不同种类蔬菜与品种镉积累差异研究

王治宇，周义之，刘明月

（湖南农业大学，长沙，410128）

镉（Cd）是一种银白色的稀有金属，质地柔软、富有延展性、抗腐蚀、耐磨、稍加热易挥发。Cd是毒性最大的重金属元素之一，随着工业化进程加快，大量的工业“三废”排入到农田土壤中，使得大量蔬菜受到了不同程度的污染，且通过直接接触、食物链危及人类的健康与生命[1，2]。目前蔬菜的镉污染已经受到了广泛关注，筛选出低镉积累蔬菜势在必行。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年分春、秋两季顺序进行，共试种9个蔬菜种类的54个不同品种（表1）。试验地点及试验地土壤镉污染背景值见表2。

1.2 试验方法

①试验设计 由于蔬菜的生长受到外界环境（温度、光照、水分等）影响，无法在同一时间段试种所有品种蔬菜，因此选择在同一年份的相同试验田上进行春、秋两季的顺序试验，从而进行有效镉积累量的差异比较。试验于2016年全年分春、秋两季进行，春季于2016年4月下旬至8月进行试验，试种种类有豇豆、辣椒、茄子、黄瓜、丝瓜；秋季于2016年9月下旬至12月进行试验，试种种类有菜薹、小白菜、萝卜、莴笋。试验在三汇农场相同试验田进行，每个种类蔬菜的每个品种设3次重复，将不同试种品种完全随机分布。定植后按照大田常规管理。

②取样 试验田土壤取样，采用对角线法采集20～30 cm深土壤，充分混合，设3次重复，定植前提前采样送至湖南省广电计量检测中心进行测量。采收期，每一个品种随机采集500～1 000 g样品，设3次重复，送至湖南省广电计量检测中心检测。

③检测项目及方法 a.土壤pH值按照NY/T 1377-2007标准进行测定；b.土壤中全镉含量按照GB/T 23739-2009进行测定；c.蔬菜果实中的镉含量按照GB/T 5009.15-2014的方法进行测定。

表1 供试种类与品种

2 结果与分析

2.1 不同种类蔬菜的不同品种间镉积累差异分析

①豇豆 如表3所示，供试的6个豇豆品种中，果实镉含量为0.001 2～0.004 5 mg/kg，明显低于GB 2762-2012中果菜类国家限定标准 （≤0.05 mg/kg）。其中镉含量最高的是901青豇豆，为0.0045mg/kg；其次是早生王（0.003 9 mg/kg）、詹豇 215（0.003 8 mg/kg）、丰产王（0.0037mg/kg）、台湾春秋红（0.0013mg/kg），镉含量最低的品种是长豇101，为0.001 2 mg/kg。

②辣椒 由表3可以看出，试种的6个辣椒品种中，果实镉含量范围在0.028 2～0.039 8 mg/kg，均低于果菜类国家限定标准。其中香辛8号、长辣7号、兴蔬绿燕、星秀镉含量均高于0.030 0 mg/kg，分别为 0.039 8、0.036 6、0.032 6、0.031 8 mg/kg。 湘研15号、兴蔬215镉含量均低于0.030 0 mg/kg，分别为0.028 8、0.028 2 mg/kg。由此可知，镉含量最高的品种为香辛8号，最低的为兴蔬215。

③茄子 由表3可知，试种的6个茄子品种中，果实镉含量在0.080 7～0.148 3 mg/kg，均高于果菜类国家限定标准，存在食用安全隐患。其中秦皇绿茄、早红茄1号镉含量超过0.100 0 mg/kg，超出标准值2倍以上，分别为0.148 3、0.111 3 mg/kg。春秋长茄、圆茄长红、早红茄2号、圆茄1号的镉含量在0.080 0～0.100 0 mg/kg，依次为 0.096 0、0.089 3、0.087 3、0.080 7 mg/kg。可见秦皇绿茄镉含量最高，圆茄1号镉含量最低。

表2 试验地土壤镉污染背景值

表3 春季试种品种镉含量 mg/kg

④黄瓜 由表3可知，试种的6个黄瓜品种中，果实镉含量为0.004 8～0.008 6 mg/kg，均明显低于果菜类国家限定标准。果实镉含量最低的品种是湘研白绿，最高的是蔬研翠玉。

