0 引言

锶是人体不可缺少的一种微量元素，人体所有的组织内都含有锶（曹艳玲等，2021）。随着社会经济的高质量发展，人民对生活质量的关注度不断提升，富锶土壤及农产品越来越多地走进大众视野。国内外在农业地质领域对锶元素的研究，主要集中于矿泉水，前人虽对土壤锶进行了一定的研究（胡江龙等，2019；王东晓、袁德志，2023），但对土壤锶的地区特征、农作物锶含量特征、种植水土条件等方面研究仍较为缺乏。本文通过对承德地区土壤以及部分农产品中锶含量特征进行研究，探索土壤、水与农产品中锶含量的关系以及农作物与中药材富集锶的能力（罗军强等，2019）；通过调查不同岩性剖面锶含量，识别影响承德地区锶含量的岩性。研究成果可为富锶土壤和富锶农产品开发利用、乡村振兴发展提供一定的科学参考。

1 承德地区地质环境特征

承德市地处冀北山区，属燕山沉降带与内蒙古高原过渡地带。西北部为内蒙古高原，东北部为七老图山山脉，中部、南部为燕山山脉。地势西北高，东南低，海拔 200~1800 m，分为北山区和蒙古高原两自然区域。在中国地球化学锶元素异常图中处于Sr08号异常区内（图1，王学求，2021）。按照地质建造类型，承德市划分为堆积建造（第四系沉积物）、碳酸盐岩类建造、碎屑岩类建造、花岗岩类建造、火山岩类建造、片麻岩建造6种类型（卫晓锋等， 2020，图2）。

2 测试方法

2.1 土壤样品的采集

土壤样品采集点布设密度按照《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-2016）（杨忠芳等，2016） 之土地质量地球化学评价1∶250000布点，采集表层土，采样深度为 0~20 cm，样品采集后直接用塑料袋密封，统一编码后送实验室进行分析处理，本研究共采集样品1210 件，采样点布设见图3。

2.2 土壤样品中锶的测试方法

由华北地勘生态资源监测中心（河北）有限公司按照《区域地球化学样品分析方法第 3部分：钡、铍、铋等 15 个元素量测定电感耦合等离子体质谱法》（DZ/T 0279.3-2016）（熊采华等，2016）要求，采用硝酸、氢氟酸、高氯酸等消解样品、王水复溶，电感耦合等离子体质谱法测定土壤样品中的锶含量。

2.3 农作物的采集

按照《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-2016）（杨忠芳等，2016）要求于农作物收获盛期，在采样点地块用蛇形法进行多点取样，然后等量混匀组成一个混合样品，采样具有代表性，采样量大于 500 g，满足规范要求，并在现场对中药材的根、茎、叶分部位包装，进行统一编号后送达实验室检测。检测工作由华北地勘生态资源监测中心（河北）有限公司完成。

2.4 农作物样品中锶的测试方法

按照《食品安全国家标准食品中多元素的测定》（GB5009.268—2016）（中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会和国家食品药品监督管理总局，2016），采用微波消解，电感耦合等离子体质谱法测定农作物样品及各部位中的锶含量。

2.5 质量保证及控制措施

采用国家标准物质进行方法准确度和精密度控制。准确度控制采用标准物质与样品同步进行分析，随批至少带 3 个高、中、低含量的含锶标准物质，标准物质测量值与参考值的相对误差小于 20% 即为合格。精密度采用重复分析方法控制，每件样品进行 100% 的重复分析，双份相对双差 RD≤30% 即为合格。对于异常样品要进行重复分析，所有测试样品结果均合格。

3 结果与讨论

3.1 土壤样品中锶的测试结果

根据已有承德地区锶元素在土壤（岳冬雪等， 2022）、水（朱雪芹等，2020）、基岩中的分布特征（杜嘉祥等，2019；李辉等，2021）。圈定 10 个高锶富集区，共采集 1210 件土壤样品（田戈等，2022）。承德地区土壤锶含量分布与富集区土壤中锶含量分别见图4、表1。

通过对富集区土壤锶含量的测定，除承德新杖子锶含量低于150 mg/kg外，其余9 个富集区土壤锶含量均大于 150 mg/kg。这一调查发现在地球化学锶异常的承德地区，锶含量总体水平较高，但分布呈现不均匀的特征。承德地区不同岩性剖面锶含量的关系（图5）

通过调查研究发现土壤锶元素可能来源于地壳深部，沿深大断裂往往发育火成岩，且深源的锶元素可能沿断裂带活化迁移，并在土壤中形成二次富集。承德高锶地区的分布受深大断裂控制，同时与岩性关系密切，特别是火成岩建造。

3.2 中药材样品

承德滦平金沟屯地区为大型中药材基地，通过采集该地区土壤（采集7 件土壤样品，计算土壤锶含量平均值为 210 mg/kg）和中药材（采集中药材 19 种，根部位9件、茎部位19件、叶部位18件），进行锶含量测定，以鲜样计，测定结果见表2

