不同夏玉米品种对镉、铅积累与转运的差异性田间研究

孙洪欣，赵全利，薛培英，杨铮铮，杨阳，王倩倩，刘峰，唐铁朝，刘文菊*，申嘉澍

1. 河北农业大学资源与环境科学学院，河北省农田生态环境重点实验室，河北 保定 071000；2. 河北农业大学教学试验场，河北 保定 071000；3. 河北省农业环境保护监测站，河北 石家庄 050035；4. 北京林业大学水土保持学院，北京100101

不同夏玉米品种对镉、铅积累与转运的差异性田间研究

孙洪欣1*，赵全利2*，薛培英1，杨铮铮1，杨阳1，王倩倩1，刘峰3，唐铁朝3，刘文菊1**，申嘉澍4

1. 河北农业大学资源与环境科学学院，河北省农田生态环境重点实验室，河北 保定 071000；2. 河北农业大学教学试验场，河北 保定 071000；3. 河北省农业环境保护监测站，河北 石家庄 050035；4. 北京林业大学水土保持学院，北京100101

随着工农业的发展，土壤重金属污染问题日益严重，农作物重金属超标现象频发。为筛选出具有镉（Cd）、铅（Pb）低积累潜力且产量较高的夏玉米（Zea mays）品种，该研究采用田间小区试验和室内分析相结合的方法，在府河污灌区选取有代表性的农田，探讨华北地区适种的9个夏玉米品种对Cd、Pb积累与转运的潜力差异。结果表明：夏玉米产量、玉米籽实中Cd、Pb含量在品种间存在显著差异（P＜0.05）。其中，先玉335产量为12 389 kg·hm-2，比其他品种高出32%～93%；玉米籽实中Cd含量最低的是先玉335，为0.004 4 mg·kg-1，比其他品种低7%～45%；Pb含量最低的是洛玉803，为0.027 3 mg·kg-1，比其他品种低37%～50%，且玉米籽实中Cd、Pb含量均未超过食品安全国家标准的食品中污染物限量标准（GB 2762─2012）；对玉米籽实和秸秆中的Cd、Pb含量进行聚类分析可知，秀青74-9、冀农1号、先玉335、肃玉1号和伟科702均属于籽实、秸秆中Cd、Pb低积累类群。综合玉米产量、玉米地上部Cd、Pb含量、富集系数、转运系数等指标综合评价，可以筛选出先玉335为既高产且可食部分籽实具有低积累Cd、Pb潜力的品种，适宜在华北地区Cd、Pb轻度污染区推广种植。

夏玉米；镉；铅；积累与转运；品种差异

SUN Hongxin, ZHAO Quali, XUE Peiying, YANG Zhengzheng, YANG Yang, WANG Qianqian, LIU Feng, TANG Tiechao, LIU Wenju, SHEN Jiashu. Variety Difference of Cadmium and Lead Accumulation and Translocation in Summer Maize [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(12): 2068-2074.

随着工业的发展，重金属类污染物进入土壤并引发土壤-植物系统的环境污染问题，全国土壤污染状况调查公报也证实了这一点（陈怀满，1996；郭晓方等，2010），其中污灌是农田土壤重金属污染的主要来源之一（方玉东，2011；Liu et al.，2005）。调查表明：华北地区，尤其是北京、保定、石家庄等地因多年污灌造成镉（Cd）、铅（Pb）重金属在土壤中累积（孙雷等，2008；胡国成等，2011；谢建治等，2002；薛占军，2012），进而通过吸收和转运进入农作物的可食部位，使一些粮食作物籽实重金属存在超标现象，且部分根菜类蔬菜中 Pb含量超过我国食品中重金属的限量标准（GB/T 5009─2003）1倍以上（薛占军，2012）。河北省清苑县及周边农田土壤重金属含量调查显示，65%土壤中Cd含量超过我国土壤环境质量标准（GB 15618─ 1995），且3%玉米籽实中Pb超过我国粮食卫生标准（GB 2715─2005）（张丽红等，2010）。污染土壤中的重金属不仅会影响作物生长，而且会通过食物链在人畜体内积累从而威胁人畜健康（于蔚等，2014；匡少平等，2002；金亮等，2007；刘恩玲等，2009；朱宇恩等，2011）。研究小组前期调查研究显示，本试验研究区（望亭乡小望亭村）自上世纪60年代至今一直采用府河污水进行农田灌溉，并且由于常年污灌已经造成农田土壤中一些重金属超标，其中以Cd、Pb污染问题最为突出。

