內蒙古河套農業經濟區玉米根系土和植株中有害的論文
評價河套農業經濟區玉米有害、有益元素生態效益。[方法]采集內蒙古河套農業經濟區玉米根系土籽實和莖葉樣品，分析了有毒有害及有益元素含量。[結果]主要有害元素在玉米籽實和莖葉中均占很小比例，大部分為低富集元素;大多數有益元素是低富集，只有N屬于強富集元素。研究區種植玉米的根系土中As、Pb、Cd、Hg、Cr、Cu含量均低于國家標準，符合綠色標準土壤，產地環境條件優秀。[結論]研究區內的玉米為綠色食品，適宜人畜食用。
內蒙古河套農業經濟區水源豐富，光熱資源充足，是內蒙古乃至全國的重要糧食生產基地，玉米是該區域主要農作物。農作物對元素具有比較明顯的吸附專屬性，對有害元素的吸附過量會造成有害元素超標，影響農作物品質，對人類健康構成威脅。對有益元素的專屬吸附，會使有益元素富集，有利于人類健康。玉米所需的各種礦質養分主要是從土壤中吸收，土壤中的養分狀況直接影響玉米植株的生長發育和子粒產量[1-2]。
根系土是土壤中受植物根系及其生長活動影響的微域環境，具有特殊的物理、化學和生物性質，研究根系土、植株中有害、有益元素含量及其變化，對于了解土壤-植物系統中重金屬的環境行為有重要意義[3]。了解土壤中礦質元素的豐缺指標，可以為玉米的合理施肥提供參考依據。前人研究多集中于玉米籽實有害、有益元素的分析和評價，而對根系土和植株有害、有益元素的研究較少。筆者通過測定內蒙古河套農業經濟區玉米根系土、籽實及莖葉樣品中的有毒有害及有益元素含量，評價了該地區玉米重金屬元素和稀土元素的富集特征，旨在為該地區環境治理和玉米種植提供科學依據。
1材料與方法
1.1樣品采集
玉米樣品的采集依據中國地質調查局《局部生態地球化學評價技術要求》有關規定執行。在室內對玉米果實加工成顆粒，莖葉晾干送交實驗室分析。玉米樣品選擇作物生長正常的地塊，選取4～5處玉米植株采集玉米樣品。樣品采集后立即將植株樣品的根、莖、葉、子粒分開，以免養分轉移�；靹蚝笥盟姆址ǹs分至所需的量，保證干樣約100 g，將子粒脫粒后，混勻鋪平，用方格法和四分法縮分，取約250 g，顆粒大的籽實取500 g左右。在玉米采集相同點位，采集根系土樣品，重量大于1 000 g。
1.2測定項目與方法
所有樣品均送至中國地質科學院地球物理地球化學勘查所中心實驗室和內蒙古自治區礦產實驗研究所進行分析。玉米土壤根系土樣品測定As、B、Cd、Cu、Hg、Mn、N、P、Pb、Zn、Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、SiO2、U、Th、Ce、La、Se、Co、Ni、Cr等元素全量和pH。玉米植株主要測試分析As、Se、Hg、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、F、Mo、Cr、Fe等全量。其中，As、Hg、Se采用原子熒光光譜法(AFS)測定， Bi、Cd、Cr、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn、Ce、La、Y、Dy、Er、Eu、Gd、Ho、Lu、Nd、Pr、Sm、Tb、Tm、Yb采用等離子體質普法(ICP-MS)測定;F采用離子選擇性電極(ISE)測定;N元素采用凱式法測定，;Mn、P、K2O采用等離子體光譜法(ICP-OES)測定。
利用生物富集系數(C)表征有害元素富集系數特征。
C=Cb/Cc×100%
式中，Cb為玉米籽實或莖葉中的重金屬元素濃度，Cc為根系土中的重金屬元素濃度。依據玉米籽實生物富集系數劃分等級，C1≤0.50%、0.50%4.50%分別代表低、較低、中、高富集4個級別。
2結果與分析
2.1有毒有害元素富集特征
2.1.1根系土元素含量特征。河套地區玉米種植區主要土壤類型為潮土、灌淤土、栗褐土，對比土壤中各項污染物的指標要求(NY/T391—2000)(表1)和玉米根系土中Hg、Cd、As、Pb、F、Cr、Cu、Cr的含量，評價玉米安全性。經測定，內蒙古河套地區玉米根系土元素含量為As 11.10 μg/g，Hg 69.97 ng/g，Cu 24.56 μg/g，Pb 21.39 μg/g，Cr 67.61 μg/g，Cd 165.65 ng/g，F 594.04 μg/g[4]，對比表1可知，河套地區種植玉米的根系土中As、Pb、Cd、Hg、Cr、Cu含量均低于國家標準，符合綠色標準的土壤，說明在該區域內土壤中重金屬元素的產地環境條件優越。
2.1.2籽實元素含量特征。玉米綠色食品重金屬標準(NY/T 418—2000)中規定Hg的含量上限≤10.0 ng/g，Cd≤100.0 ng/g，As≤0.4 μg/g，Pb≤0.2 μg/g，F≤1.0 μg/g，經測定，除Pb含量的最大值超出國家標準外，玉米籽實中Hg、Cd、As和F含量均小于國家標準(表2)，為綠色食品，適宜人畜食用。
2.1.3有害元素富集系數特征。由表3可知，除了36.00%的Mo屬于低富集外，玉米籽實主要有害元素90.00%及以上屬于低富集，其中As、Hg、Mn、Ni、Cu、Pb、F、Cr、Fe的低富集率為100%。
2.1.4玉米莖葉有害元素富集特征。由表4可知，玉米莖葉中有害元素涉及低、較低、中、高富集4個級別，大部分元素屬于低富集特征，其中As、Mn、Ni、Cr的低富集率為100%，50.00%的Hg為較低富集，Mo屬于中等富集，占59.57%，較低富集占31.91%，高富集占6.38%。Fe的高富集占25.00%，在所有元素中最高。
2.2有益元素富集特征
2.2.1玉米籽實。由表5可知，玉米籽實中大多數有益及
稀土元素屬低富集，只有N是屬于強富集元素，其最大值達730.330 0，最小值也為5.940 0。N的富集主要是由作物從大氣中吸入氮的固氮作用造成。
2.2.2 玉米莖葉。玉米莖葉中元素的富集系數特征與籽實中相近，由表6可知，大多數元素是低富集，只有N元素屬于強富集的元素，強富集的樣品數占96.67%。
3 小結
該研究結果表明，河套地區種植玉米的根系土中As、Pb、Cd、Hg、Cr、Cu含量均低于國家標準，符合綠色標準的土壤，產地環境條件優秀。對比玉米綠色食品重金屬標準，玉米籽實中各重有毒有害元素Hg、Cd、As、Pb均小于國家玉米標準。主要有害元素在玉米籽實和莖葉中均占很小比例，大部分為低富集元素。大多數有益元素是低富集，只有N屬于強富集的元素。根據玉米籽實的元素含量與國家綠色食品標準對比，各元素均低于糧食中元素含量限值標準，說明河套地區玉米籽實、莖葉安全優質，對人畜健康影響相對較小，為安全食品。
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