锌对蔬菜的影响

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一、研究的目的和意义

我国现在缺锌是比较严重的，从农业生产的角度来看，我国土壤缺锌比较普遍。根据第二次全国土壤普查的资料，我国有O.49×108hm2耕地缺锌，占总耕地面积的51.1%。缺锌土壤的分布与石灰性土壤的分布模式基本相同口。在中国北方的碱性土壤中，作物缺锌问题比较突出，水稻、豆类、小麦和玉米等都需要施用锌肥，合理的施用锌肥能使蔬菜平均增产15%～25%，而且还能改善蔬菜的品质。

从人体健康角度来看，我国的人体缺锌问题也比较突出。全国约有30%的孕妇和40%的儿童处于缺锌状态。有研究指出，低锌的地球化学环境是诱发北京市房山区胎儿神经管畸形较高的重要因素之一。

蔬菜是人体锌的提供者之一，同作为人类主要食粮的各类作物相比，其含锌量因施锌变化很大，特别是叶菜类和一些根菜类通过食疗来改善人体缺锌状况，具有一定的实践意义。

二、材料与方法

1、实验材料

（1）实验蔬菜和土壤

实验蔬菜味上海青，简称油菜，小白菜，上海青是十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种以叶片为产品的普通白菜的一个变种，原产中国。油菜种子购买于河北省三河市燕郊行宫菜市场。

供试土壤取与华北科技学院花房，供试土壤为褐土，pH为7.16；含水率为57.29%；有机质含量为14.29g/kg；金属锌的含量为58.99mg/kg。

（2）试剂与仪器

高氯酸，优级纯，500mL×1瓶装，金鹿化工有限公司（原桃浦化工厂生产）。

氢氟酸，分析纯，500mL×1瓶装，北京化工厂生产（北京北化精细化学品有限责任公司）。

盐酸，分析纯，500mL×1瓶装，北京化工厂生产（北京北化精细化学品有限责任公司）。

硝酸，高纯试剂，500mL×1瓶装，硝酸含量65%-68%，其他符合高纯试剂指标，天津市福晨化学试剂厂。

硝酸锌，500g，分子量为297.49，含量不少于99.0%，pH（50g/L）≥3.5，杂质最高含量（指标以%计）：澄清度实验，合格；水布容物，0.005；氯化物（cl），0.001；硫酸物，0.002；铁（Fe），0.0003；铅（Pb），0.005；硫化铵不沉淀物（以硫酸盐计），0.01。符合GB/T 667-1995，氧化剂 XK 13-201-00116。

原子吸收分光光度计，GGX-600型，北京科创海光仪器有限公司。

电子天平，FA1104N，上海精密科学仪器有限公司。

数字pH计，PHS-2F，上海精密科学仪器有限公司。

锌空心阴极灯，北京有色金属研究总院。

可调式电热板，北京市永光医疗仪器厂。

高温电炉，MHS-4-10，中国吴江煤矿电气厂苏州。

2、盆栽试验方法

（1）浇灌水浓度的确定

通过查阅相关文献得知，作物发生锌中毒的有效锌临界浓度为640mg/kg，而试验中种植油菜花盆中土的质量是2.5kg，由此可确定浇灌的锌溶液浓度分别为：0、2.29g/L、4.57g/L、5.72g/L、6.87g/L、9.15g/L六个浓度，分十次进行浇灌。

（2）盆栽试验

实验根据确定的锌浓度溶液设置为六组实验，每组平行三盆，共种植十八盆油菜，每组浇灌一种浓度的锌溶液。试验采用每盆装土为2.5kg的花盆。4月14日播种，一星期以后定苗，每盆中留三株油菜。5月4日开始浇灌锌溶液，每盆每次浇灌100mL锌溶液，每天浇灌一次，共浇灌10天，5月14日浇灌完。5月18日采取每盆中的土样进行消解，5月21日采取油菜对其进行消解。通过试验及计算得知，浇灌十次锌溶液后，六组试验蔬菜盆土中纳入锌的量分别为0、0.5g、1g、1.25g、1.5g、2.0g，换成盆土中的浓度为：200mg/kg、400mg/kg、500mg/kg、600mg/kg、800mg/kg。

三、结果与分析

1、土壤中重金属锌含量的分析

在使用含有重金属锌的溶液浇灌油菜的情况下，溶液中所含的重金属锌在迁移过程中因土壤的吸附等作用而滞留于土壤中，发生富集作用。在用锌溶液浇灌方式与土壤质地相同的条件下，锌溶液浇灌的浓度就成为滞留量形成差异的主要原因。菜盆中土壤锌的滞留量的线性关系。说明在浓度单因素变化的情况下，土壤中锌的滞留量随浇灌锌溶液浓度的增加而增加。

本研究以油菜为实验材料，通过油菜盆栽实验，用含有重金属锌的溶液浇灌油菜，使土壤中含有锌元素以此研究蔬菜对土壤中锌的吸收效应和积累规律，以及土壤中锌浓度的大小对油菜生长的影响，以获得含锌量最适合人类需求的蔬菜，可为农业中蔬菜种植提供依据，更可为蔬菜的安全取食和灌溉水质标准提供参考。研究结果表明：（1）当用含重金属锌浓度为2.29g/L～5.72g/L的溶液浇灌油菜时，油菜的生长状况都比空白组的好，尤其是浇灌的锌溶液浓度为5.72g/L时，油菜的植株高度是所有油菜中最高的一组，其叶片颜色翠绿，叶片厚实有质感，茎比较粗壮。经测量和计算后得出，第四组油菜叶的平均浓度为9.10mg/kg，茎的平均浓度为2.92mg/kg，则总共含锌量为12.02mg/kg，符合《食品中锌限量卫生标准》规定的限量值。由此得出，浇灌锌溶液浓度为5.72g/L时，土壤中锌的量为377.75mg/kg，此浓度最适宜油菜生长，也是获得富锌油菜的最佳浓度。（2）当用含重金属锌浓度为9.15g/L的溶液浇灌油菜时，随着浇灌的次数增多油菜叶片颜色逐渐变淡发黄，茎变细。浇灌8天后，平行组二一株油菜发生锌中毒死亡。经测试计算后得出盆中土壤的锌含量为604.71mg/kg，此浓度不适宜油菜生长。

因此，通过实验得出，最适宜油菜生长且可获得富锌油菜的土壤浓度为377.75mg/kg。在农业的生产中，应施加适量的锌肥，使土壤浓度在377.75mg/kg左右，以获得高质量、更健康、更营养的油菜。