滇重楼及其根际土壤样品均采自云南、贵州、四川的部分地区，详细采集地见表1。每个采集地使用对角线法（栽培品）或多点法（野生品）收集滇重楼药材10—15株，去掉地表枯枝落叶层，运用木铲轻轻挖掉表面的浮土，采用抖根法收集根际土壤，每个土壤样本平行采集3份，将其混匀用四分法取样保留约1 kg的根际土壤^[10]。经重庆三峡学院三峡库区道地药材绿色种植与深加工重庆市工程实验室周浓教授鉴定为百合科植物滇重楼P. polyphylla var. yunnanensis。将采集的新鲜滇重楼药材去除地上部分和须根^[1]，用去离子水洗净后晾干，在45 ℃烘箱下烘干至恒重，粉碎，过100目筛后放入自封袋，在自封袋外放入硅胶干燥剂进行密封保存。根际土壤自然风干，粉碎过100目筛，备用。

EXPEC 7000型电感耦合等离子体质谱仪（聚光科技（杭州）股份有限公司）；AFS-9750型原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；MARS6高压微波消解仪（美国CEM公司）；SQP Sartorius万分之一电子天平（德国Sartorius公司）。

重金属元素标准溶液（1000 μg·mL⁻¹）：铜（Cu，批号GSB04—1725—2004）、镉（Cd，批号GSB04—1721—2004）、铬（Cr，批号GSB04—1723—2004）、铅（Pb，批号GSB04—1742—2004）、砷（As，批号GSB04—1714—2004）、汞（Hg，批号GSB04—1729—2004）；内标元素标准液（1000 μg·mL⁻¹）：锗（Ge，批号GSB04—1728—2004）、铑（Rh，批号GSB04—1746—2004）、铋（Bi，批号GSB04—1719—2004），均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；浓硝酸、浓盐酸、氢氟酸均是优级纯，购自成都金山化学试剂有限公司；实验用水为去离子超纯水。实验所用容量瓶、移液管、烧杯等玻璃器皿均采用20%硝酸溶液浸泡24 h，然后用去离子超纯水冲洗干净，备用。

称取滇重楼干燥样品粉末0.20 g于聚四氟乙烯消解罐内，加入浓硝酸8 mL，密封，盖上消解盖，静置过夜，置于微波消解仪中，按设定的消解程序进行：先经12 min由室温升温至150 ℃，保持10 min，然后以8 ℃·min⁻¹的速率升温至190 ℃，保持20 min。待消解完全后，取出消解罐，将消解液转移至25 mL容量瓶中并用去离子超纯水定容至刻度，摇匀待测。取8 mL浓硝酸置于聚四氟乙烯消解罐内以同法制备空白溶液^[11]。

土壤中Cu、Cd、Cr、Pb、As等重金属元素消解方法：称取滇重楼根际土壤粉末0.20 g于聚四氟乙烯消解罐内，加入浓硝酸8 mL，氢氟酸1 mL，密封，盖上消解盖，静置过夜，置于微波消解仪中，按设定的消解程序处理：先经6 min由室温升温至140 ℃，保持2 min，然后以10 ℃·min⁻¹的速率升温至160 ℃，保持5 min，再以15 ℃·min⁻¹的速率升温至180 ℃，保持15 min，最后50 ℃，保持10 min。待消解完全后，取出消解罐，在通风橱中以120 ℃将酸挥至近干，转移至50 mL容量瓶中并用去离子超纯水定容至刻度，摇匀待测。取8 mL浓硝酸和1 mL氢氟酸置于聚四氟乙烯消解罐内以同法制备空白溶液^[12]。

土壤Hg元素消解方法：称取滇重楼根际土壤粉末0.5 g于25 mL具塞试管中，加少许水润湿样品，加入5 mL王水，摇匀后置于沸水浴中消解2 h，取出冷却至室温，加0.5 mg·mL⁻¹重铬酸钾溶液5 mL，再用0.2 mg·mL⁻¹重铬酸钾溶液定容至刻度，摇匀后离心（4000 r·min⁻¹），取上清液待测。同法做空白试剂^[13]。

ICP-MS参数：功率1.4 kW，雾化气流量1.224 L·min⁻¹，辅助气流量1.0 L·min⁻¹、冷却气流量14.0 L·min⁻¹，雾化室温度2.0 ℃，蠕动泵速30 r·min⁻¹，采样深度3.91 mm，扫描次数10次，分析时间26 s。AFS参数：汞灯，负高压290 V，载气流量400 mL·min⁻¹，屏蔽器流量1000 L·min⁻¹，灯电流10 mA，重复次数3次，读数时间10 s。

调节各仪器条件，以Ge、Rh、Bi为内标元素，采用ICP-MS测定药材和土壤中的Cu、Cd、Cr、Pb、As元素以及药材中的Hg元素，运用AFS测定土壤中的Hg元素。

