川芎中重金属镉来源途径和控制措施方面的研究

摘要

目的：川芎是著名的川产道地药材，目前对川芎的化学成份、药理作用研究的文献报告很多，而对川芎的重金属研究相对匮乏，并且大多集中在川芎药材中重金属含量的测定，严重缺乏对川芎重金属来源途径和控制措施方面的研究。近年来，川芎重金属超标（主要是镉含量超标）的问题严重影响其药用安全性，已很难出口欧美国家。
　　本人在课题组前期对道地产区3000hm2川芎研究基础上，选取pH值不同的土壤和对应的川芎样品，对药材以及土壤中不同形态的镉进行提取和含量测定，深入研究川芎镉含量与栽培土壤pH及离子态镉含量百分比的相关性，并根据其研究结果，采用课题组自行研制的土壤pH值调节剂，从正反两个方面调节土壤pH值，以进一步在可控的条件下研究土壤pH值对川芎镉含量的影响。为川芎的科学栽培，控制川芎中镉含量提供科学依据。
　　方法：第一，在彭州市敖平镇和都江堰市徐渡乡两个主产地选取了土壤pH值不同的典型酸性、碱性地块，采集川芎药材及相应的栽培土壤作为研究对象。测定土壤pH值；对川芎进行消解，采用原子吸收法测定川芎镉含量；采用震荡和超声的提取方法，依次提取土壤中水溶态镉、离子交换态镉、碳酸盐结合态镉、Fe，Mn氧化物结合态镉、有机结合态镉，最后对残渣进行消解得到残渣态镉，采用原子吸收法测定土壤中不同形态镉的含量。深入研究川芎中镉含量与栽培土壤pH值及活性态镉之间的影响关系。第二，选取彭州敖平镇的典型酸性地块和碱性地块进行大田栽培实验，设计不同的土壤pH调节剂配方，采用随机区组设计，每个地块均设计5个不同的施用量，酸性地块采用碱性的A配方pH调节剂（施用量大小为A4>A3>A2>A1>A0（对照））进行浇灌，碱性地块采用酸性的B配方pH调节剂（施用量大小为B4>B3>B2>B1>A0（对照））进行浇灌。在川芎生长期间采集药材及相应土壤，测定使用pH值调节剂改造后的土壤pH值和川芎镉含量，观察土壤pH值变化情况及对川芎中镉含量的影响，并观测川芎的生长发育情况，记录川芎株高、地上部分鲜重和地下部分鲜重，研究改变土壤pH值对川芎镉含量及其生长发育的影响。
　　结果：
　　（1）川芎镉含量与土壤pH相关分析结果为：r=-0.693**，P=0.001(P＜0.01)；川芎镉含量与离子态镉含量百分比的相关分析结果为：r=0.860**，P=0.000(P＜0.01)；土壤pH与离子态镉含量百分比的相关性结果为：r=-0.746**，P=0.003(P＜0.01)；川芎镉含量与土壤离子态镉含量的相关性结果为：P=0.162。
　　（2）使用不同量“A1、A2、A3、A4”碱性土壤pH调节剂后，酸性典型地块各土壤平均pH值分别为5.642、5.797、5.811、5.808，高于A0空白土壤平均pH值5.411，川芎镉含量分别为75.3995、56.8160、59.0110、42.2570mg/kg，显著低于对照川芎镉含量78.5450 mg/kg，同时川芎苗高、地上部鲜重和地下部产量也显著高于对照，收获实测各小区的川芎产量也显著高于对照；使用不同量“B1、B2、B3、B4”酸性土壤pH调节剂后，碱性典型地块各土壤平均pH值分别为7.350、7.407、7.314、7.296，低于B0空白土壤平均pH值7.661，川芎药镉含量分别为29.6000、25.9425、30.4045、30.7705 mg/kg，显著高于对照川芎镉含量17.3090 mg/kg；各川芎镉含量与其生长期内土壤pH平均值相关性结果为：r=-0.926**,P=0.000（P<0.01）；
　　结论：
　　（1）川芎中镉含量与土壤的pH值呈极显著的负相关，与土壤中离子态镉含量的百分比呈极显著正相关；土壤pH值与土壤中离子态镉含量的百分比呈极显著的负相关。这表明土壤酸度是影响川芎镉含量的最直接因素，栽培土壤的酸度越大，土壤离子态镉含量的比例就越大，川芎药材的镉含量就越大。
　　（2）川芎中镉含量与土壤的离子态镉含量绝对值没有明显相关，即土壤中离子态镉的含量不是决定川芎药材中镉含量的直接因素。
　　（3）在pH值较低的土壤中施入自行研制的碱性土壤pH调节剂后土壤pH值升高，川芎中镉的积累量显著降低，相反，在土壤pH较高的土壤中施入自行研制的酸性土壤调节剂后降低了土壤pH值，明显增强川芎对土壤中镉的富集。此外，使用自行的土壤pH调节剂处理土壤，土壤pH变异系数均小于10％，属弱变异强度，土壤pH值变化范围稳定。
　　（4）使用自行研制的碱性土壤pH调节剂增大酸性土壤pH值，有利于改善川芎生长发育，促进川芎产量提高。

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前言

川芎重金属研究必要性

立题依据

研究内容

第一章 川芎镉含量与栽培土壤pH及镉活性态含量的相关性研究

1.1实验部分

1.1.1样品的采集、仪器与试剂

1.1.2实验方法

1.1.3实验结果与分析

1.2结论

第二章 调节土壤pH值对栽培川芎镉含量及生长情况影响的研究

2.1实验部分

2.1.1样品的采集、仪器与试剂

2.1.2实验方法

2.1.3实验结果与分析

2.2结论

3．总结与讨论

参考文献

文献综述

致谢

附件一：在读期间公开发表的学术论文、专著及科研成果

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