張海英

摘 要：目前，我國(guó)農(nóng)田土壤和農(nóng)產(chǎn)品污染的形勢(shì)十分嚴(yán)重，由于人參的生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、種植過(guò)程中的人為措施復(fù)雜等特點(diǎn)，導(dǎo)致人參種植土壤中接納了更多的污染物，對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生了威脅。該文對(duì)人參中重金屬和有機(jī)農(nóng)藥殘留進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并從微生物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、植物修復(fù)、構(gòu)建新型施肥制度、優(yōu)化栽培管理制度等方面提出了控制措施。

關(guān)鍵詞：重金屬 農(nóng)藥 人參 土壤 有機(jī)肥

中圖分類(lèi)號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）09（a）-0063-02

人參作為吉林省的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，在吉林省東部山區(qū)的地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位。吉林人參素有“百草之王”之美譽(yù)，主要種植于長(zhǎng)白山區(qū)的撫松、靖宇、長(zhǎng)白和集安等地，人參產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的80%以上。

隨著人們保健和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們認(rèn)識(shí)到中藥材中過(guò)多的農(nóng)藥及重金屬殘留會(huì)影響到其藥效及質(zhì)量的提高，最終影響到人類(lèi)的健康。我國(guó)《人參加工產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)產(chǎn)品中的重金屬及農(nóng)藥殘留量進(jìn)行了明確限制，從現(xiàn)有的人參產(chǎn)品抽查結(jié)果來(lái)看，我國(guó)人參合格率不超過(guò)85%。因此，為了在保證中藥材品質(zhì)的基礎(chǔ)上提升中藥材的質(zhì)量，首先要從中藥材的產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)加工等環(huán)節(jié)入手，嚴(yán)格限定。人參生長(zhǎng)最基本的環(huán)境要素之一是土壤，土壤環(huán)境的好壞，決定著其立地植物——人參的產(chǎn)量與品質(zhì)優(yōu)劣。所以，為保證人參產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)控和污染土壤的修復(fù)是GAP生產(chǎn)的先決條件。

1 污染物來(lái)源分析

1.1 人參特性

人參主要是以地下根部入藥（與土壤接觸面大）；一般需要5～6年的生長(zhǎng)期（生長(zhǎng)期長(zhǎng)），對(duì)土壤中重金屬和有機(jī)農(nóng)藥具有較強(qiáng)的富集作用。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)栽培人參和三七等長(zhǎng)生長(zhǎng)周期和根部用藥的中藥材土壤環(huán)境的要求，要比其他一年生草本，或莖葉、果實(shí)等入藥的藥用植物對(duì)土壤環(huán)境的要求更加嚴(yán)格。

人參的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，病原微生物很容易富集并繁殖；人參的種植環(huán)境避光、潮濕，也有利于病原微生物的生長(zhǎng)。因此，人參種植過(guò)程中，對(duì)殺菌劑的需求量特別大，導(dǎo)致有機(jī)農(nóng)藥在人參中積累量大[1]。

1.2 人參栽培環(huán)境

大氣、水、土壤質(zhì)地等自然背景或環(huán)境均可能受到污染，因此，GAP對(duì)土壤中Hg、Pb等重金屬含量、六六六（BHC）、滴滴涕（DDT）和五氯硝基苯（PCNB）等農(nóng)藥殘留做出了明確的規(guī)定。

1.3 肥料和農(nóng)藥的不合理施用

人參栽培土壤曾經(jīng)使用過(guò)或正在使用含有重金屬的肥料和農(nóng)藥，如目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的有機(jī)肥多為集約化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便為原料生產(chǎn)的，飼料中重金屬含量超標(biāo)導(dǎo)致糞便中重金屬污染；部分磷肥中鎘元素超標(biāo)。某些農(nóng)藥含有As、Hg、Pb、Zn、Cu等重金屬元素，如硫酸銅、波爾多液、代森錳鋅，這些農(nóng)藥的不合理施用會(huì)增加土壤中重金屬的濃度并導(dǎo)致在人參的高殘留。

1.4 栽培土壤殘留有機(jī)污染物

山區(qū)在20世紀(jì)50、60年代曾經(jīng)大面積地發(fā)生了森林松毛蟲(chóng)害和其他病害，為有效抑制病蟲(chóng)害的發(fā)展，曾經(jīng)大量使用BHC和DDT，農(nóng)藥過(guò)量應(yīng)用導(dǎo)致病蟲(chóng)害的抗性增強(qiáng)，藥量使用進(jìn)一步加大，這種畸形用藥導(dǎo)致土壤中BHC和DDT殘留過(guò)高；為了防治人參病害，在播種、育苗以及移栽中使用另外一種殺菌劑——五氯硝基苯，由于這種殺菌劑藥效期長(zhǎng)、價(jià)格便宜，在人參種植過(guò)程中用量也很大；為防止病蟲(chóng)害，在栽培過(guò)程中使用或正在使用含有機(jī)氯（有機(jī)氯農(nóng)藥的特點(diǎn)是持效期長(zhǎng)、抗藥性小、價(jià)格低，但其殘留性高）的混配農(nóng)藥。由此可見(jiàn)，土壤中農(nóng)藥殘留是造成人參品質(zhì)下降的主要原因之一。

2 污染修復(fù)技術(shù)

2.1 微生物修復(fù)