药材限量标准参照2020年版《中国药典》^[14]和《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB2762—2017）规定^[8]：Cu≤20.0 mg·kg⁻¹，Cd≤1.0 mg·kg⁻¹，Cr≤2.0 mg·kg⁻¹，Pb≤5.0 mg·kg⁻¹，As≤2.0 mg·kg⁻¹，Hg≤0.2 mg·kg⁻¹。

重金属元素富集系数(BCF)=药材内重金属元素的含量/土壤中重金属元素含量×100%^[15]。

参考前期研究已测得土壤pH值范围为：6.63—7.46^[16]，根据《土壤环境质量农用土壤污染风险管控标准》（GB15618—2018）^[17]中在6.5<pH≤7.5对各元素的限量为：Cu≤100 mg·kg⁻¹，Cd≤0.3 mg·kg⁻¹，Cr≤200 mg·kg⁻¹，Pb≤120 mg·kg⁻¹，As≤30 mg·kg⁻¹，Hg≤2.4 mg·kg⁻¹，参照《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166—2004），采用单因子污染指数和梅罗综合污染指数法对滇重楼土壤污染现状进行评价^[18-19]。土壤环境质量等级见表2。

单因子指数法：

式中，P_i、C_i和S_i分别为土壤中污染物i的单项污染指数、土壤中污染物i的实测值和土壤中污染i的物质量标准。当P_i>1时，为污染。

综合污染指数法：

式中，${P}_{\text{综}} $、${P}_{i{{\text{均}}}}^{2} $和${P}_{i{{\text{最大}}}}^{2} $分别是综合污染指数、平均单项污染指数的平方和最大单项污染指数的平方。

测定结果采用Microsoft Excel 2010对数据进行处理，运用SPSS 22.0软件对数据进行主成分分析和聚类分析。

27批栽培和野生滇重楼药材之间6种重金属元素含量存在显著性差异（P<0.05），见表3。除Y-YNCX（云南省楚雄市野生品）产地Hg未检出外，其它产地均检测出6种重金属元素。各重金属元素在药材中的平均含量为Cu>Pb>Cr>As>Cd>Hg，其中野生滇重楼药材Cu、Cd、Cr、Pb的平均含量远高于栽培品，而As和Hg的平均含量与栽培产地相差不大。不同产地滇重楼药材元素含量变化范围为0.001—290.068 mg·kg⁻¹，其中Cu的含量最高，达290.068 mg·kg⁻¹，元素Hg含量最低，仅有0.001 mg·kg⁻¹。从总体上看，在栽培产地中Z-SCHD（四川省会东县栽培品）重金属的含量最高，Z-YNLL（云南省龙陵县栽培品）和Z-YNMS（云南省芒市栽培品）重金属含量相对较低；而野生产地中Y-GZQZ（贵州省清镇市野生品）重金属的含量较高，Y-GZASAD（贵州省安顺市安大广城野生品）和Y-YNCX重金属含量最低；栽培产地滇重楼药材重金属含量趋势高于野生。变异系数（coefficient of variation，CV）描述的是相对离散程度，变异系数越大，说明各产地重金属含量变异程度越大，反之亦然^[20]。在栽培和野生滇重楼产地中Cr的变异系数最小，而As最大。说明在不同产地中各产地滇重楼药材Cr的含量相对聚集，As的含量则相对离散。栽培产地中Cu、Cd、Cr、Hg的变异系数比野生产地的小，Pb、As则相反，表明栽培产地滇重楼药材中Cu、Cd、Cr、Hg含量相较于野生产地差异较小，Pb、As含量差异较大。进一步表明不同产地滇重楼药材重金属元素含量有较大差异。

根据2020年版《中国药典》和《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB2762—2017）对药材重金属限量标准规定，在本实验中，除Z-YNLL和Z-YNCL（云南省昌宁县栽培品）其余25个产地滇重楼药材Cu含量均超标，其中Y-GZQZ产地Cu含量是最高标准限量的14.5倍；27个产地中只有Z-YNLJ（云南省丽江市栽培品）和Y-YNLJ（云南省丽江市野生品）的As含量超标；有8个产地Cr含量超标，其中Y-GZXR（贵州省兴仁县野生品）的Cr含量是最高标准限量的2.9倍；有66.7%产地Pb含量超标，其野生产地采集的滇重楼药材整体上均超标；所有产地Cd和Hg含量均符合相关要求。