已有研究表明，不同的农作物对重金属的胁迫有不同的抗性与耐性，如水稻、小麦、芋头、大白菜、青菜、菠菜和苎麻等作物对重金属的吸收与积累存在物种、品种和同一作物不同器官的差异（刘维涛等，2009；邹日，2012；Zeng et al.，2008；黄萍霞，2007；宗良纲等，2007；佘玮等，2011；代全林等，2005；刘光荣等，2006a）。因此，筛选和培育不仅可以在重金属污染的土壤上正常生长，且可食部位重金属含量较低的低积累农作物品种是保证农产品安全生产的有效途径之一。玉米（Zea mays）是我国主要粮食作物之一，尤其在华北地区，夏玉米种植更为普遍。近年来，对耐、抗重金属玉米品种的筛选研究工作开展了很多（郭晓方等，2010；代全林等，2005），尤其是室内盆栽试验，但是室内苗期的盆栽试验结果和大田应用还有一定的距离。因此，开展重金属低累积农作物品种的田间筛选研究势在必行。不同的玉米品种具有各自适种的生态区域，目前检索到的相关文献主要集中在我国南方的广东、四川等地开展的当地适种品种的重金属低积累的田间研究，在华北污灌导致的重金属轻度污染区开展Cd、Pb低积累夏玉米品种的筛选工作较少。因此，针对适宜在华北地区种植的夏玉米品种筛选可食部位对Cd、Pb积累能力较弱、籽实中Cd、Pb含量不超标且产量较高的品种，并在华北地区重金属轻度污染的农田进行推广种植，不仅能保障该地区的粮食生产，而且能有效避免重金属进入食物链，从而保障粮食安全（于蔚等，2014；刘光荣等，2006）。基于此，本研究在河北省保定市府河流域污灌区开展了田间小区试验，研究华北地区适宜种植的9个夏玉米品种对土壤Cd、Pb的积累和转运的潜力差异，以期筛选出具有低积累Cd、Pb潜力的夏玉米品种。

1　材料与方法

1.1试验区概况

河北省保定市清苑县望亭乡小望亭村位于保定市南端（N：38°49′31.5″；E：115°39′20.4″），西倚太行山，东濒白洋淀。地势低平，属暖温带大陆性季风气候。全年平均气温12.5 ℃，年平均降水量488.2 mm，年平均风速1.8 m·s-1，年平均湿度67%，年无霜期209 d，年日照2629.5 h，十分利于实行冬小麦-夏玉米一年两熟的种植制度。府河流经保定市西北郊区及清苑县，主要接纳工业废水和生活污水，其沿岸地区引污灌溉消纳废水量为9.18×106m3·a-1。

1.2供试材料

供试土壤为潮褐土，质地为重壤土，pH值8.01，有机质含量为 25.53 g·kg-1，有效磷含量为 28.18 mg·kg-1，速效钾含量为350 mg·kg-1，DTPA-Cd含量为0.36 mg·kg-1，DTPA-Pb含量为8.81 mg·kg-1，表层（0～20 cm）土壤重金属含量见表1。

表1　供试表层土壤（0～20 cm）和灌溉水中重金属含量状况Table 1 Heavy metals concentrations in selected soils (0～20 cm) and irrigation water