从中药材不同部位的锶含量可以看出，黄芩、黄芪、桔梗、瞿麦、党参、威灵仙富集锶的能力：叶＞ 茎＞根；婆婆纳富锶能力为叶＞根＞茎；紫苏、鸡冠花、当归、波斯菊、醉碟花、藿香、马鞭草、何首乌、薄荷、苦麦菜、荆芥富锶能力是叶＞茎。总体看来中药材中叶的富锶能力大于根和茎。19 种中药材中锶含量最高为黄芪叶，达到116 mg/kg。

3.3 蔬菜、水果与粮食作物

采集鹰手营子南沟村土壤锶含量平均值为269 mg/kg 地区的农作物进行锶含量测定，采集农作物共计 34 种，其中蔬菜 15 种、粮食作物 7 种、水果 12 种。锶含量以鲜样计，测定结果见表3所示。

不同品种的农作物富集锶的能力不同，其中叶菜类富锶能力：小白菜＞苏子叶＞油菜＞茼蒿＞大葱＞油麦菜＞生菜；根茎类植物锶含量：土豆＞大萝卜＞红薯＞水萝卜＞花生；果实类蔬菜农作物锶含量：豆角＞毛豆＞倭瓜＞辣椒＞小西红柿＞紫色长茄；大田作物锶含量：芝麻＞谷子＞高粱＞玉米。水果类锶含量：栗子山楂＞板栗＞西梅＞香水梨＞ 杏＞李子＞桃、茉莉士苹果＞红苹果＞红金青苹果。调查的农作物中锶含量最高的为小白菜，达到 26.6 mg/kg.

3.4 富锶土与一般土实验对比

分别取土壤中锶含量为 200 mg/kg和 360 mg/kg 土壤进行对比试验研究，以生菜、水萝卜、小白菜为种植对象，采用锶含量为 0.5 mg/ml的地下水浇灌，其他条件均相同，采集样品18 件，进行锶含量测定，以鲜样计，并考察土壤锶含量对农作物锶含量的影响，测定结果见表4。

在水条件相同的情况下，锶高土壤种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量高于锶低土壤种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量。说明土壤中锶的含量对农作物中富锶含量起到一定的作用。

3.5 富锶水与蒸馏水实验对比

取 360 mg/kg 土壤通过浇灌不同锶含量的水进行对比试验研究，以生菜、水萝卜为种植对象，采用不同浓度的锶含量的蒸馏水和富锶水对比，其他条件均相同，采集样品18 件，进行锶含量测定，以鲜样计，考察浇灌水中锶含量对农作物锶含量的影响，测定结果见表5。

在土壤条件相同的情况下，锶高水种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量高于锶低水种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量。说明种植中所用水中锶含量与农作物锶含量呈正相关。

3.6 不同锶浓度水浇灌下实验对比

通过对锶含量为 200 mg/kg 和 360 mg/kg 的土壤，浇灌不同锶含量的水进行对比试验研究，以小白菜为种植对象，其他条件均相同，进行锶含量测定，采集样品36 件，锶以鲜样计，考察浇灌水中锶含量对农作物锶含量的影响，测定结果见表6。

在小白菜的幼苗期，通过浇灌不同浓度锶含量的水，0.2~2. 0 mmol/L 锶浓度水对幼苗期小白菜中锶含量的增加有促进作用，其中到2. 0 mmol/L，小白菜中锶达到最高峰，3. 0~5. 0 mmol/L 锶浓度水条件下小白菜中锶含量逐渐降低。在小白菜成熟期，随着浇灌水中锶含量的增加，小白菜中锶含量也逐渐增加。浇灌同等量的锶浓度水的情况下，幼苗期、成熟期、衰老期，土壤锶高的小白菜中锶含量高于土壤锶低的小白菜中锶含量。

4 结论

（1）承德地区锶含量总体水平较高，但分布呈现不均匀的特征，承德地区土壤锶分布受深大断裂控制，同时与岩性关系密切，特别是火成岩建造。

（2）对承德地区 1210 件土壤样品进行测定，圈定 10 个靶区，锶含量为 160~1200 mg/kg，平均值为227 mg/kg。土壤锶含量最高的靶区位于营手营子南沟村，高达360 mg/kg。

（3）对承德 19 种富锶中药材的根茎叶进行分析，发现绝大多数中药材按照植物生长部位富集锶的能力强弱如下：叶＞茎＞根。

（4）对土壤锶含量较高的鹰手营子南沟村的农作物可食部分锶含量进行分析测定，不同品种的农作物富集锶的能力不同，叶菜类锶高于粮食作物类，粮食作物类锶含量高于水果类。

（5）锶高土壤种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量高于锶低土壤种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量。说明土壤中锶含量和农作物中锶含量呈正相关。

（6）在土壤条件相同的情况下，锶高水种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量高于锶低水种植的生菜叶、水萝卜根、小白菜叶中锶含量。说明浇灌水中锶含量和农作物中锶含量呈正相关。

（7）采用浇灌不同浓度的含锶水试验，在一定的浓度下，对小白菜中锶含量有一定的增加作用。浇灌同等量的锶浓度水的情况下，幼苗期、成熟期、衰老期，土壤锶高的小白菜中锶含量高于土壤锶低的小白菜中锶含量。

致谢 感谢农业农村部食物与营养发展研究所韩娟研究员和古艳婷老师的悉心指导。

参考文献