全 文 ：农业环境科学学报 2011,30(11):2192-2196
Journal of Agro-Environment Science
摘 要：利用给鸡饲喂 50 mg·kg-1和 80 mg·kg-1洛克沙生得到的鸡粪进行盆栽试验，研究两种含砷鸡粪对青菜和番茄中砷含量、砷
富集因子的影响。结果表明，含砷鸡粪施肥后青菜和番茄植株中砷含量均明显提高；青菜砷含量、砷富集因子高于番茄植株，青菜有
明显的砷富集作用；番茄植株中砷含量与其生物量呈负相关、未表现出对砷的富集作用。不同种属蔬菜在含砷鸡粪施肥后对砷有不
同的摄入，青菜对砷有明显的富集现象，提示青菜在含砷鸡粪施肥后砷水平有较大影响，存在着砷超标风险。
关键词：含砷鸡粪；砷富集；青菜；番茄；洛克沙生
中图分类号：X503.231 文献标志码：A 文章编号：1672- 2043(2011)11- 2192- 05
含砷鸡粪施肥后对青菜和番茄植株中砷富集的影响
张雨梅，殷 俊，胡成云，崔卫波，刘 学
（扬州大学兽医学院，江苏 扬州 225009）
Effect of As-bearing Chicken Manure on As Accumulation of Pakchoi Cabbage and Tomato Shoots
ZHANG Yu-mei , YIN Jun, HU Cheng-yun, CUI Wei-bo, LIU Xue
（Department ofVeterinaryPharmacology andToxicology,College ofVeterinaryMedicine,YangzhouUniversity,Yangzhou225009,China）
Abstract：The pot cultivation experiments were conducted to investigate the As content and As accumulation of chinese pakchoi cabbage and
tomato shoots in soils amended with As-bearing chicken manures which were obtained from feeding 50 mg kg-1 and 80 mg kg-1 roxarsone to
chicken respectively. A one-way analysis of variance（ANOVA）was analyzed the data of As content, biomass, As accumulation factor and
chicken manure tested. Results showed As content of two vegetables was significantly higher than the control. The As content and As accumu－
lation factor of pakchoi cabbage were significantly higher than that of tomato shoots, which appeared clear As accumulation trend in pakchoi
cabbage. The As content of tomato shoots was negatively correlated with its biomass and the As accumulation phenomena was not appeared.
A conclusion was that As uptake capability was depended on its vegetable species and pakchoi cabbage appeared clear As accumulation
trend in As contaminated soils. It is implied that heavy application of As containing manures should be avoided in produce of vegetable
species with high accumulated potential like as pakchoi cabbage for As safety of foods.
Keywords：As-bearing chicken manure; As accumulation; pakchoi cabbage; tomato; roxarsone
收稿日期：2011－05－16
基金项目：江苏高校优势学科建设工程项目
作者简介：张雨梅（1964—），女，江苏扬州人，博士，副教授，近年来主
要从事兽药残留及其生态毒理方面的研究。
E-mail: ymzhnet@sina.com
砷是公认的致癌元素之一，长期的砷摄入可引起
多种疾病[1]。畜禽养殖过程中有机胂饲料添加剂使用
带来的砷污染，是我国及世界范围内环境砷污染的来
源之一。洛克沙生是动物生产中常用的砷饲料添加
剂，以推荐剂量 50 mg·kg-1使用，在动物粪便中砷的
