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由于是主糧,因此馬鈴薯中的鎘便成為歐美人體鎘的主要來源。如澳大利亞和新西蘭,來自馬鈴薯的鎘分別占總攝入量的28%和41%,另有報道澳大利亞的百分比可達55%以上,而美國人體攝取的鎘有24%來自于馬鈴薯,波蘭人吃馬鈴薯多,每天從馬鈴薯中攝取到的鎘在5.5-41.5微克之間,瑞典主糧是麥粉和馬鈴薯,二者的鎘攝取量占40%~50%間。
亞洲國家以大米為主食,關(guān)心的是大米中的鎘含量,歐美國家便十分關(guān)心馬鈴薯中的重金屬特別是鎘了。
毋庸諱言,在一些地區(qū)土壤鎘的污染比較嚴重的情況下,馬鈴薯在大規(guī)模種植之前,更應(yīng)重視土壤的選擇。
文/ 陳能場(廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員)
來源:東方早報(2016年4月5日),原題為“你知多少土豆中的鎘”
2015年伊始,馬鈴薯將成為中國第四大主糧的消息傳遍了大江南北。馬鈴薯主糧化對于增加食品的多樣性、利用馬鈴薯低能量、高蛋白、富含一些微量元素的優(yōu)點改善國民的膳食結(jié)構(gòu)具有重要的意義。
在馬鈴薯主糧化之前,讓我們說說馬鈴薯與鎘的關(guān)系,以期它能擺脫鎘的影響,成為國民喜愛的健康主糧。
馬鈴薯原產(chǎn)于南美安第斯山區(qū),栽培歷史已逾7000年。1532-1572年間,西班牙人征服了秘魯,大約在1565年將馬鈴薯帶到歐洲,又從歐洲引入到世界各地。
全球現(xiàn)有150多個國家和地區(qū)種植馬鈴薯,分布區(qū)域僅次于玉米,是第2個分布最廣泛的農(nóng)作物。馬鈴薯引種到我國的時間最早可能在明朝萬歷年間,距今400年左右。
在歐洲,馬鈴薯一直是餐桌上的主糧,素有“第二面包”之稱。歷史上也有“馬鈴薯造就了歐洲”之說,因為正是美洲大陸的馬鈴薯登陸了歐洲,馬鈴薯的穩(wěn)定生產(chǎn),使得歐洲人口劇增。
然而,19世紀(jì)中葉,愛爾蘭的馬鈴薯因為晚疫病暴發(fā)造成的大減產(chǎn),使上百萬人餓死,上百萬人遷徙美洲,形成了歐美人口的新版圖。
如今,歐洲作為馬鈴薯傳統(tǒng)的消費區(qū),人均食用量高達84.2公斤,是世界平均水平的2.4倍,目前食用馬鈴薯數(shù)量上應(yīng)該是俄羅斯第一,2011年達到185.2公斤,波蘭食用量達143kg。我國2011年人均消費量只有41.2公斤,全球排名第65位。
由于是主糧,因此馬鈴薯中的鎘便成為歐美人體鎘的主要來源。
如澳大利亞和新西蘭,來自馬鈴薯的鎘分別占總攝入量的28%和41%,另有報道澳大利亞的百分比可達55%以上,而美國人體攝取的鎘有24%來自于馬鈴薯,波蘭人吃馬鈴薯多,每天從馬鈴薯中攝取到的鎘在5.5-41.5微克之間,瑞典主糧是麥粉和馬鈴薯,二者的鎘攝取量占40%~50%間。亞洲國家以大米為主食,關(guān)心的是大米中的鎘含量,歐美國家便十分關(guān)心馬鈴薯中的重金屬特別是鎘了。
在眾多作物中,茄科的植物吸收鎘的能力比較強,煙草、茄子就是例子,眾所周知,煙草是吸鎘大戶,日本在進行旱作糧食的重金屬調(diào)查時發(fā)現(xiàn),其中茄子超標(biāo)比例為7.3%(標(biāo)準(zhǔn)0.05毫克/千克),比洋蔥的1%(標(biāo)準(zhǔn)0.05毫克/千克)要高得多。
作為塊根作物,馬鈴薯吸收鎘的能力在葉菜類和瓜果類的中間。馬鈴薯不同品種吸收鎘的能力不同。有研究表明,這個不同主要不是根系吸收能力的不同,而是體內(nèi)轉(zhuǎn)運能力的不同。不同馬鈴薯品種間鎘含量可以相差2-3倍。
由于馬鈴薯塊長在地里,很多人可能認為馬鈴薯塊可以直接吸收土壤里的重金屬,甚至國內(nèi)有一些文章也認為污染地里的馬鈴薯具有更大的污染風(fēng)險。
事實上,馬鈴薯塊根極少甚至不能直接吸收地里的重金屬,鎘等重金屬主要通過根系吸收,首先通過木質(zhì)部轉(zhuǎn)運到頸部,而后通過韌皮部輸送到馬鈴薯塊中,很多試驗證明了這一點。
有意思的是,與水稻、玉米和小麥的體內(nèi)重金屬鎘的含量分布一般是根遠高于莖、莖遠高于籽實的順序相反,馬鈴薯植株中的鎘含量分布是葉子最高,繼之以根系,然后是塊根,共同點是吃的部分含鎘量最低。
另一個有趣的現(xiàn)象是在馬鈴薯塊根內(nèi),鎘分布也有很大差異,表層含鎘量較高,而心部較低。