有機(jī)污染物不能作為微生物生長(zhǎng)的能源，在存在另外的化合物時(shí)，這些化合物作為基質(zhì)給微生物提供能源，使有機(jī)污染物被生物降解，這種現(xiàn)象稱(chēng)為共代謝。研究表明，微生物的共代謝作用對(duì)于持久性污染物的徹底分解起著重要的作用。微生物共代謝動(dòng)力學(xué)與生長(zhǎng)代謝不同，降解速度比完全馴化的生長(zhǎng)代謝要慢，這也從另一個(gè)側(cè)面表明這些難降解物質(zhì)存在的長(zhǎng)期性，但共代謝速率直接與微生物量成正比。當(dāng)持久性有機(jī)物存在時(shí)，可以通過(guò)添加易降解物質(zhì)來(lái)誘導(dǎo)微生物的最大生物氧化率，從而使微生物的活性增強(qiáng)，使持久性有機(jī)物的可生物降解性獲得改善和提高。另外，也可以通過(guò)分離馴化得到高效的能夠以生長(zhǎng)代謝方式利用有毒有機(jī)物菌株，以加速難降解物質(zhì)的去除速率。

微生物對(duì)重金屬的修復(fù)是利用土壤中有益微生物的鈍化性能來(lái)影響某些重金屬的活性與毒性。這種鈍化效果一方面是通過(guò)某些酶使重金屬形態(tài)和價(jià)態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，降低重金屬的毒性，如：某些細(xì)菌（硫酸還原菌、藍(lán)細(xì)菌）和某些藻類(lèi)能夠產(chǎn)生胞外聚合物（糖蛋白和多糖），這些胞外聚合物（配位體）與重金屬（中心離子）發(fā)生絡(luò)合作用降低活性[2]；某些細(xì)菌能夠?qū)r（Ⅵ）轉(zhuǎn)化為Cr（Ⅲ）、將As（Ⅲ）轉(zhuǎn)化為As（Ⅴ），毒性顯著降低。另一方面，通過(guò)吸附作用將重金屬與菌體結(jié)合，降低重金屬的活性，減少向人參體內(nèi)遷移作用。

2.2 化學(xué)修復(fù)

將化學(xué)試劑（改良劑和抑制劑）投入土壤中，改變土壤酸堿性、氧化還原電位等土壤理化指標(biāo)，使重金屬發(fā)生沉淀、氧化還原、絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)，改變重金屬價(jià)態(tài)或形態(tài)，被土壤膠體吸附等物理變化，降低活性。

經(jīng)常使用的化學(xué)試劑有：石灰、碳酸鈣、磷酸鹽和蛭石、沸石，這幾種均屬于無(wú)機(jī)改良劑。前三者主要是通過(guò)其高pH值來(lái)增加土壤堿性，改變重金屬形態(tài)，形成沉淀通過(guò)固化作用來(lái)降低活性；后二者是通過(guò)吸附作用抑制污染物的遷移來(lái)降低活性。常用的有機(jī)改良劑主要是有機(jī)肥料，包括綠肥、畜禽糞便堆肥、草炭等。

化學(xué)修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，周期短、見(jiàn)效快，成本低，對(duì)中度和輕度重金屬和農(nóng)藥污染土壤具有應(yīng)用價(jià)值。缺點(diǎn)是并未將污染物從土壤環(huán)境中剝離，土壤環(huán)境條件發(fā)生改變，有可能使污染物再度活化，導(dǎo)致人參污染發(fā)生。

研究表明，粉煤灰、澎潤(rùn)土能夠有效降低Cu、Pb 和Cd的活性，主要機(jī)理是有機(jī)改良劑中的大分子有機(jī)結(jié)構(gòu)與重金屬之間發(fā)螯合作用，顯著降低活性。腐殖物質(zhì)對(duì)鈍化重金屬活性也有積極的作用；在污泥堆肥過(guò)程中，添加重金屬鈍化劑可以改變重金屬形態(tài)，降低其活性。目前，重金屬鈍化劑以石灰等堿性材料和草炭、沸石、蛭石等吸附材料為主，用以恢復(fù)土壤功能。

2.3 植物修復(fù)

將富集植物種植在重金屬或農(nóng)藥污染的將要栽培人參的土壤上，通過(guò)富集吸收使土壤中的污染物遷移到富集植物中，降低土壤中污染物的濃度。一種方式是富集植物將污染物（重金屬和農(nóng)藥）通過(guò)吸收作用固定于植物中；另外一種方式是根系吸收之后通過(guò)揮發(fā)作用污染物釋放到大氣中。目前階段，富集植物或超富集植物的篩選是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一；種植富集植物之后的土壤再種植人參的案例并不多見(jiàn)，因?yàn)槿藚?duì)上茬作物的要求更為苛刻，因此，針對(duì)人參種植，富集植物篩選更為重要。

2.4 構(gòu)建新型施肥制度

開(kāi)發(fā)出人參的專(zhuān)用有機(jī)肥，防止過(guò)量重金屬通過(guò)施用畜禽糞便和化學(xué)肥料等途徑進(jìn)入土壤；同時(shí)根據(jù)硝態(tài)氮與銨態(tài)氮適量配比、鈣鎂磷肥能夠增加土壤pH值的特點(diǎn)，改變不合理的施肥制度，以降低重金屬的活性。

2.5 優(yōu)化栽培管理制度

對(duì)于人參栽培進(jìn)行適當(dāng)揭棚，土壤受到雨水淋洗，積鹽程度和板結(jié)程度都會(huì)有所降低，改善土壤質(zhì)量，提高環(huán)境容量；另外，揭棚還能夠降低CO2含量，對(duì)提高土壤pH值、鈍化重金屬有一定益處。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉亞南，趙東岳，劉敏，等.人參病蟲(chóng)害發(fā)生及農(nóng)藥施用現(xiàn)狀調(diào)查[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（10）：294-298.

[2] 梁堯，李剛，曹慶軍，等.人參產(chǎn)地土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中藥材，2013，36（10）：1709-1713.