由表 1可知，开展田间小区试验的表层土壤中 Cd含量超过我国食用农产品产地环境质量评价标准（HJ/T332─2006）的土壤环境质量评价指标限值 0.6 mg·kg-1（pH>7.5）。该区域土壤中 Ni含量虽相对较高，但调查中小麦和玉米籽实Ni含量却明显低于食品安全国家标准的食品中Ni限量标准（GB 2762─2012）1.0 mg·kg-1。相比之下，土壤中Pb虽然没有超标，但种植在该土壤上的农作物却存在Pb超标的现象，导致这种现象可能是因为试验区周边环境以及小型冶炼厂排放的Pb在农作物体内的转运或者大气沉降造成的。因此，本研究主要针对土壤中的Cd、Pb筛选其低积累夏玉米品种。

供试夏玉米品种：选择华北地区适宜种植且面积较广的9个夏玉米品种：郑单958、秀青74-9、肃玉1号、德利农988、冀农1号、敦煌1号、先玉335、伟科702和洛玉803，均购于当地玉米种子经销公司。

1.3试验设计

试验采用随机区组设计，9个夏玉米品种为 9个处理，每个处理设3个重复，共计27个小区，小区面积14.0 m×11.5 m=161 m2。于2014年6月20日收获上一季冬小麦后播种夏玉米，施肥和田间管理按照当地农业管理进行。株行距30 cm×60 cm；带小麦茬耕地；使用府河水灌溉，水中重金属的含量见表 1，符合我国食用农产品产地环境质量评价标准（HJ/T 332─2006）的灌溉水环境质量评价指标限值；基施玉米专用复合肥（24-11-10），肥料用量750 kg·hm-2；大喇叭口期施追肥尿素（含N46%）98.0 kg·hm-2；玉米季养分总投入量：N 225 kg·hm-2，P2O583 kg·hm-2，K2O 90 kg·hm-2。所有供试肥料中重金属含量均远低于我国无机-有机复混肥料标准（GB 18877─2002）。2014年9月29收获玉米，测定各试验小区产量，并采集各试验小区的土样及玉米籽实和秸秆样品。

1.4样品分析

1.4.1土壤样品的采集与测定

玉米收获后用混合取样法采集表层（0～20 cm）土壤样品，风干后分别过1.00和0.25 mm尼龙筛，保存备用；土壤pH、N、P、K均采用《土壤农化分析》（第三版）中的方法进行测定（鲍士旦，2007）。土壤中Cd、Pb全量采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全消解法（GB/T 17141─1997），有效态采用DTPA提取法（GB/T 23739─2009），消解液和提取液中Cd、Pb含量采用ICP-MS（Agilent 7500a）和原子荧光（AFS 2202E）进行测定，以国家一级标准物质（土壤：GBW 07451、GBW 07452、GBW 07457；植物：GBW 10011、GBW 10012）进行准确度和精密度控制，回收率为 80%～90%，所有样点的测试均在仪器最低检出限之内；按比例随机检查和异常点抽查进行样品分析质量监控，以重复采样、重复分析来评定采样和分析误差。

1.4.2植物样品采集与测定

玉米成熟后测定产量，并且每小区随机采集 3株玉米植株（秸秆和籽实），分别用去离子水洗净，70 ℃烘至恒重，不锈钢植物粉碎机粉碎后备用。采用硝酸-双氧水微波消解法测定玉米籽实和秸秆中Cd、Pb含量，测定方法同上。

1.4.3转运系数

籽实/秸秆转运系数（TF）=籽实中重金属含量(mg·kg-1)/秸秆中重金属含量(mg·kg-1)（郭晓方等，2010）。

1.4.4富集系数

籽实（秸秆）富集系数（BAFs）=籽实（秸秆）中重金属含量(mg·kg-1)/土壤中重金属含量(mg·kg-1)（吴传星，2010）。

1.5数据统计分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0进行数据分析。

2　结果与分析

2.1玉米产量的品种差异分析

由图 1可见，不同品种间玉米产量差异显著（P＜0.05），产量范围为6407～12389 kg·hm-2。9个品种中，先玉335产量最高，显著高于试验中其他品种的产量（P＜0.05），其次是伟科702、秀青74-9、郑单958，其产量显著高于洛玉803，洛玉803产量最低。此外，先玉335、伟科702、秀青74-9、郑单958较洛玉803产量分别高出93%、46%、45%和 45%。9个玉米品种产量顺序为先玉 335>伟科702>秀青74-9>郑单958>敦煌1号>肃玉1号>冀农1号>德利农988>洛玉803。