残留量（以干重计）在 1~315.1 mg·kg-1范围内[2-4]。由
于某些饲料生产企业片面追求其促生长作用，常常超
剂量使用，则在粪便中的残留量更大。动物粪便中残
留的砷 70%～90%为水溶性的[3-5]，因此，动物粪便作为
肥料使用后，会影响土壤及地表水中的砷水平，对土
壤中生长的农作物中的砷含量也有影响。
畜禽养殖场附近土壤、水体中砷水平明显提高[6]。
含砷的动物粪便施肥后，影响到土壤的氨化和硝化作
用[7]；土壤中生长的作物中砷的含量也明显提高，如甜
薯中砷含量与国家规定的农作物中砷限量（0.05 mg·
kg-1）相比增加了 3～6倍[6，8]，水稻、小白菜、三叶草及紫
花苜蓿等作物中的砷水平明显增加[9-10]；Yao等[11]发现
施用含砷的鸡粪和猪粪施肥后，波菜将土壤中砷从根
转移至植株的能力明显大于苋菜，建议在波菜生长中
尽量避免施用砷残留高的粪便。本文利用盆栽试验研
究两种不同砷残留水平的鸡粪施肥后，对青菜和番茄
植株的生长及砷富集的影响，以期提高集约化养殖方
式下畜禽粪便作为有机肥农用对农作物食用安全性，
第 30卷第 11期 农 业 环 境 科 学 学 报
及对畜禽粪便农用加强管理必要性的认识。
1 材料与方法
1.1 材料
供试土壤采自扬州大学花园土（0~20 cm），土质
为灰潮土，平均含水率为 12.24%，土壤的基本性质为
pH6.5，有机质 19.1 g·kg-1，速效氮 81.07 mg·kg-1，速效
磷 39.72 mg·kg-1，速效钾 74.47 mg·kg-1，总砷 21.2 mg·
kg-1，水溶性砷为 0.535 mg·kg-1。
洛克沙生原料药：浙江康达动物保健品有限公司，
纯度≥98.5%。
鸡粪Ⅰ（CM1）和Ⅱ（CM2）分别为饲料中添加 50
mg·kg-1和 80 mg·kg-1洛克沙生后收集的鸡新鲜粪
便；对照鸡粪（CK）为饲料中不添加洛克沙生得到的
鸡粪。这 3种鸡粪的基本性质见表 1。
青菜种子为扬州青，番茄种子为阳光 906杂交
种，购于扬州种子公司。
AFS-2202a型双道原子荧光分光光度计（北京万
拓仪器有限公司）
1.2 方法
1.2.1 盆栽试验
盆栽试验中供试小盆内径 40 cm，鸡粪以 2%的比
例加入土中，保持 75%的湿度作用 7 d后装盆。每盆装
土 8 kg，分别播种 10粒青菜或番茄，每一处理组 10
盆，添加水分至土壤田间持水量的 75%。于播种后的
20～100 d，分别于每盆中采集植株 1株，每次 10株，洗
净晾干后分别称量地上部分重量，折算为每盆 10株统
计生物量。同时取表层 3～4 cm的土样用于土壤中砷含
量测定。植株于 65℃烘干后粉碎用于砷含量测定。以
植株中总砷与土壤中可溶性砷含量之比为富集因子。
1.2.2 原子荧光光度法测定砷含量
鸡粪和土壤样品经 HNO3+HClO4消化后，用原子
荧光法测定总砷；可溶性砷经（土∶水=1∶10）提取后用
原子荧光法测定。植株样品经 HNO3+H2SO4消化后，
按 GB/T 5009.11—2003原子荧光方法测定总砷。GBW
07603对照品原子荧光测定的回收率为 90%~99%。
1.3 统计方法
数据处理采用 SPSS 12.0软件，数据统计分析采
用 ANOVA。
2 结果
2.1 青菜与番茄植株的生长
图 1为青菜和番茄的生物量。青菜、番茄的生物
量及不同粪肥处理后的 ANOVA统计分析显示，青菜
与番茄植株的生物量有明显差异（P<0.000）；但不同
粪肥处理与对照组比较，对青菜和番茄的总生物量的
影响无显著性差异（P>0.919）。
2.2 青菜与番茄植株中砷含量
图 2为试验期内青菜与番茄植株中砷含量变化。
试验组青菜随生长时间延长生物量增加，砷含量基本
维持在 4 mg·kg-1水平，而番茄植株随生长时间延长生
物量增加，其砷含量明显降低。两种蔬菜在试验后期的
砷含量明显不同，可能的原因有：番茄较大的生物量对
砷含量起到了稀释作用；两种蔬菜对土壤中砷有不同
的富集能力。经对 60 d时两种植株的砷含量与蔬菜品
种、施肥处理的 ANOVA统计分析可知，青菜中砷含量
达 4.673 mg·kg-1，远高于番茄植株中砷含量 1.348 mg·
kg-1，差异极显著（P＜0.000）。鸡粪Ⅰ和Ⅱ施肥后青菜和
番茄植株中砷含量均显著高于对照组（P＜0.007，P＜
0.002）；鸡粪Ⅰ和Ⅱ施肥处理在青菜生长的前期（30 d
前）对青菜砷含量有显著差异，对青菜生长后期及对番
茄的砷含量无显著影响（P＜0.542）。
2.3 青菜和番茄植株对砷的富集作用
砷富集因子用来评价植物将土壤中砷转移至植
株中的能力。图 3为青菜和番茄不同生长时间的富集
因子。可以明显地看到含砷鸡粪处理后，青菜的砷富
集因子随时间的增加而增加，而番茄的砷富集因子基
本维持在一个稳定的水平，青菜的富集因子与对照组
比较：40 d 时为 1.6 倍，60 d 时为 4 倍，90 d 时为 6
倍。统计表明，青菜和番茄两种蔬菜品种间砷富集因
子有明显差异。含砷鸡粪处理与对照组相比，青菜和
表 1 试验用鸡粪的有关性质
Table 1 Selected properties of the chicken manures used
①Measured in a 1∶5 manure to water（w/v）suspension.
