1、柳小兰，邓廷飞，王道平，等 不同施肥处理对连作土壤 辣椒体系中重金属富集特性及辣椒品质的影响 江苏农业科学，（）：不不同同施施肥肥处处理理对对连连作作土土壤壤 辣辣椒椒体体系系中中重重金金属属富富集集特特性性及及辣辣椒椒品品质质的的影影响响柳小兰，邓廷飞，王道平，张清海，魏福晓，葛丽娟，潘 雄，丁 健（贵州医科大学省部共建药用植物功效与利用国家重点实验室，贵州贵阳；贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室，贵州贵阳；贵州医科大学公共卫生与健康学院，贵州贵阳；贵州万和生态环保有限公司，贵州贵阳）摘要：为了研究不同施肥处理对连作障碍根际土壤与辣椒中重金属的含量特征、富集特性、安全性评价以及辣椒品质的
2、影响，寻求安全且有效缓解辣椒连作障碍的最佳施肥方式，以连作障碍根际土壤和辣椒果实为研究对象，对土壤和辣椒中 个重金属和 个品质指标进行测定。结果表明，不同施肥处理下土壤重金属含量各异，根际土壤、含量均在国家级标准（）规定范围内，样点达标率为，、处理中的 以及 处理中的 在个别样点超标率均为 ；污染评价中，、处理分别处于警戒线和轻度污染状态，其他处理均为清洁水平；不同施肥处理下，辣椒同一重金属元素含量差异均较小，在 种评价标准中，、均未超标，则呈现不同程度的超标，尤其在农产品安全质量：无公害蔬菜安全要求评价标准中超标率达；不同施肥处理下 在辣椒中富集能力最强，富集系数均大于，次之；处理中，辣椒素
3、含量和辣度均为最高，而二氢辣椒素含量则位于、处理之后，排列第 位，但三者之间含量相差较小。得出结论，结合土壤重金属污染评价、土壤 辣椒果实重金属含量累积特征和富集特性以及辣椒果实品质评价进行综合考虑，处理施肥效果最佳，能够提升辣椒品质，可安全且有效缓解辣椒的连作障碍现象。关键词：辣椒；根际土壤；连作障碍；重金属；品质 中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：贵州省科技计划（编号：黔科合支撑 号）；国家自然科学基金（编号：、）；贵州省高等学校工程研究中心项目（编号：黔教合）；贵州省科技计划项目（编号：黔科合服企）。作者简介：柳小兰（），女，贵州贵阳人，硕士，副研究员，主要从事化
4、学分析检验检测、环境及土壤资源保护与利用的研究工作。：。通信作者：邓廷飞，硕士，副研究员，主要从事资源废弃物利用工作。：。辣椒具有降脂、降糖、抗癌等作用，药食两用且营养丰富，其种植面积位居我国蔬菜作物中的第 位。辣椒作为贵州省重点推进的农村产业革命 个特色优势产业之一，是农民重要的经济收入来源。辣椒种植面积虽逐年扩增，但产量品质却不佳，有研究表明与连作障碍密切相关，还与重金属超标有一定关系。贵州省很多地方生产的蔬菜中铅、砷、镉等重金属含量存在超标情况，有些甚至接近临界值。辣椒属于重金属高积累作物之一，辣椒果实相继被报道出重金属超标问题，尤其是。重金属超标不仅影响辣椒口感，降低营养价值和品质，大
5、大限制了无公害辣椒的生产和辣椒产品的出口，降低经济效益，长期食用还会对人体肝脏等器官造成伤害。有研究表明，通过施用有机肥、微生物菌肥 或化肥减量配施有机肥 等措施，均能促进辣椒果实生长发育，改善辣椒品质，实现提质增产增效。但张德林等研究发现，施用混合型微生物菌肥会提高土壤 含量，增加土壤污染风险。刘荣乐等研究显示，有机肥、超标率为 、。而长期施用重金属超标的有机肥会导致土壤中重金属的积累，进而影响作物的生长发育。唐政等研究表明，施用猪粪有机肥使辣椒果实中 等重金属元素超标。在贵州喀斯特山地农业环境制约下，耕地资源环境面临着多重挑战，为了缓解贵州辣椒连作障碍现象，安全科学施肥才是实现辣椒产业可持