图1　玉米产量的品种差异分析（n=27）Fig. 1 The yields of different varieties of maize(n=27)

图2　玉米籽实中Cd（A）、Pb（B）含量的品种差异分析（n=27）Fig. 2 The concentrations of Cd (A), Pb (B) in grains of different varieties of maize(n=27)

2.2玉米籽实中镉、铅含量的品种差异分析

图2所示，9个品种玉米籽实中Cd、Pb含量均未超过食品安全国家标准的食品中污染物限量标准（GB 2762─2012）（Cd≤0.1 mg·kg-1，Pb≤0.2 mg·kg-1）。由图2A可见，玉米籽实中Cd含量范围为0.0044～0.0081 mg·kg-1，含量最高的是洛玉803，显著高于先玉335、伟科702、敦煌1号和秀青74-9（P＜0.05），且高出幅度分别为 46%、45%、41%和38%。9个品种籽实中Cd含量的顺序为先玉335＜伟科702＜敦煌1号＜秀青74-9＜郑单958＜肃玉1号＜德利农988＜冀农1号＜洛玉803。

由图 2B可见，玉米籽实中 Pb含量范围为0.0273～0.0547 mg·kg-1，其中洛玉803含量最低，显著低于其他8个参试品种；含量较低的有伟科702和肃玉1号，分别为0.0437、0.0447 mg·kg-1。洛玉803、伟科702、肃玉1号较Pb含量最高的德利农988分别低50%、20%和18%。9个品种籽实中Pb含量的高低顺序为洛玉803＜伟科702＜肃玉1号＜先玉 335＜冀农 1号＜秀青 74-9＜敦煌 1号＜郑单958＜德利农988。

2.3玉米秸秆中镉、铅含量的品种差异分析

由图3A可知，9个夏玉米品种秸秆中Cd含量在品种间差异不显著（P>0.05），含量范围为0.32～0.42 mg·kg-1。目前，玉米秸秆主要有3个去向：秸秆还田、青贮饲料或制备有机肥的原料。在该污灌区种植的9个玉米品种秸秆Cd含量均未超过国家饲料卫生标准(GB 13078─2001)（Cd≤0.5 mg·kg-1）和有机肥料中重金属限量标准（NY 525─2012）（Cd≤3 mg·kg-1）。因此，污灌区种植的玉米秸秆直接还田，或作为青贮饲料和有机肥的原料均是安全的。

图3　玉米秸秆中Cd（A）、Pb（B）含量的品种差异分析（n=27）Fig. 3 The concentrations of Cd (A), Pb (B) in straws of different varieties of maize (n=27）

由图3B可知，9个品种夏玉米秸秆中Pb含量范围为 9.98～14.0 mg·kg-1，品种间差异不显著（P>0.05），且均超过国家饲料卫生标准(GB 13078─2001)（Pb≤8 mg·kg-1），用作青贮饲料具有较大的安全风险；但所有品种秸秆中 Pb含量均符合有机肥料中重金属限量标准（NY 525─2012）（Pb≤50 mg·kg-1），若用作有机肥料仍是安全的。

2.4玉米籽实和秸秆镉、铅富集系数的品种差异分析

表2　不同玉米品种籽实、秸秆对Cd、Pb的富集系数Table 2 The bioaccumulation factors of Cd, Pb for grains and straws of different varieties of maize

