率为8.4%,提取能力居第 3 位，因为 0.1 mol/L CaCl2属于中性盐类型提取剂，所以它的提取能力较弱，提取率仅为 7.8%.
2.2 土壤重金属和镉临界值的确定
为了有效解决土壤污染与农产品质量安全的相关性问题，本文通过盆栽实验的方法，确定土壤重金属镉有效态的临界值。通过土壤盆栽试验，研究在不同镉质量比条件下， 玉米中累积镉的量与土壤中有效态镉含量的关系， 并将作物可食部位中镉的含量与食品卫生标准进行对照， 确定作物可食部位中镉超标时土壤中有效态镉的临界值范围， 从而为重金属镉污染土壤准确评价和安全种植农作物提供有效技术依据。
3 结论
铁岭大田采样试验中， 土壤重金属镉总量与玉米可食部位镉含量之间的相关性较弱， 而有效态镉含量与玉米可食部位镉含量之间的却有明显的相关性， 说明作物可食部位中镉含量并不完全由土壤中镉总量来控制， 而且还受到土壤有效态镉含量的影响。由土壤重金属总量来评价作物重金属污染的方法就显得不够全面，因此应将生物有效含量、总量、结合起来综合分析，才能准确全面地测定农作物中重金属的污染。
首页