②Measured in a 1∶10 manure to water（w/v）suspension.
项目
CM1（50 mg·kg-1
roxarsone feed）
CM2（80 mg·kg-1
roxarsone feed） CK
pH① 6.22 6.23 6.22
OM/g·kg-1 621 620 620
Total As/mg·kg-1 34.3 45.2 20.5
Total P/g·kg-1 5.8 5.9 5.8
Total N/g·kg-1 21.0 21.2 21.0
Total K/g·kg-1 8.2 8.2 8.3
Total Cu/mg·kg-1 122.8 125.2 123.6
Total Zn/mg·kg-1 268.5 266.2 268.0
Total Cr/mg·kg-1 19.0 18.5 18.6
Water-soluble As② 11.2 15.1 7.1
2193
2011年 11月张雨梅等：含砷鸡粪施肥后对青菜和番茄植株中砷富集的影响2194
第 30卷第 11期 农 业 环 境 科 学 学 报
番茄的砷富集因子有明显差异，而不同砷含量的鸡粪
处理两组间没有显著差异。
2.4 青菜和番茄植株的生物量与其砷含量的相关性
图 4为青菜和番茄植株中砷含量与其生物量的
相关性分析。含砷鸡粪施肥后青菜中的砷含量与其生
物量呈正相关（r=0.715，P<0.020），而番茄植株中砷含
量与其生物量呈负相关（r=-0.836，P<0.003）。因此，番
茄植株的生物量对其砷含量确实有稀释作用，青菜的
砷富集因子随时间延长的增加与其砷转移能力有关，
青菜具有对土壤中砷的富集作用。
3 讨论
不同蔬菜品种显著地影响其生物量、砷含量和砷
富集因子[12]。含砷鸡粪施肥后青菜的砷富集因子远大
于对照组，且青菜有对土壤中砷的富集趋势，这与文
献报道[13-14]芸苔属植物对重金属有较明显地吸收累积
现象是相一致的。但本研究中得到的青菜对土壤中砷
的富集因子还不能完全反映青菜对土壤中砷的富集
作用，因为砷在土壤中存在的形式将在很大程度上影
响到砷的生物有效性[15-17]。洛克沙生在粪便中及进入
2195
2011年 11月
环境后，会发生代谢转化为 As（Ⅴ）、As（Ⅲ）、甲基胂
酸（MMA）、二甲基胂酸（DMA）、苯胂酸化合物及其他
砷化合物[18-23]。洛克沙生在新鲜粪便及土壤中的转化
受微生物的种类及活性影响较大，但转化的具体途经
及比例目前还不详细。且蔬菜对土壤中砷的富集还与
施肥的频率、土壤对砷的荷载量及土壤的自我净化能
力等其他因素有关。
本试验结果提示含砷的畜禽粪便施肥后对青菜
中砷水平有明显的影响，可能会超过我国关于食品中
砷的限量，影响到农作物的食用安全性，特别是在设
施农业无公害蔬菜生产中多使用有机肥的情况下影
响更大，应对畜禽粪便农用的安全性加强管理。
4 结论
含砷鸡粪施肥后影响青菜和番茄植株中砷水平；青
菜中砷含量与其生物量呈正相关，而番茄植株中砷含量
与其生物量呈负相关；青菜比番茄植株有着明显的砷富
集倾向。
参考文献：
[1] Gonsebatt M E, Vega L, Salazar A M, et al. Cytogenetic effects in human
exposure to arsenic[J]. Mutat Res, 1997, 386（3）：219-228.
[2]姚丽贤,李国良,党 志.集约化养殖禽畜粪中主要化学物质调查[J].
应用生态学报, 2006, 17：1989-1992.
Yao L X, Li G L, Dang Z. Major chemical components of poultry and
livestock manures under intensive breeding[J]. Chinese J of Appli Ecol－
ogy, 2006, 17：1989-1992.
[3] Jackson B P, Bertsch P M, Cabrera M L, et al. Trace element speciation
in poultry litter[J]. J Environ Qual, 2003, 32：535-540.
[4] Cang L, Wang Y L, Zhou D M, et al. Heavy metals pollution in poultry
and livestock feeds and manures under intensive farming in Jiangsu
Province[J]. China J Environ Sci, 2004, 16：371-374.
[5] Rutherford D W, Bednar A J, Garbarino J R, et al. Environmental fate of
roxarsone in poultry litter. Part II. Mobility of arsenic in soils amended
withpoultry litter[J].EnvironSciTechnol, 2003, 37：1515-1520.
[6]王付民,陈杖榴,孙永学,等.有机胂饲料添加剂对猪场周围及农田
环境污染的调查研究[J].生态学报, 2006, 26（1）：154-162.