富集系数（BAFs）通常能直观的表示植物各部分对重金属的吸收积累能力。从表 2可以看出，9个品种夏玉米籽实对土壤中重金属Cd、Pb的吸收积累能力存在显著差异（P＜0.05）。籽实中Cd富集系数范围为 0.0049～0.0113，且品种间差异显著（P＜0.05）。其中Cd富集系数较低的是伟科702和先玉335，显著低于洛玉803。籽实中Cd富集系数最高的洛玉 803，比 Cd富集系数最低的伟科 702和先玉335高出2倍之多。9个品种夏玉米籽实中Pb富集系数均不高于0.002（表2），这说明供试玉米品种的籽实对土壤中 Pb积累能力较低。其中，德利农988籽实中Pb的富集系数最高，品种洛玉803籽实中Pb的富集系数最低，为0.0006，显著低于其他8个供试品种，其他8个供试品种籽实中Pb的富集系数没有明显差异。这与夏玉米籽实中Cd、Pb含量（图2）均一致。由表2可知，9个品种夏玉米秸秆中Cd、Pb的富集系数在品种间差异并不显著（P>0.05），范围分别为 0.44～0.59和0.21～0.27。

2.5玉米镉、铅转运系数的品种差异分析

玉米籽实和秸秆中Cd、Pb含量的变化特征与植物不同部位重金属的迁移能力有关。因此，在初步了解各品种对Cd、Pb积累程度的基础上，通过转运系数（TF）进一步说明Cd、Pb由秸秆向籽实转运的能力是否存在品种差异。从转运系数来看（表3），9个品种夏玉米秸秆中Cd向籽实转运的转运系数为 0.011～0.022，且品种间差异显著（P＜0.05），其中转运系数最高的为洛玉803，伟科702的Cd转运系数最低，其他夏玉米品种Cd的转运系数与伟科 702没有明显差异，这说明洛玉803中Cd由秸秆向籽实转运的能力最强，其他品种 Cd的转运能力差异不显著（P>0.05），这与夏玉米籽实中Cd含量一致（图2A）。9个品种夏玉米秸秆中Pb向籽实转运的转运系数为0.0029～0.0047，各品种间差异并不显著（P>0.05），这说明各个品种夏玉米秸秆中Pb向籽实中的转运能力无明显差异。

表3　不同玉米品种Cd、Pb籽实/秸秆的转运系数Table 3 The translocation factors of Cd, Pb from straws to grains for different varieties of maize

2.6玉米籽实、秸秆重金属镉、铅含量的聚类分析

为了进一步明确夏玉米不同品种对土壤中Cd、Pb的综合积累能力，采用聚类分析的方法对9个品种夏玉米籽实和秸秆的Cd、Pb含量进行分类分析，结果见图 4。所有夏玉米品种的生长环境均一致，环境因素对玉米吸收Cd、Pb的影响也一致，故不同夏玉米品种 Cd、Pb含量差异来自其对 Cd、Pb的积累能力。聚类分析结果（图4A）显示，9个夏玉米品种籽实对Cd、Pb的积累能力差异可划分为2类：第一类是洛玉803，为玉米籽实中Cd、Pb高积累类群；第二类包括其他8个供试品种，均属于籽实中Cd、Pb低积累类群。

图4　玉米籽实（A）、秸秆（B）中Cd、Pb含量聚类分析（n=27）Fig. 4 Cluster analysis of concentrations of Cd、Pb in the maize grains(A) and straws (B) of different varieties(n=27)

此外，对9个品种夏玉米秸秆Cd、Pb含量进行聚类分析，结果见图4B。不同品种秸秆对Cd、Pb的积累能力不同，聚类分析的结果（图4B）显示，9个品种秸秆对Cd、Pb的积累能力差异可划分为 3类：第一类是郑单 958，为秸秆中 Cd、Pb高积累类群，其秸秆中Pb含量为14.30 mg·kg-1，超过国家饲料卫生标准1.8倍；第二类包括敦煌1号、洛玉803和德利农988，为秸秆中Cd、Pb中等积累类群；第三类包括秀青74-9、冀农1号、肃玉1号、伟科702和先玉335，为秸秆中Cd、Pb低积累类群。