6、续稳定发展的必经之路。本试验以大田试验为基础，利用有机肥、生物菌剂和复江苏农业科学 年第 卷第 期合肥不同组合的配合施用，研究不同施肥处理对根际土壤和辣椒果实中重金属的积累情况及辣椒品质的影响，并对其进行安全性评价，以期规避辣椒果实中重金属含量超标和缓解贵州省辣椒的连作障碍现象，为辣椒安全生产提供参考。材料与方法 供试材料供试植物：线椒品种香辣四号。供试土壤：辣椒根际土壤。供试肥料：（）复合肥（市场购买），氮、磷、钾含量各占；（）微生物菌剂（贵州万和生态环保有限公司）：枯草芽孢杆菌（亿）；解淀粉复合菌剂（亿）；淡紫拟青霉菌（亿）。（）功能性有机肥：利用磷石膏和废弃菌棒等原料发酵自制，经贵州省中
7、国科学院天然产物化学重点实验室检测，肥料 值为 ，含全氮 、全磷.、全钾 、有机质 、总腐殖酸.。试验区概况试验地位于贵州省贵阳市花溪区黔陶乡力合农业种植基地，该地属东部低中丘陵谷盆地区（，），地势东北高、西南低，地域北宽南窄，平均海拔约 ，年平均气温 ，属亚热带高原季风气候；年平均日照时数 ，年平均降水量 ，年平均无霜期。试验地为连续 年种植香辣四号品种的辣椒种植基地。试验设计试验于 年 月在基地展开大田试验。辣椒于 月中下旬在大棚中育苗，月底起垄施肥后覆膜，按株行距 移栽定植。定植后进行常规管理，试验期间不喷洒任何药剂，人工除草。每个区域试验设 个处理，每个处理重复 次，采用随机区组设计排
8、列，共划分 个小区，每个小区面积为 ，以常规施肥作为对照（）。复合肥施用量为 ，功能性有机肥施用量为 ，复合肥和有机肥均为根部施肥；微生物菌剂施用量均为 ，兑水后冲施根部。试验方案详见表。样品采集与制备 样品采集 于 年 月 日对成熟期辣椒进行采摘，每个处理选取长势基本一致的辣椒，表 大田施肥试验方案设计处理复合肥功能性有机肥枯草芽孢杆菌解淀粉复合菌剂淡紫拟青霉菌混合采摘 左右果实，分别装袋标记。同时在对应的辣椒植株下利用木制工具采集 的根际土壤（距植株 ），土壤样品质量约，将样品装入洁净聚乙烯塑料袋封装，写上编号，与此同时做好采样记录。共采集样品 个，含辣椒果实 个、对应根际土壤 个。样品制
9、备 将辣椒样品用自来水冲洗 遍，再用超纯水（）冲洗 遍，置于恒温鼓风干燥箱中于 杀青 后，以 烘干至恒质量，去除辣椒的胎座，采用高速万能粉碎机磨碎，过 目尼龙筛，装入聚乙烯塑料自封袋中，做好标记，密封保存。同时，将采集的土壤样品剔除植物的根、叶、石块等异物，放在通风处自然风干后，采用四分法研磨后，分别过 、筛，储存于塑料袋中备用。样品测定（）土壤 值的测定采用玻璃电极法（）；（）铅、镉含量的测定采用石墨炉原子吸收法；（）砷、汞含量的测定采用原子荧光光谱法；（）铜和锌含量的测定采用电感耦合等离子发射光谱法；（）辣椒素和二氢辣椒素含量的测定采用高效液相色谱法。检测依据均为现行有效的国家标准。分析过
10、程中以国家标准土壤样品（、）以及国家标准植株样品（）进行分析质量控制，设定样品重复数 ，每批样品设 个空白。江苏农业科学 年第 卷第 期 数据统计分析方法数据统计分析采用 、（）软件。评价方法 土壤评价标准及方法本研究参照我国土壤环境质量标准（）作为土壤质量评价标准，对不同施肥处理下的辣椒土壤重金属含量进行安全性评价。采用单因子指数法和综合污染指数法能较全面地反映土壤环境的整体质量状况，通过 综合指数法对土壤环境质量进行客观性评价。辣椒评价标准方法本研究以农产品安全质量：无公害蔬菜安全要求（）和药用植物及制剂外经贸绿色行业标准（）作为评价标准，对不同施肥处理的辣椒中重金属、进行安全性评价。结果
11、与分析 不同施肥处理下土壤重金属含量特征由表 可知，不同施肥处理下的土壤 值范围为 ，均呈酸性；的含量范围为.；的含量范围为 .；的含量范围为 ；的含量范围为 ；的含量范围为 ；的含量范围为.；的含量范围为 .。就土壤中各重金属含量而言，表现为 ；表现为 ；表现为 ；表现为 表 不同施肥处理下土壤重金属含量处理特征值 值重金属含量（）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）均值 （）江苏农业科学 年第 卷第 期 ；表现为 ；表现为 ；表现为 。由上可知，处理中 种重金属含量排名均在前 位，、处理中均有至少 种重金属排名在前
