土壤金屬污染對玉米產量的影響
玉米是我國東北乃至全國廣泛種植一種重要的農作物，它不僅是一種主要的糧食作物，并且在淀粉行業和飼料業都發揮著巨大的作用。 由于我國遼寧地區重工業的快速發展， 導致土壤受重金屬污染的情況日益嚴重。 其中鎘是一種主要的污染物，由于鎘在土壤中的積累， 玉米籽粒中鎘含量超標的現象時有發生，對人體健康產生危害。 但是因為土壤中的鎘以不同的形態存在， 其中某些形態并不會被作物所吸收，作物中鎘的含量與土壤中鎘的總量的相關性并不顯著。
為了更準確地預測玉米受土壤中重金屬污染的可能性， 越來越多的研究人員提出了有效態重金屬的概念， 它是指土壤中能夠被作物吸收和積累的那部分重金屬形態，在重金屬污染研究中常被稱為“可提取態重金屬”. 但是有效態重金屬含量受多種因素的影響，如土壤類型、作物種類、重金屬元素種類等。
本研究選取遼寧廣泛種植的作物玉米作為研究對象， 針對玉米在遼寧棕壤上生長受土壤中有效態鎘的影響進行研究， 并采用盆栽試驗和大田采樣檢測相結合的研究方法， 分析在遼寧地區種植玉米受土壤中鎘污染的可能性， 試驗結果可以用玉米容重器測定玉米容重，從而判斷鎘對玉米質量的影響，為遼寧地區玉米的安全種植提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 玉米的盆栽試驗
設計和大田采樣玉米試材選用富友一號， 盆栽土壤采集于中科院沈陽生態站，采取向空白土壤（基本性質見表 1）中添加外源污染土的形式，將兩種土壤均過 準5 mm篩，混合均勻，形成具有不同質量比梯度鎘的土壤，鎘 質 量 比 分 別 處 理 為 0、0.1、0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0 mg/kg,每個梯度設 4 個重復。 在營養缽中進行玉米盆栽試驗， 每盆裝土 15 kg. 2007 年 4 月，將底肥與盆土按規定用量混合均勻，每盆播種 5 粒，14d 后間苗，每盆留苗 1 株，整個生長過程用自來水澆灌，并追肥（尿素）兩次，2007 年 9 月收獲。
大田采樣在 2007 年 10 月中旬進行， 選取地點為鐵嶺市郊，共設 26 個采樣點。 玉米和土壤同時同點采集，土壤采樣深度為 0~20 cm,重約 2 kg,并采集該點種植的玉米 3 棵，用布袋帶回實驗室統一處理。
1.2 樣品的檢測方法
1.2.1 玉米樣品的測定
玉米用去離子水清洗干凈，烘干，粉碎，研細，并全部過 準2 mm 篩，稱取樣品 1.0 g,放入 100 mL 燒杯中，加入 10 mL HClO4-HNO3混酸（3∶1），于電熱板（TJ-EHP1000）上加熱消解，待消解液澄清后，趕酸， 用去離子水轉移至 25 mL 容量瓶中， 定容、搖勻，于石墨爐原子吸收分光光度計（A Analyst 100）上測定鎘的含量。
1.2.2 土壤樣品的測定
土壤樣品采集后，陰干，在瑪瑙研缽中研磨，分別過 100 目篩和 10 目篩，測定土壤中鎘全量和有效態鎘的含量。稱取過 100 目的樣品 0.3 g,加入 10 mL HClO4-HNO3混酸 （3∶1）、1 mL 氫氟酸，于電熱板上消解，定容至 25 mL,于石墨爐原子吸收分光光度計測定。
2 結果與分析
2.1 土壤鎘全量和有效態鎘含量分析
本研究進行了土壤中重金屬鎘有效態的提取和測定試驗，以期分析大田條件下，土壤中有效態鎘含量與作物中鎘含量的相關關系，并將其與總鎘進行對比。 昌圖縣土壤中有效態鎘含量的原始數據見表 2.
由表 2 可以看出，有效態鎘的提取率（有效態含量在總量中所占的百分比） 因使用不同的提取劑而不同。 其中以 DTPA 的提取率為最高， 可達 15.7%（以數據平均值計算）， 這與它是重金屬絡合劑有很大的關系；其次，另外一種重金屬絡合劑 0.05 mol/LEDTA 的提取率為 9.6%,提取能力僅次于 DTPA,排在 4 種提取劑的第 2 位。 1 mol/L NH4OAc 作為一種緩沖劑類型的有效態鎘提取劑， 它的提取率為8.4%,提取能力居第 3 位，因為 0.1 mol/L CaCl2屬于中性鹽類型提取劑，所以它的提取能力較弱，提取率僅為 7.8%.
2.2 土壤重金屬和鎘臨界值的確定
為了有效解決土壤污染與農產品質量安全的相關性問題，本文通過盆栽實驗的方法，確定土壤重金屬鎘有效態的臨界值。通過土壤盆栽試驗，研究在不同鎘質量比條件下， 玉米中累積鎘的量與土壤中有效態鎘含量的關系， 并將作物可食部位中鎘的含量與食品衛生標準進行對照， 確定作物可食部位中鎘超標時土壤中有效態鎘的臨界值范圍， 從而為重金屬鎘污染土壤準確評價和安全種植農作物提供有效技術依據。
3 結論
鐵嶺大田采樣試驗中， 土壤重金屬鎘總量與玉米可食部位鎘含量之間的相關性較弱， 而有效態鎘含量與玉米可食部位鎘含量之間的卻有明顯的相關性， 說明作物可食部位中鎘含量并不完全由土壤中鎘總量來控制， 而且還受到土壤有效態鎘含量的影響。由土壤重金屬總量來評價作物重金屬污染的方法就顯得不夠全面，因此應將生物有效含量、總量、結合起來綜合分析，才能準確全面地測定農作物中重金屬的污染。