⑤丝瓜 由表3可知，6个试种的丝瓜品种的果实镉含量均明显低于果菜类国家限定标准，含量为0.005 8～0.012 2 mg/kg。果实镉含量最低的品种是早冠丝瓜408，最高的品种是香玉白。

⑥萝卜 由表4可知，试种的6个萝卜品种中，果实镉含量在0.017 0～0.028 3 mg/kg，均低于GB 2762-2012中根菜类国家限定标准（≤0.1 mg/kg）。其中春不老、雪月、精品红帅、德日2号、精选南畔洲5个品种的镉含量较接近，分别为0.017 0、0.019 7、0.020 3、0.021 7、0.023 3 mg/kg；而圆白萝卜的镉含量相对较高为0.028 3 mg/kg。镉积累量最低的品种是春不老，最高的是圆白萝卜。

⑦莴笋 由表4可知，在试种的6个莴笋品种中，果实镉含量在0.057 0～0.077 3 mg/kg，低于国家限定标准。其中新独霸三夏、夏妃、金盘大尖叶间差异不明显，分别为 0.057 0、0.058 7、0.059 3 mg/kg；其次是青箭、精竹节、金正兴，分别为0.064 3、0.074 0、0.077 3 mg/kg。由此可知，在供试的莴笋品种中，镉积累量最低的是新独霸三夏，最高的是金正兴。

⑧菜薹 由表4可知，试种的6个菜薹品种中，可食部位镉含量在0.054 3～0.120 3 mg/kg，均低于GB 2762-2012中叶菜类国家限定标准（≤0.2 mg/kg）。镉含量最高和最低的品种之间相差2倍以上。其中镉含量最低的品种是翠薹4号，为0.054 3 mg/kg，最高的品种是五彩红薹12号，为0.120 3 mg/kg。其他品种镉含量依次是五彩紫薹二号（0.068 0 mg/kg）、五彩红薹二号 （0.077 7 mg/kg）、五彩黄薹一号（0.086 3 mg/kg）、五彩紫薹三号（0.101 0 mg/kg）。

⑨小白菜 由表4可知，在试种的6个小白菜品种中，可食部位镉含量在0.021 0～0.049 7 mg/kg，均低于叶菜类国家限定标准。其中白丽人、湘潭矮脚白镉含量较低，为0.021 0、0.024 0 mg/kg；奶白一号、536小白菜镉含量适中，为0.033 0、0.037 3 mg/kg；而兔子矮脚白、抗佳雪镉含量相对较高，为0.042 3、0.049 7 mg/kg。由此可知，在试种的小白菜品种中，镉积累量最低的品种是白丽人，最高的是抗佳雪。

2.2 不同蔬菜种类之间镉积累差异分析

由图1可知，不同种类蔬菜间的镉积累存在很大差异。各种蔬菜镉含量由低到高依次是：豇豆〈黄瓜〈丝瓜〈萝卜〈辣椒〈小白菜〈莴笋〈菜薹〈茄子。由数据可看出，豇豆、黄瓜、丝瓜3种蔬菜的镉含量较低，均在10 μg/kg以下，种类之间的镉积累量相差约2倍；而萝卜、辣椒、小白菜3种蔬菜的镉含量居中在25.05～36.88 μg/kg，镉积累程度从数值上看是之前3种蔬菜的3～12倍；莴笋、菜薹、茄子的镉含量相对最高，在 65.10～102.15 μg/kg，镉积累程度从数值上看是之前蔬菜种类的2～34倍。镉含量最低的豇豆与镉含量最高的茄子之间相差了34倍之多。

图1 各种类蔬菜镉含量

3 小结

3.1 相同种类不同品种间镉积累差异研究结果

①豇豆 各品种的镉含量均明显低于标准值，在0.001 2～0.004 5 mg/kg。品种间镉含量最低的2个品种与其他品种差异显著。其中镉含量最低的是长豇101，最高的是901青豇豆。

②辣椒 各品种间的镉含量均接近标准值，在0.028 2～0.039 8 mg/kg。除镉含量最低的兴蔬215与最高的香辛8号之间存在显著差异，其他各品种间差异不显著。

③茄子 各个品种的镉含量均超出标准值，镉含量最低的圆茄1号是标准值的1.6倍，最高的秦皇绿茄是标准值的3倍左右。品种间镉含量存在差异，其中秦皇绿茄与其他品种间均存在显著差异；除早红茄1号外，其他品种间均无显著差异。因此在镉污染菜地上种植茄子存在一定的食品安全隐患。

