河北承德锗元素生态地球化学特征及其与道地药材黄芩适生关系

摘要

道地药材生长与生态地球化学研究对实现中医药科学化和标准化具有重要意义.从承德市滦河流域与金沟屯和五道岭典型研究区阐明区域尺度和不同地质建造区Ge元素地球化学背景特征,结合多元统计采用基于Nb元素的质量迁移系数、化学蚀变指数CIA和残积系数RF、生物富集系数论述Ge元素在基岩-风化壳-土壤-黄芩系统中的迁移聚集规律,探讨Ge元素生态地球化学特征与道地药材黄芩的适生关系.结果表明:滦河流域表层土壤Ge元素平均含量为1.336 mg·kg-1,43.54％土壤样品Ge元素含量属丰富—较丰富水平;金沟屯和五道岭区表层土壤Ge元素平均含量分别为1.352 mg·kg-1和1.268 mg·kg-1.不同地质建造和表层土壤Ge元素含量与TFe2O3含量显著相关,土壤含铁矿物对Ge元素具有吸附作用.Ge元素含量随岩土风化程度升高而增大,金沟屯区土壤风化程度高于五道岭区,土壤成熟度相对较高,Ge元素富集程度相对较高.岩石风化过程中Ge元素与TFe2O3、V、Ti、Co、P、Pb、Cu、Zn、Al2O3、SiO2、K2O、Na2O质量迁移系数值相近,风化土壤与新鲜基岩Si和Ge含量发生明显分异,Ge元素主要来源于硅酸盐矿物风化过程中晶格破裂和金属硫化物矿物风化释放.金沟屯和五道岭黄芩Ge元素BCF平均值分别为0.014和0.020,黄芩根部对土壤Fe与Ge的吸收表现出明显的协同作用,土壤pH影响着Ge元素形态和生物有效性.区域土壤丰富的Fe、P和Sr元素含量为优质黄芩生长提供了有利条件;Fe族元素含量丰富,pH呈微碱性的沙壤质土壤为道地药材黄芩适宜生长和定向栽培种植区.