铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）具有益胃生津、滋阴清热、润肺止咳等功能，是我国传统名贵药材，被誉为我国九大仙草之首[1-2]。浙江省是全国最大的铁皮石斛产销区，一般采用松树皮作为培养基质种植，基质是铁皮石斛中重金属的主要来源，而铁皮石斛对重金属有较强的富集能力[3]。铁皮石斛中重金属含量直接关系到消费者健康，国内外对于药材中重金属等污染物的限制极为严格[4]。生物炭是生物质在限氧条件下低温裂解产生的富碳固体，具有孔隙丰富、比表面积大、吸附性和稳定性强等特性，近年来，研究表明施加生物炭对土壤中重金属有一定的钝化修复作[5-7]。因此，笔者于2017年11月至2019年11月对浙江省金华市的主要铁皮石斛基地的种植基质进行抽样检测，并进行了基质中添加生物炭试验和检测分析，以期为铁皮石斛安全生产提供参考。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1 基质 参照重金属土壤采样的方法[8]，于2017年11—12月抽取了浙江省金华市范围内主要铁皮石斛基地的种植基质（松树皮）样品20批次，待测。

1.1.2主要仪器 石墨炉原子吸收分光光度计（AA-7000 日本岛津公司）、微波消解仪（Mars6，美国CEM公司），电子天平（BSA224S，德国赛多利斯公司），电热消解仪（EHD-24北京东航科仪仪器有限公司）、移液器（德国艾本德公司）等。

1.1.3 试剂 浓硝酸（质量分数65%，德国默克公司）、过氧化氢（质量分数30%，国药集团）、均为优级纯；超纯水等。标准物质，Pb、Cd、Cu、Cr、Ni单元素标准溶液1000 μg/mL（国家有色金属及电子材料分析测试中心）。质控样品，柑橘叶标准物质（GBW10020，地球物理化学勘查研究所）。用于添加的生物炭为磐安县伟方炭业有限公司用葡萄修剪枝条制备的生物炭。

1.2 试验处理与采样

试验于2017年3月至2018年11月在金华市仙源山铁皮石斛种植基地有限公司进行。试验设4个处理，3次重复，松树皮和生物炭配方质量比例分别为ST0（100:0）、ST1(95:5)、ST2(90:10)、ST3(80:20)。2018年3月，将组织培养的同一品种铁皮石斛种苗，炼苗后移栽至装有约1.5 kg各处理基质的花盆中，放置于大棚内，施用清洁水肥、农药，按常规种植管理。2019年11月，采集全部盆栽种植的铁皮石斛鲜条，带回实验室，待测（检测结果以鲜样计）。

1.3 样品检测

将基质样品于70℃烘箱中烘干至恒重，碾磨后过100目筛；将铁皮石斛鲜样用组织捣碎机捣碎，基质样品参照NY/T 1377—2007农业行业标准方法测定松树皮基质的pH值[9]。铁皮石斛鲜样分别参照相关国家标准[10-14]用原子吸收光谱法测定其Pb、Cd、Cu、Cr、Ni 5种元素，同时用标准物质做质控样，保证检测方法符合元素质量分数分析质量控制要求。

1.4 数据处理

利用Excel 2007和DPS数据处理系统进行数据处理，并用Duncan's新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 基质中重金属含量与pH值

2.1.1 未添加生物炭 经检测添加生物炭前铁皮石斛种植基质中铅（Pb）、镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）的含量分别为4.12 mg/kg、0.33 mg/kg、4.56 mg/kg、17.2 mg/kg、2.25 mg/kg，pH值为6.1。

2.1.2 添加生物炭 由表1可知，不同种植基地抽取的基质样品中重金属含量差异较大。20个基质样品中没有高于风险管控值的样品，但有17个样品中Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值，占85%；可能会对铁皮石斛带来质量安全风险，需加强对铁皮石斛基质中Cd的管控。

