镉低累积小白菜品种筛选研究

李嘉伦+戴佩彬+杜姗姗

摘要：通过水培试验研究不同镉（Cd）浓度处理下10个品种小白菜的生长发育及Cd累积情况。结果表明：青优4号及四季青对Cd的反应较为敏感，生物量下降较为明显，苏州青、矮脚大头青、杭州油冬儿、上海五月慢及南汇矮脚菜与对照相比生物量下降不明显；苏州青、矮脚大头青、上海五月慢、嘉兴矮脚菜地上部Cd含量较高（大于7.00 mg/kg），而青优4号及杭州油冬儿地上部Cd含量较低（小于3.00 mg/kg）。综合评价，杭州油冬儿在不同浓度Cd处理下生物量下降较少，且地上部Cd含量、根部Cd含量及Cd总累积量均处于较低水平，相对风险较低。

关键词：小白菜；镉；低累积；筛选

中图分类号：S634.3 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）08-0001-03

我国农田土壤重金属污染境况堪忧，给农产品质量安全、农业可持续发展乃至人类健康带来了严峻挑战。据《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，耕地土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%，2.8%，1.8%和1.1%，主要污染物包括Cd，Ni，Cu，As，Hg，Pb等重金属，以Cd最为突出。农田土壤的Cd污染对农产品安全产生了较大威胁。农作物不同品种间的Cd吸收累积能力差异较大，通过品种筛选，选择低累积农作物进行推广种植，有利于保障农产品安全。小白菜是我国居民日常食用的蔬菜之一，其生长速率较快、品种众多，可作为农作物Cd低累积品种筛选的典型作物，而目前关于不同品种小白菜对Cd 吸收和累积的报道较少。因此，本研究利用室内水培模拟试验，对不同品种的小白菜进行低累积品种快速筛选，从而为建立中轻度Cd污染农田土壤的低累积农作物品种筛选方法提供参考，为重金属污染农田土壤的安全利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用10个小白菜品种（名称与编号见表1）；营养液采用1/2霍格兰营养液配方；Cd源为CdCl2。

1.2 试验方法

1.2.1 水培试验 分别取10个小白菜品种饱满程度一致的种子，用1% NaClO消毒20 min，用蒸馏水清洗干净并浸泡2 h，将充分浸泡的小白菜种子置于25 ℃恒温培养箱内催芽。选取露白的种子置于含有营养土的穴盘上培养，每穴1株。14 d后挑选长势一致的白菜幼苗，从穴盘移栽至含有1/2霍格兰培养液的PVC盆中预培养，移栽前用蒸馏水将根部冲洗干净。预培养2 d后进行试验处理。试验设3个处理，分别为含有0，2.5，5.0 μmol/L Cd2+的1/2霍格兰培养液，3次重复。于收获期分别测定地上部生物量、地上部和根部的Cd含量。

1.2.2 地上部生物量的测定 于收获期将小白菜从营养液中移出，用蒸馏水冲洗干净。用吸水纸吸干小白菜地上部分表面的水分，鲜样称质量。

1.2.3 Cd含量的测定 将小白菜各部分鲜样干燥粉碎后过2.5 mm筛，准确称取各品种小白菜地上部和根部粉碎样品0. 300 g，采用浓硝酸∶高氯酸（5∶1）湿法消解，利用火焰原子吸收光谱仪（AAS，MKII M6，Thermo Electron，USA）测定其中Cd含量。

1.3 数据分析

利用Microsoft Excel 2010和DPS 6.85软件对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对小白菜地上部生物量的影响

不同Cd浓度处理下各品种小白菜间生物量的差异如图1所示。

由圖1可以看出：同一品种小白菜的生物量抑制率随Cd处理浓度的增大而提高。同一浓度下，品种3（青优4号）及品种6（四季青）的生物量下降较为明显（p<0.05），表明这2种小白菜对Cd的反应较为敏感。在5 μmol/L Cd处理下，品种1（苏州青）、品种5（矮脚大头青）、品种7（杭州油冬儿）、品种8（上海五月慢）、品种9（南汇矮脚菜）的生物量与对照相比，抑制率不超过4%（p>0.05），表明这几种小白菜耐Cd的能力较强。不同浓度Cd处理对不同品种小白菜生物量的影响各不相同，这与之前的研究类似。

2.2 不同处理对小白菜地上部Cd含量的影响

不同Cd浓度处理下各品种小白菜地上部的Cd含量情况如图2所示。

由图2可以看出：同品种小白菜地上部Cd含量随Cd处理浓度的增大而增加，但地上部Cd含量的增加率小于Cd处理浓度的增大率。在5 μmol/L Cd处理下，10种小白菜的地上部Cd含量为2.37～8.23 mg/kg。品种1（苏州青）、品种5（矮脚大头青）、品种8（上海五月慢）、品种10（嘉兴矮脚菜）的地上部Cd含量较高，达7.00 mg/kg以上，因此不推荐在Cd污染土壤中种植；而品种3（青优4号）、品种7（杭州油冬儿）的地上部Cd含量虽然较低，不足3.00 mg/kg，但仍然高于国家标准（GB 2762—2012）的0.20 mg/kg，说明小白菜为Cd易累积蔬菜，青优4号和杭州油冬儿为其中相对Cd累积风险较低的品种。

2.3 不同处理对小白菜根部Cd含量的影响

不同Cd浓度处理下各品种小白菜根部的Cd含量情况如图3所示。

由图3可以看出：同品种小白菜根部Cd含量随Cd处理浓度的增大而增加，与地上部Cd含量的变化趋势相同。在5 μmol/L Cd处理下，品种1（苏州青）、品种5（矮脚大头青）、品种8（上海五月慢）、品种10（嘉兴矮脚菜）的根部Cd含量较高，其中品种8（上海五月慢）根部Cd含量高达9.00 mg/kg以上，而品种3（青优4号）、品种7（杭州油冬儿）的根部Cd含量较低。可见，不同品种小白菜根部Cd含量与地上部相关性较大，这与刘志华等人的研究结果相似。

2.4 不同处理对小白菜Cd总累积量的影响

不同Cd浓度处理下各品种小白菜的Cd总累积量情况如图4所示。

由图4可以看出：不同品种小白菜在Cd总累积量上存在差异。不同Cd浓度下，同品种小白菜Cd总累积量随Cd处理浓度的增大而增加。在5 μmol/L Cd处理下，品种1（苏州青）、品种5（矮脚大头青）、品种8（上海五月慢）对Cd的吸收能力较强，Cd累积量高达16.00 mg/kg以上，而品种7（杭州油冬儿）的Cd累积量较低，为5.71 mg/kg。

3 结论

由试验结果可知，不同浓度Cd处理下，不同品种小白菜的生物量及Cd积累能力存在明显差异。其中，品种7（杭州油冬儿）的生物量抑制率较小，且地上部Cd含量、根部Cd含量及Cd总累积量均处于较低水平，相对风险较低。本研究可为后续Cd低累积农作物的筛选培育提供参考。

参考文献

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