④黄瓜 各品种的镉含量均明显低于标准值，在0.004 8～0.008 6 mg/kg。除镉含量较高的蔬研翠玉、浏阳白黄瓜与其他品种均存在显著差异，其他品种间镉积累无显著差异。其中镉含量最低的是湘研白绿，最高的是疏研翠玉。

⑤丝瓜 各品种的镉含量均低于标准值，在0.005 8～0.012 2 mg/kg。镉含量最低的是早冠丝瓜408，与其他品种间均存在显著差异，和镉含量最高的香玉白相差2倍。

⑥萝卜 各品种的镉含量均低于标准值，在0.017 0～0.028 3 mg/kg。品种间除了镉含量最低和最高的2个品种间差异显著外，其他品种间镉积累量无显著差异。其中镉含量最低的是春不老，最高的是圆白萝卜。

⑦莴笋 各品种的镉含量均低于标准值，在0.057 0～0.077 3 mg/kg。镉含量最高的金正兴与新独霸三夏、夏妃、金盘大尖叶3个品种分别存在显著差异。其中镉含量最低的是新独霸三夏。

⑧菜薹 各品种的镉含量均低于标准值，在0.054 3～0.120 3 mg/kg。各品种间镉积累量均存在显著差异，镉含量最低品种（翠薹4号）与最高品种（五彩红薹二号）之间相差2倍。

⑨小白菜 各品种的镉含量均低于标准值，在0.021 0～0.049 7 mg/kg。除了镉含量较低的白丽人和湘潭矮脚白与其他品种间分别存在显著差异外，其他品种间镉积累量差异不显著。其中镉含量最低的是白丽人，最高的是抗佳雪。

3.2 不同蔬菜种类之间镉积累差异研究结果

不同蔬菜种类之间镉积累存在较大差异，其中豇豆、丝瓜、黄瓜3种蔬菜的镉积累量较低，萝卜、辣椒、小白菜的镉积累量适中，莴笋、菜薹、茄子的镉积累量较大。试验结果表明，不同蔬菜种类间的镉积累基本符合果菜类〈根菜类〈叶菜类的结论，但由于不同蔬菜的生长周期、特性、结果周期不同，导致不同蔬菜的镉积累量存在差异，如茄子（茄果类蔬菜）的镉积累量是所有试验种类中最高的。而萝卜（根菜类）的镉积累量并不高。其根本原因有待进一步对其镉积累机理进行研究。

4 讨论

由于植物的遗传背景不同，不同基因型之间表现出的差异很大。很多研究表明不同品种蔬菜镉积累存在差异的关键因素就是基因型存在差异。胡文友等[3]对设施蔬菜中镉和汞的人体摄入风险为叶菜＞根茎＞茄果。本试验结果与之基本相同，但探究蔬菜镉积累与人体摄入之间的联系有待进一步研究。此外，同一品种不同基因型是导致植物镉积累差异的另一关键因素。李德明等[4]通过大田试验对87个白菜品种镉积累进行比较，发现春夏季白菜镉积累高于其他两季，且不同基因型间镉积累差异很大。

蔬菜根据其科属、可食部位、生长习惯进行很多不同的分类，因此不同品种蔬菜对镉积累的差异也可能会因其生理特性等条件存在差异。如在本试验中，茄子（茄果类蔬菜）是镉积累量最大的蔬菜，其原因可能是茄子的果实形成时间较长且茄子的果肉吸附能力较强造成。在相同分类的情况下，不同种类蔬菜间镉积累量表现出差异，其原因可能是镉元素在植株体内的分布不同。因此，不同种类蔬菜不同部位的镉分布规律有待进一步研究。此外，本试验是针对相同镉背景浓度下蔬菜镉积累情况的研究，不同背景浓度下蔬菜对镉积累的规律同样是今后研究的主要内容。

[1]罗强，任永波，郑传刚.土壤重金属污染及防治措施[J].世界科技研究与发展，2004，26（2）：42-46.

[2]王向健，郑玉峰，赫冬青.重金属污染土壤修复技术现状与展望[J].环境保护科学，2004，122（30）：48-49.

[3]胡文友，黄标，马宏卫，等.南方典型设施蔬菜生产系统镉和汞积累的健康风险[J].土壤学报，2014，51（5）：1 045-1 055.

[4]李德明，朱祝军，钱琼秋.白菜镉积累基因型差异研究[J].园艺学报，2004，31（1）：97-98.