3　结论与讨论

3.1讨论

本研究在Cd：1.03 mg·kg-1，Pb：56.0 mg·kg-1，pH：8.01的污灌区农田中进行，结果表明玉米籽实中Cd、Pb含量均不超过相应标准，而且秸秆中Cd、Pb向籽实转运的转运系数均小于0.03（通常玉米籽实中重金属含量低于秸秆，即转运系数小于 1。转运系数越小，说明植物吸收的重金属从秸秆转移至可食部位籽实的量就越少，从而降低进入食物链比例，最终保证农产品的安全。这说明玉米主要通过抑制和阻隔秸秆中Cd、Pb向籽实转运来降低籽实中Cd、Pb含量，这与以往研究相似（张丽红等，2010；代全林等，2005；吴传星，2010；李凝玉等，2008）。但有研究发现玉米秸秆具有较强的向籽实转运Cd、Pb的能力，郭晓方等（2010）在广东地区轻中度污染（Cd：1.2 mg·kg-1，Pb：147 mg·kg-1，pH：4.54）农田开展的8个玉米品种筛选的研究发现，甜玉米和饲料玉米对Cd、Pb的积累能力很高，玉米籽实中 Cd、Pb含量范围分别为 0.124～0.536 mg·kg-1和0.125～0.414 mg·kg-1，同时发现玉米秸秆中Cd、Pb向籽实转运的转运系数均在0.3以上。这是因为，不同区域、不同生长环境以及不同品种的玉米对重金属的积累能力存在极其显著的差异（张丽红等，2010；于蔚等，2014；代全林等，2005；周航，2011；曹莹等，2006；崔邢涛等，2010；陈得军等，2010）。由此可以推测以上研究中明显的差异主要来自于玉米品种以及生长环境的差异，尤其是不同的土壤pH。本研究土壤pH为8.01，郭晓方等（2010）的研究中土壤pH为4.54，低pH提高了土壤重金属的生物有效性，从而促进了玉米对Cd、Pb的吸收、转运与积累。

综合本研究中玉米秸秆Cd、Pb含量来看，尽管污灌区土壤中Cd含量超标，但种植在该土壤上的玉米秸秆中Cd含量既不超过国家饲料卫生标准又不超过有机肥料中重金属限量标准；而土壤中Pb含量虽不超标，但种植在该土壤上的玉米秸秆中Pb含量超过了国家饲料卫生标准。因此，污灌区的玉米秸秆不能用作青贮饲料。不过玉米秸秆中 Pb含量并未超过有机肥料中重金属限量标准，故仍可以用作有机肥或生产有机肥商品的原料。此外，土壤中 Pb含量符合农产品产地土壤环境质量标准，但种植在该土壤上的玉米秸秆中 Pb含量却较高，并超出国家饲料卫生标准，这其中的原因可能有两个：一个是内因，说明夏玉米对 Pb的吸收能力和Pb向地上部转运的能力较强；一个是外因，大气沉降导致玉米秸秆中Pb含量升高（代全林等，2005；曹莹等，2006）。综上所述，为保障我国粮食安全，筛选适宜当地种植的重金属低积累农作物成为污灌区农作物安全生产的关键。

目前，筛选重金属低积累的作物仍没有明确标准。本研究认为：筛选重金属低累积作物最主要的特征是：可食部位重金属含量相对较低，并且符合食品安全国家标准的食品中重金属限量标准（GB 2762─2012）。因此可以优先考虑产量较高且籽实对Cd、Pb富集能力较低的玉米品种作为低积累Cd、Pb夏玉米品种。本研究结果表明：先玉335、敦煌1号和伟科702均属于地上部（秸秆、籽实）Cd、Pb低积累类群，而且秸秆、籽实对土壤中Cd、Pb积累系数较低，可视为华北地区具有Cd、Pb低积累潜力的夏玉米品种。尤其是先玉335品种玉米产量最高，该品种籽实、秸秆中Cd、Pb含量相对较低，其植株地上部对Cd、Pb的吸收富集能力和转运能力也较低。因此，可以筛选出先玉335为既高产且可食部分籽实具有低积累Cd、Pb潜力的夏玉米品种，适宜在华北地区Cd、Pb轻度污染区推广种植。