27批栽培和野生滇重楼根际土壤中6种重金属元素含量存在显著性差异（P<0.05），见表4。所有滇重楼根际土壤样品中均检测出6种重金属元素。不同栽培产地中各重金属元素平均含量为Pb>Cr>Cu>As>Cd>Hg，而不同野生产地中各重金属元素平均含量为Pb>As>Cr>Cu>Cd>Hg，其中栽培产地根际土壤Cu、Cd、Cr、Pb、Hg的平均含量远高于野生产地，As的平均含量反而低于野生产地。不同产地滇重楼根际土壤元素含量变化范围为0.038—249.814 mg·kg⁻¹，其中Pb的含量最高，达到249.814 mg·kg⁻¹，As含量最低，仅有0.038 mg·kg⁻¹。整体上看，在栽培产地中Z-YNBSSZ（云南省保山市水寨乡栽培品）重金属含量较高，Z-GZZJ（贵州省织金县栽培品）重金属含量最低；在野生产地中Y-YNLJ重金属含量最高，Y-SCHD（四川省会东县野生品）重金属含量相对较低；不同栽培产地滇重楼根际土壤重金属含量趋势高于野生。栽培和野生产地As的变异系数均较大，而野生产地Cu、Cd、Cr、Pb、Hg的变异系数远低于栽培产地。进一步说明不同产地滇重楼根际土壤重金属含量相差较大，其中以As最为明显。

以《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166—2004)为评价标准，采用单因子污染指数和梅罗综合污染指数法对土壤重金属元素进行污染等级评价。结果见表5，不同产地滇重楼根际土壤中有74%的产地Cd单因子污染指数>1，产地Z-YNCL、Z-YNJC（云南省剑川县栽培品）、Y-YNLJ的Pb，Z-YNLJ、Y-YNLJ的As以及Z-YNBSSZ的Hg单因子污染指数均>1。产地Z-GZZJ和Z-GZZY（贵州省紫云县栽培品）综合污染指数远高于其他产地，且污染等级达到重度污染；产地Z-YNYM（云南省易门县栽培品）、Z-YNLL、Z-YNMS、Z-YNYP（云南省永平县栽培品）、Y-YNCL（云南省昌宁县野生品）和Y-YNYP（云南省永平县野生品）综合污染指数均≤0.7为安全等级；而其他产地大部分以轻度污染为主，少部分产地为警戒线和中度污染。研究区域土壤主要受到Cd富集过多造成土壤污染，可能是滇重楼多年生长致使土壤质量下降、重金属富集等，也有可能是较多的人为活动因素干扰造成Cd含量增加^[17]。

主成分分析是利用降维的思想，将原有众多且相关指标所含信息转化为少数几个相互独立的综合指标^[21]。以6种重金属元素为变量，分别对27批滇重楼药材和根际土壤进行主成分分析，结果见表6—9。由表6所示，药材6种重金属所有主成分构成信息主要集中在前3个主成分，其特征值均>1，累积贡献率为77.687%，故前3个主成分能反应滇重楼药材6种重金属含量的基本特征。对主成分1、2和3贡献较大的分别是Cu、As和Cr，则造成不同产地滇重楼药材重金属含量差异较大的主要因素为Cu、As和Cr。计算3个主成分得分，并进行排序，由表7可知，主成分1得分最高的是Y-GZQZ，为4.167；主成分2得分最高的是Z-YNLJ，为3.498；主成分3得分最高的是Y-GZXR，为3.188。综合得分最高的是Y-GZQZ，最低的是Z-YNMS；不同野生品产地的综合得分普遍低于栽培品。

滇重楼根际土壤6种重金属主成分构成信息主要集中在前4个主成分，见表8所示，其特征值均>1，累积贡献率为81.134%，因此，前4个主成分能反应滇重楼根际土壤6种重金属含量的基本特征。对主成分1、2、3和4贡献较大的重金属分别是Cd、Cr、As和Hg，则造成不同产地滇重楼根际土壤重金属含量差异较大的主要因素为Cd、Cr、As和Hg。计算4个主成分得分，并进行排序，由表9可知，主成分1得分最高的是Z-GZZY，为2.40；主成分2得分最高的是Z-YNSM（云南省嵩明县栽培品），为2.895；主成分3得分最高的是Y-YNLJ，为2.948；主成分4得分最高的是Z-YNBSSZ，为4.068。综合得分最高的是Z-YNBSSZ，最低的是Z-GZZJ；不同产地野生品的综合得分普遍低于栽培品。