Wang F M, Chen Z L, Sun Y X, et al. Investigation on the pollution of
organoarsenical additives to animal feed in the surroundings and farm－
land near hog farms[J].Acta Ecologica Sinica, 2006, 26（1）：154-162.
[7]张雨梅,朱爱华,陈冬梅,等.洛克沙胂残留对土壤微生物活性的影
响[J].江苏农业科学, 2007, 6：312-315.
Zhang Y M, Zhu A H, Chen D M, et al. Effect of roxarsone residue on the
bioactivelity of microorganisms in soil[J]. Jiangsu Agricultural Sciences,
2007, 6：312-315.
[8]张雨梅,陈冬梅,马一冬,等.洛克沙胂在青菜及土壤中的残留特性
[J].农业环境科学学报, 2008, 27（6）：2467-2470.
Zhang Y M, Chen D M, Ma Y D, et al. The characteristics of roxarsone
residue in Chinese cabbage and soil[J]. J Agro-Environment Science ,
2008, 27（6）：2467-2470.
[9] Morrison J L. Distribution of arsenic from poultry litter in broiler chick－
ens, soil and crops[J]. J Agric Food Chem, 1969, 17：1288-1290.
[10] Wang F M, Chen Z L, Zhang L, et al. Arsenic uptake and accumulation
in rice（Oryza sativa L.）at different growth stages following soil incorpo－
ration of roxarsone and arsanilic acid[J]. Plant Soil, 2006, 285：359-367.
[11] Yao L X, Li G L, Dang Z, et al. Phytoavailablity of roxarsone and its
metabolites for turnip as affected by soil pH[J]. Geoderma, 2009, 154：
48-51.
[12]姚丽贤,李国良,党 志,等.不同品种蔬菜对施用含 As禽畜粪赤
红壤中 As的吸收[J].农业环境科学学报, 2008, 27（5）：1940- 1945.
Yao L X, Li G L, Dang Z, et al. Uptake of As by different vegetables
from a lateritic red soil receiving As-bearing animal manure[J]. J Agro-
Environment Science, 2008, 27（5）：1940-1945.
[13]王松良,郑金贵. 13种小白菜基因型对 Cd、Pb、As累积特性比较[J].
福建农林大学学报（自然科学版）, 2005, 34（3）：304-308.
Wang S L, Zhen J G. Differential accumulation of cadmium, lead and
arsenic among 13 cabbage（Brassica chinensis）genotypes in hydropon－
ics culture[J]. J Fujian Agricul Forestry University（Natural Science Edi－
tion）, 2005, 34（3）：304-308.
[14] Raskin I, Kumer N P, Dushenkov S, et al. Bioconcentration of heavymet－
al by plants[J]. Current Opinion in Bio-Technology, 1994, 5：285-290.
[15] Schmidt A C, Kutschera K, Mattusch J, et al. Analysis of accumulation,
extractability, and metabolization of five different phenylarsenic com－
pounds in plants by ion chromatography with mass spectrometric detec－
tion and by atomic emission spectroscopy[J]. Chemosphere, 2008, 73：
1781-1787.
[16] Quaghebeur M, Rengel Z. Arsenic speciation governs arsenic uptske
and transport in terrestrial plants[J]. Microchim Acta, 2005, 151：141-
152.
[17] Hu L F, Feng H J, Wu Y Y, et al. A comparative study on stabilization
of available as in highly contaminated hazardous solid waste[J]. J Haz－
ardous Materials , 2010, 174：194-201.
[18] Bednar A J, Garbarino J R, Ferrer I, et al. Photodegradation of roxar－
sone in poultry litter leachates[J]. Sci Total Environ, 2003, 302（1-3）：
237-234.
[19] Jackson B P, Bertsch P M. Determination of arsenic speciation in poultry
wastes by IC-ICP-MS[J]. Environ Sci Technol, 2001, 35（24）：4868-
4873.
[20] Makris K C, Quazi S, Punamiya P, et al. Fate of arsenic in swine waste
from concentrated animal feeding operations[J]. J Environ Qual , 2008,
37（4）：1626-1633.
[21] Jackson B P, Seaman J C, Bertsch P M. Fate of arsenic compounds in
poultry litter upon land application[J]. Chemosphere, 2006, 65：2028-
2034.
[22] Stolz J F, Perera E, Kilonzo B, et al. Biotransformation of 3-nitro-4-hy－
droxybenzene arsenic acid（roxarsone）and release of inorganic arsenic
by clostridum species[J]. Environ Sci Techno, 2007, 41：818-823.
[23] Han F X, King W L, Selim H M, et al. Arsenic solubility and distribu－
tion in poultry waste and long-term amended soil[J]. Sci Total Environ,
2004, 320：51-61.
张雨梅等：含砷鸡粪施肥后对青菜和番茄植株中砷富集的影响2196