日本有個試驗表明,在重度鎘污染的土壤(5.3毫克/千克)種植馬鈴薯,馬鈴薯整株全體鎘0.68,地上部1.5毫克/千克,地下部0.37毫克/千克,相差4倍。在地下部中,根系含鎘3.9,馬鈴薯塊0.26,馬鈴薯塊心0.24毫克/千克。
遺憾的是馬鈴薯塊的養(yǎng)分也是表層較高,馬鈴薯皮的鋅占整個馬鈴薯塊的17%, 鈣34 %,鐵55 %,磷、銅、鈣的濃度從外層向塊莖的中心漸漸減低,鉀的分布比較獨特,靠近莖的部分含鉀較高,而靠近塊根發(fā)芽的部位含鉀較低。
馬鈴薯中的鎘含量標(biāo)準(zhǔn)在一些以其為主食的國家很早就得到了重視。澳大利亞1988年設(shè)定馬鈴薯鎘最大允許濃度是鮮馬鈴薯0.05毫克/千克,在1997年澳大利亞和新西蘭共設(shè)的馬鈴薯鎘含量標(biāo)準(zhǔn)(ANZFA)為0.1毫克/千克,超過這一標(biāo)準(zhǔn)的馬鈴薯不準(zhǔn)上市。
歐盟馬鈴薯的鎘標(biāo)準(zhǔn)為鮮重0.1毫克/千克,相當(dāng)于干重0.5毫克/千克,波蘭的標(biāo)準(zhǔn)為0.15毫克/千克。
中國早期馬鈴薯中鎘含量的安全標(biāo)準(zhǔn)有兩個, 一個是在GB11333- 1989 糧食標(biāo)準(zhǔn)的薯類中規(guī)定為鎘含量小于0.1毫克/千克,另一個是NY5221- 2005無公害食品——薯芋類蔬菜標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為小于0.05毫克/千克。在我國最新的食品污染物限量(GB 2762-2012)中,規(guī)定馬鈴薯的重金屬標(biāo)準(zhǔn)為鎘0.1毫克/千克,鉛0.2毫克/千克,汞和砷沒有專門的塊根類規(guī)定,如果按照新鮮蔬菜計算,則分別是0.01和0.5毫克/千克。在2004年國際食品法典標(biāo)準(zhǔn)(CODEX Standard)(193-1995)是剝皮后最大允許濃度為0.1毫克/千克(原文為0.4毫克/千克系作者筆誤,正確為0.1)。
如同其他作物,土壤或者環(huán)境有問題時,馬鈴薯中的重金屬也容易超標(biāo),如在澳大利亞南部,由于土壤酸性較強,馬鈴薯往往容易超出早期的0.05毫克/千克的標(biāo)準(zhǔn),并認為馬鈴薯的吸收與土壤和灌溉水中的氯離子含量有很大關(guān)系,建議種植戶澆灌馬鈴薯時灌溉水的電導(dǎo)率不要大于2.0dS/m(分西門子/米)。
在污染地區(qū),馬鈴薯重金屬經(jīng)常超標(biāo)。研究表明,馬鈴薯種在云南錫礦尾礦庫的土壤時,冬種馬鈴薯食用部分鉛可高達30.4毫克/千克,砷8.7毫克/千克,非食用部分鉛207.4毫克/千克,砷88.3毫克/千克。而在智利火山灰礦區(qū),也報道過馬鈴薯砷含量高達1.8毫克/千克,因此在污染或者可疑污染的土壤上種植馬鈴薯最好事先做好評估。
肥料對施用馬鈴薯的重金屬含量有較大的影響。通常氮肥影響比較大,施用硫酸銨等生理酸性肥料往往帶低土壤的pH而使馬鈴薯的鎘吸收量增加,而施用硝酸鈣一類的肥料則可能因為鎘與鈣離子半徑相近,導(dǎo)致土壤中的鎘有效性提高從而增加馬鈴薯的含鎘量,捷克因此規(guī)定氮肥的施用量不能超過120公斤氮/公頃。磷肥一般含有鎘,很多國家對于磷肥的施用量和磷肥的含鎘量都有嚴格的規(guī)定。
毋庸諱言,在一些地區(qū)土壤鎘的污染比較嚴重的情況下,馬鈴薯在大規(guī)模種植之前,更應(yīng)重視土壤的選擇。2007年,山西省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)檢中心公布了10月對馬鈴薯農(nóng)藥殘留和重金屬抽檢結(jié)果,重金屬超標(biāo)率達15.5%。超標(biāo)的重金屬為鉛和鎘。
在降低馬鈴薯鎘含量的措施上,施用有機肥往往可以降低馬鈴薯的鎘含量,但施用石灰常常效果不好,這是因為一方面在旱地石灰不容易混合均勻,另一方面旱地水少,石灰往往得不到充分的化學(xué)反應(yīng),達到提高土壤pH的效果。
與其他作物一樣,不同馬鈴薯品種間重金屬吸收能力差異很大,但與小麥和向日葵這兩種已經(jīng)成功篩選出的低吸收品種相比,開發(fā)和利用馬鈴薯的重金屬低吸收品種還有很長的路要走。
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