表1 铁皮石斛基质样品中重金属含量

注：-表示未检出或无数据。

2.2 基质添加生物炭的铁皮石斛

目测观察基质添加一定量生物炭的各处理对铁皮石斛生长无不良影响。由表2可见，Ni元素在各处理中均未检出，表明铁皮石斛对Ni吸附能力较弱；总体来看在松树皮基质中生物炭的添加量为5%时对铁皮石斛中其他4种重金属元素含量变化不明显，当添加量为10%和20%，能有效降低铁皮石斛中Pb、Cd的含量，和对照有极显著差异，Pb降低35%左右，Cd降低20%左右；对Cu、Cr含量影响不明显，无显著差异。

表2 各处理重金属含量

注：同列不同大小写分别表示重金属含量达极显著（P﹤0.01）和显著（P﹤0.05）水平。

3 结论

铁皮石斛适宜在基质pH值为5.0～6.0的条件下生长[15]，经检测绝大部分基质pH值为5.5～6.5，少数基质pH值小于5.5。参照GB15618—2018农用地土壤污染风险管控标准（试行），当土壤中5.5＜pH≤6.5时，Pb、Cd、Cu、Cr、Ni风险筛选值和风险管控值要求严格。试验未添加生物炭前，基质pH值为6.1，添加后基质平均pH值为5.8。本试验中不同基地基质样品中重金属含量差异较大，20个样品中有17个样品Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值，占85%；基质中重金属Cd元素可能会对铁皮石斛产品带来超标风险，农业相关部门及种植户应通过基质原料把控等方式对种植基质中Cd元素严格加强管控。在基质中添加10%和20%的生物炭对铁皮石斛生长无不良影响，同时能有效降低铁皮石斛对Pb、Cd的含量，但对Cu、Cr含量影响不明显，可能与铁皮石斛对不同重金属吸附能力不同和生物炭对不同重金属元素钝化影响效果不同有关，同时生物炭的添加降低了试验基质中总体重金属含量，也是可能影响其吸收的原因之一。利用生物炭降低铁皮石斛对基质中重金属Pb、Cd吸收是保障铁皮石斛质量安全的有效措施之一。

[参 考 文 献]

[1] 国家药典委员会. 中国药典.一部[M]. 北京：中国医药科技出版社, 2010:265.

[2] 李桂锋,李进进,许继勇,等.铁皮石斛研究综述[J].中药材,2010,33(1):150-153.

[3] 杨德毅,吴  梅,吾建祥.铁皮石斛对重金属的富集能力[J].农技服务,2019,36(7):43-44.

[4] 诸  燕,苑  鹤,李国栋,等.铁皮石斛中11种金属元素含量的研究[J]. 中国中药杂志, 2011,36(3):356-360.

[5] 徐楠楠,林大松,徐应明,等.生物炭在土壤改良和重金属污染治理中的应用[J].农业环境与发展, 2013(4):29-34.

[6] 林爱军,张旭红,苏玉红,等.骨炭修复重金属污染土壤和降低基因毒性的研究[J].环境科学, 2007,28(2):232-237.

[7] 陈再明,方远,徐义亮,等.水稻秸秆生物炭对重金属Pb2+的吸附作用及影响因素[J]．环境科学学报，2012,32(4):769-776.

[8] 四川省质量技术监督局.DB51/T 2221-2016 农产品产地重金属污染土壤采样技术规范[S].出版地不详，2016.

[9] 中华人民共和国农业部.NY/T 1377-2007 土壤pH的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2007.

[10] 国家卫生和计划生育委员会. GB 5009.15-2014 食品安全国家标准 食品中镉的测定[S].北京：中国标准出版社，2014.

[11] 国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局. GB 5009.12-2017 食品安全国家标准 食品中铅的测定[S].北京：中国标准出版社，2017.

[12] 国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局. GB 5009.13-2017 食品安全国家标准 食品中铜的测定[S].北京：中国标准出版社，2017.

[13] 国家卫生和计划生育委员会. GB 5009.123-2014 食品安全国家标准 食品中铬的测定[S].北京：中国标准出版社，2014.

[14] 国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局. GB 5009.138-2017 食品安全国家标准 食品中镍的测定[S].北京：中国标准出版社，2017.

[15] 陈庆飞. 基质添加生物炭对铁皮石斛生长及品质的影响[D].金华：浙江师范大学,2015.