富集系数表示植物从土壤中吸收累积重金属元素的性能。当C<0.1时表示强烈贫化，C<0.5时相对贫化，0.5<C<1.5时二者属同一水平，C>1.5时相对富集，C>3时强烈富集^[22]。由表10可知，在16个栽培和11个野生产地采集的滇重楼计算得到的富集系数中，Cu含量在各产地中除栽培产地Z-YNLL是相对富集，其余产地均是强烈富集；Cd在栽培产地Z-GZZJ、Z-GZZY、Z-YNCL、Z-YNLJ和野生产地Y-GZASAD、Y-GZXY（贵州省兴义市野生品）、Y-YNBSPP（云南省保山市蒲缥镇野生品）、Y-YNLJ是强烈贫化，Y-GZQZ是二者属同一水平，其余产地是相对贫化；Cr在栽培产地Z-GZZY、Z-YNSM是强烈贫化，Z-YNLJ是二者属同一水平，Z-YNMS是强烈富集，其余产地是相对贫化；Pb在栽培产地Z-YNSM、Z-YNBSSZ、Z-YNLL、Z-YNMS、Z-YNCL和野生产地Y-YNBSPP是强烈贫化，Z-YNYM、Z-YNBSPP（云南省保山市蒲缥镇栽培品）和Y-GZQZ、Y-GZXR、Y-SCHD、Y-YNYP是二者属同一水平，其余产地是相对贫化；As在栽培产地Z-YNYM、Z-YNLL、Z-YNCL、Z-YNYP、Z-YNYL（云南省云龙县栽培品）、Z-YNJC和野生产地Y-GZASLG（贵州省安顺市龙宫镇野生品）、Y-GZASAD、Y-GZQZ、Y-GZXY、Y-YNCL、Y-YNYP是相对贫化，Z-YNBSPP、Z-YNMS是二者属同一水平，Y-GZXR是强烈富集，其余产地均强烈贫化；Hg在全部产地均强烈贫化。从总体上看，栽培产地滇重楼的富集系数比野生产地的高。因此，滇重楼药材栽培基地建设中需要严格控制土壤环境质量评价和选择，且不能忽视滇重楼自身对特定重金属的累积特征。

聚类分析是依据数据间的亲缘关系或距离的远近较合理分成若干类别的分析方法，此方法可降低主观判断造成的误差，增强其结果的客观性^[21]。采用SPSS 22.0软件分别对滇重楼药材和根际土壤中6种重金属元素的含量进行聚类分析，结果见图1。由图1（a）可知，当阈值大于20时，27份滇重楼药材样品聚集成2大类；其中Y-GZQZ单独列为第I类，其余产地样品列为第Ⅱ类。由图1（b）可知，当阈值大于20时，27份滇重楼根际土壤样品聚集成4大类；其中Z-YNBSSZ、Z-GZZJ和Z-YNSM分别单独列为第Ⅰ类、第Ⅱ类和第Ⅲ类，其余产地样品列为第Ⅳ类。其结果进一步佐证主成分分析，药材重金属含量最高为野生产地Y-GZQZ；土壤重金属含量最高为栽培产地Z-YNBSSZ，最低为栽培产地Z-GZZJ。与此同时，重金属含量相近或相同产地的滇重楼药材及其根际土壤在聚类分析中多距离较近，因此不能将栽培和野生产地分开。进一步表明栽培产地滇重楼药材及其根际土壤重金属含量与野生产地无明显区别，这一结论为栽培滇重楼代替野生品提供了理论支持。

（1）不同产地滇重楼根际土壤及其对应药材中重金属元素残留量具有较大的差异，其中野生滇重楼药材Cu、Cd、Cr、Pb的平均含量远高于栽培，但栽培产地滇重楼药材重金属含量高于野生产地。同时，栽培根际土壤Cu、Cd、Cr、Pb、Hg的平均含量远高于野生，As的平均含量低于野生，栽培产地滇重楼根际土壤重金属含量高于野生。

（2）药材参照2020年版《中国药典》和《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB2762—2017）关于重金属限量标准的规定，在27批滇重楼中，除栽培产地云南省龙陵县（Z-YNLL）和昌宁县（Z-YNCL），其余产地药材Cu含量严重超标；而Cr、Pb和As只有少部分产地超标，其中贵州和云南等地居多。以《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166—2004)为评价标准，从单因子污染指数>1来看，绝大部分产地主要是Cd富集造成的土壤污染；综合污染指数可知，土壤为安全等级的产地集中在云南各县区，而贵州省采集的根际土壤样品受污染较严重。药材中Cu以及土壤中Cd是今后滇重楼栽培过程中重点监测和控制的目标，以保证其入药的品质和安全性。

（3）不同产地滇重楼药材对土壤中Cu元素具有较强的富集作用，而对Cd、Cr、Pb、As、Hg元素富集能力较弱。主成分分析结果表明，Cu、As和Cr是造成不同产地滇重楼药材重金属含量差异较大的主要因素；而造成不同产地滇重楼根际土壤重金属含量差异较大的主要因素是Cd、Cr、As和Hg；滇重楼药材重金属含量最高的是野生产地贵州省清镇市（Y-GZQZ），最低的是栽培产地云南省芒市（Z-YNMS）；根际土壤重金属含量最高的是栽培产地云南省保山市水寨乡（Z-YNBSSZ），最低的是栽培产地贵州省织金县（Z-GZZJ）。聚类分析表明栽培产地滇重楼药材及其根际土壤重金属含量与野生产地无明显区别。