北方农田镉污染土壤玉米生产阈值及产区划分初探

来源：环境科学杂志2021年第1期北京时间：

作者：管伟豆,郭堤,王萍,张增强,李荣华

单位：西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,农业农村部西北植物营养与农业环境研究重点实验室, 杨凌 712100

摘要：为探究我国北方镉（Cd）污染农田中玉米安全生产的土壤阈值以及产区划分，于部分北方玉米主要产区（含不同程度Cd污染）收集了129套点对点的土壤-玉米样品，分析了土壤理化性质与土壤、玉米籽粒Cd含量之间的相关性，利用多元线性回归法和物种敏感度分布曲线法（SSD）推导不同土壤情景下土壤Cd的生态阈值，并进行了玉米"宜产、限产、禁产"产区划分.结果表明，研究区土壤与玉米籽粒中Cd含量超标分别为99.62%和49.61%；玉米籽粒中Cd富集系数（BCF）与土壤pH、土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）和土壤有效态Cd含量（DTPA浸提）均呈极显著相关性（P<0.01）.多元线性回归法的预测可解释因变量71.9%的变异量；基于研究区土壤特性以及参考资料，划分3种不同土壤情景分别为，情景1：6.5ω（SOM）=15 g·kg-1，土壤CEC=15 cmol·kg-1；情景2：7.5ω（SOM）=20 g·kg-1，土壤CEC=20 cmol·kg-1；情景3：pH ≥ 8.5，土壤ω（SOM）=17g·kg-1，土壤CEC=17 cmol·kg-1，利用SSD法中Logistic函数模型推导以上3种情景的粮食宜产区土壤Cd阈值分别为3.00、3.80和3.11 mg·kg-1；禁产区阈值为8.95、9.10和7.21 mg·kg-1，当土壤Cd含量介于宜产区阈值与禁产区阈值之间时该区域划分为粮食限产区；玉米用于饲料使用时3种情景下的饲料宜产区阈值分别为14.94、18.90和15.55 mg·kg-1，禁产区阈值分别为44.93、45.40和36.05 mg·kg-1，两者之间的区域为饲料限产区.以上方法和结果可为我国北方农田土壤的安全生产提供参考，并为土壤生态阈值的标准制定提供科学依据.

关键词：重金属镉,富集系数(BCF),定量关系,阈值,产区划分,