3.2结论

（1）9个品种玉米产量存在显著品种差异，先玉335产量最高，为12389 kg·hm-2，比其他品种高出32%～93%。

（2）玉米籽实中Cd、Pb存在显著品种差异，其中籽实中Cd含量最低的是先玉335，为0.0044 mg·kg-1；Pb含量最低的是洛玉 803，为 0.0273 mg·kg-1。

（3）根据玉米产量、玉米籽实和秸秆中 Cd、Pb含量、富集系数和转运系数等指标综合评价，可以筛选出先玉335为既高产且可食部分籽实具有低积累Cd、Pb潜力的夏玉米品种，适宜在华北地区Cd、Pb轻度污染区推广种植。

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Variety Difference of Cadmium and Lead Accumulation and Translocation in Summer Maize

SUN Hongxin1, ZHAO Quali2*, XUE Peiying1, YANG Zhengzheng1, YANG Yang1, WANG Qianqian1, LIU Feng3, TANG Tiechao3, LIU Wenju1, SHEN Jiashu3
1. College of Resources and Environmental Sciences, Agricultural University of Hebei, Key Laboratory of Ecological Environment of Farmland in Hebei Province, Baoding 071000, China; 2. The Teaching Experiment Field, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000, China; 3. Hebei Agricultural Environmental Protection Monitoring Stations, Shijiazhuang 050035, China; 4. School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100101, China

With the development of industry and agriculture, the heavy metals pollution problem in soils and crops is increasingly serious, A Field experiment was carried out to study the differences of cadmium and lead accumulation and translocation in 9 cultivars of summer maize in North China, which aimed to screen summer maize cultivars with low accumulation ability of Cd, Pb in the irrigation farmland of the Fu River. There was a significant difference (P＜0.05) in yields, heavy metals (Cd, Pb) concentrations in grains and straws among 9 varieties. Xianyu-335 had the highest yield at 12 389 kg·hm-2, 32% to 93% higher than those of other cultivars; Moreover, Xianyu-335 had the minimum concentrations of Cd in grains at 0.004 4 mg·kg-1, 7% to 45% lower than those of other varieties; Luoyu-803 had the minimum concentrations of Pb in grains at 0.027 3 mg·kg-1, 37% to 50% lower than those of other varieties, and the concentrations of Cd, Pb of grains for all cultivars were less than the Maximum levels of contaminants in foods (GB 2762─2012).Cluster analysis of the heavy metal (Cd, Pb) concentrations in grains and straws shows that the 9 cultivars could be sorted into three groups. Jinong-1, Xianyu-335, Suyu-1 and Weike-702 were Cd, Pb low-accumulation cultivars in the grains and straws. Based on yields, Cd and Pb levels in grains and straws, the Bioaccumulation Factors (BAFs) and the Translocation Factors (TFs) of Cd and Pb from straws to grains, cultivars of Xianyu-335 was selected with high yields and low accumulation of Cd, Pb in summer maize, and should be suitable and extended in farmland contaminated lightly with Cd, Pb in north China.

summer maize; cadmium; lead; accumulation; variety difference

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.12.023

X171.5

A

1674-5906（2015）12-2068-07

河北省高等学校创新团队领军人才培育计划（LJRC016）；国家自然科学基金项目（41471398）

孙洪欣（1990年生），女，黑龙江人，硕士研究生，主要从事土壤环境质量与监控方面研究。E-mail: sunhongxin0303@163.com *孙洪欣和赵全利对本文贡献相同，同为本文第一作者**通信作者。E-mail: liuwj@hebau.edu.cn

2015-09-23

引用格式：孙洪欣, 赵全利, 薛培英, 杨铮铮, 杨阳, 王倩倩, 刘峰, 唐铁朝, 刘文菊, 申嘉澍. 不同夏玉米品种对镉、铅积累与转运的差异性田间研究[J]. 生态环境学报, 2015, 24(12): 2068-2074.