12、位，表明、处理对重金属的吸收、螯合或固定能力比其他处理强。研究区域中各元素分布和累积程度的差异以及受人为活动影响的程度，可通过变异系数反映，其值越大说明受人为活动干扰越强烈。就变异程度来看，土壤 值均为弱变异，而土壤重金属的变异程度各异。处理中的、，、处理中的，、处理中的，、处理中的，、处理中的，均为强变异；其中以重金属 的变异范围广且变异程度较大，表明重金属 受人为活动干扰影响比其他重金属元素大。根据国家级标准（）可知，除了 处理中重金属 达到临界值 外，其他各施肥处理中的土壤重金属含量均远远低于标准限量值。不同施肥处理下土壤重金属污染评价通过土壤环境质量标准和 综合指数法得出不同施肥处理下
13、土壤重金属单项、综合及分级评价结果（表）。不同施肥处理下，土壤重金属 的单因子污染指数（）在、处理的重复中最高分别为 、，表明 处理属于轻度污染，处理属于尚清洁；的单因子污染指数（）在 重复中最高为 ，表明 处理处于轻度污染。其他金属元素单因子污染指数（）均低于 ，处于无污染状态，属于安全等级。分析综合污染指数（综），、处理的综合污染指数分别为 、，分别处于警戒线和轻度污染状态。这是由于本研究选定的污染评价因子中，贡献率极高所导致，这与贵州省土壤 具有“天生的”高背景特性密切相关。而其他处理的均为清洁水平，属于安全等级。不同施肥处理下辣椒重金属元素含量特征及安全性评价由表 可知，辣椒果实中 的
14、含量范围为.；的 含 量 范 围 为 ；的含量范围为 ；的含量范围为 ；的含量范围为 ；的含量范围为.。就辣椒果实的重金属含量而言，不同施肥处理中 表现为 ；表现为 ；表现为 ；表现为 ；在 处理中未检出或低于仪器检出限，其他处理表现为 ；表现为 ；表现为 。不同施肥处理下的辣椒果实同一重金属元素含量差异均较小，且累积量呈现随机性。由变异程度来看，重金属 在、处理中为中等强度变异，其他处理均为强变异；在、处理中为中等强度变异，其他处理中均为弱变异；在、处理中为弱变异，其他处理中均为中等强度变异；在、处理中为中等强度变异，其他处理均为强变异；、在 处理中为中等强度变异，其他处理均为强变异；在、处
15、理中为强变异，其他处理中为中等强度变异。由上可知，重金属、在各处理中的变异系数变幅极大，为 ，其中强变异占比为 ，表明不同施肥处理下辣椒果实中重金属、含量分布不均匀，这可能与肥料的种类和施用均匀度、大气干湿沉降以及人为采摘等因素有关。鉴于辣椒具有药食同源的特性，在药用行业中潜力巨大，因此本研究以农产品安全质量：无公害蔬菜安全要求药用植物及制剂外经贸绿色行业标准作为评价标准，对辣椒中重金属、进行评价。结果显示：以药用植物及制剂外经贸绿色行业标准作为评价标准时，重金属、未做规定；除了、处理中的 含量达到限量临界值（）外，且超标率均为，其他重金属在各个处理中的含量均远远低于限量值。以农产品安全质量：
16、无公害蔬菜安全要求作为评价标准时，重金属、未做规定；江苏农业科学 年第 卷第 期表 不同施肥处理下土壤重金属单项、综合及分级评价结果处理重复单因子污染指数（）综合污染指数（综）污染等级 安全 安全 警戒线 安全 安全 安全 安全 安全 安全 轻度污染 安全 安全 、均未超标；在、处理均未超标，其他处理均超标；在 处理中未超标，在、处理中达到限量临界值（），其他处理均超标；各个处理中 含量均远远高于限量值（），且超标率为。由此可知，种评价标准下，结果均显示辣椒果实中、未超标，而 有不同程度的超标，表明辣椒果实对 的吸收富集能力高于其他重金属。结果不一致主要是由于 种评价的标准以及侧重点不同所导致，由此表明，单一标准评价具有一定的局限性，结合多种标准共同评价可使评价结果更为全面可靠。通过以上分析可知，辣椒果实中的重金属、江苏农业科学 年第 卷第 期表 不同施肥处理下辣椒果实中重金属的含量 处理特征值均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）均值（）注：“”表示未检出或低于仪器检出限；“”表示因未检出或低于检出限而造成计算缺失的值；“”表示未规定
