鎘低累積小白菜品種篩選研究

李嘉倫+戴佩彬+杜姍姍

摘要：通過(guò)水培試驗(yàn)研究不同鎘（Cd）濃度處理下10個(gè)品種小白菜的生長(zhǎng)發(fā)育及Cd累積情況。結(jié)果表明：青優(yōu)4號(hào)及四季青對(duì)Cd的反應(yīng)較為敏感，生物量下降較為明顯，蘇州青、矮腳大頭青、杭州油冬兒、上海五月慢及南匯矮腳菜與對(duì)照相比生物量下降不明顯；蘇州青、矮腳大頭青、上海五月慢、嘉興矮腳菜地上部Cd含量較高（大于7.00 mg/kg），而青優(yōu)4號(hào)及杭州油冬兒地上部Cd含量較低（小于3.00 mg/kg）。綜合評(píng)價(jià)，杭州油冬兒在不同濃度Cd處理下生物量下降較少，且地上部Cd含量、根部Cd含量及Cd總累積量均處于較低水平，相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較低。

關(guān)鍵詞：小白菜；鎘；低累積；篩選

中圖分類號(hào)：S634.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）08-0001-03

我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染境況堪憂，給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展乃至人類健康帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀，耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%，2.8%，1.8%和1.1%，主要污染物包括Cd，Ni，Cu，As，Hg，Pb等重金屬，以Cd最為突出。農(nóng)田土壤的Cd污染對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全產(chǎn)生了較大威脅。農(nóng)作物不同品種間的Cd吸收累積能力差異較大，通過(guò)品種篩選，選擇低累積農(nóng)作物進(jìn)行推廣種植，有利于保障農(nóng)產(chǎn)品安全。小白菜是我國(guó)居民日常食用的蔬菜之一，其生長(zhǎng)速率較快、品種眾多，可作為農(nóng)作物Cd低累積品種篩選的典型作物，而目前關(guān)于不同品種小白菜對(duì)Cd 吸收和累積的報(bào)道較少。因此，本研究利用室內(nèi)水培模擬試驗(yàn)，對(duì)不同品種的小白菜進(jìn)行低累積品種快速篩選，從而為建立中輕度Cd污染農(nóng)田土壤的低累積農(nóng)作物品種篩選方法提供參考，為重金屬污染農(nóng)田土壤的安全利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用10個(gè)小白菜品種（名稱與編號(hào)見(jiàn)表1）；營(yíng)養(yǎng)液采用1/2霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液配方；Cd源為CdCl2。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 水培試驗(yàn) 分別取10個(gè)小白菜品種飽滿程度一致的種子，用1% NaClO消毒20 min，用蒸餾水清洗干凈并浸泡2 h，將充分浸泡的小白菜種子置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)催芽。選取露白的種子置于含有營(yíng)養(yǎng)土的穴盤上培養(yǎng)，每穴1株。14 d后挑選長(zhǎng)勢(shì)一致的白菜幼苗，從穴盤移栽至含有1/2霍格蘭培養(yǎng)液的PVC盆中預(yù)培養(yǎng)，移栽前用蒸餾水將根部沖洗干凈。預(yù)培養(yǎng)2 d后進(jìn)行試驗(yàn)處理。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為含有0，2.5，5.0 μmol/L Cd2+的1/2霍格蘭培養(yǎng)液，3次重復(fù)。于收獲期分別測(cè)定地上部生物量、地上部和根部的Cd含量。

1.2.2 地上部生物量的測(cè)定 于收獲期將小白菜從營(yíng)養(yǎng)液中移出，用蒸餾水沖洗干凈。用吸水紙吸干小白菜地上部分表面的水分，鮮樣稱質(zhì)量。

1.2.3 Cd含量的測(cè)定 將小白菜各部分鮮樣干燥粉碎后過(guò)2.5 mm篩，準(zhǔn)確稱取各品種小白菜地上部和根部粉碎樣品0. 300 g，采用濃硝酸∶高氯酸（5∶1）濕法消解，利用火焰原子吸收光譜儀（AAS，MKII M6，Thermo Electron，USA）測(cè)定其中Cd含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2010和DPS 6.85軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)小白菜地上部生物量的影響

不同Cd濃度處理下各品種小白菜間生物量的差異如圖1所示。

由圖1可以看出：同一品種小白菜的生物量抑制率隨Cd處理濃度的增大而提高。同一濃度下，品種3（青優(yōu)4號(hào)）及品種6（四季青）的生物量下降較為明顯（p<0.05），表明這2種小白菜對(duì)Cd的反應(yīng)較為敏感。在5 μmol/L Cd處理下，品種1（蘇州青）、品種5（矮腳大頭青）、品種7（杭州油冬兒）、品種8（上海五月慢）、品種9（南匯矮腳菜）的生物量與對(duì)照相比，抑制率不超過(guò)4%（p>0.05），表明這幾種小白菜耐Cd的能力較強(qiáng)。不同濃度Cd處理對(duì)不同品種小白菜生物量的影響各不相同，這與之前的研究類似。

2.2 不同處理對(duì)小白菜地上部Cd含量的影響

不同Cd濃度處理下各品種小白菜地上部的Cd含量情況如圖2所示。

由圖2可以看出：同品種小白菜地上部Cd含量隨Cd處理濃度的增大而增加，但地上部Cd含量的增加率小于Cd處理濃度的增大率。在5 μmol/L Cd處理下，10種小白菜的地上部Cd含量為2.37～8.23 mg/kg。品種1（蘇州青）、品種5（矮腳大頭青）、品種8（上海五月慢）、品種10（嘉興矮腳菜）的地上部Cd含量較高，達(dá)7.00 mg/kg以上，因此不推薦在Cd污染土壤中種植；而品種3（青優(yōu)4號(hào)）、品種7（杭州油冬兒）的地上部Cd含量雖然較低，不足3.00 mg/kg，但仍然高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2012）的0.20 mg/kg，說(shuō)明小白菜為Cd易累積蔬菜，青優(yōu)4號(hào)和杭州油冬兒為其中相對(duì)Cd累積風(fēng)險(xiǎn)較低的品種。

2.3 不同處理對(duì)小白菜根部Cd含量的影響

不同Cd濃度處理下各品種小白菜根部的Cd含量情況如圖3所示。

由圖3可以看出：同品種小白菜根部Cd含量隨Cd處理濃度的增大而增加，與地上部Cd含量的變化趨勢(shì)相同。在5 μmol/L Cd處理下，品種1（蘇州青）、品種5（矮腳大頭青）、品種8（上海五月慢）、品種10（嘉興矮腳菜）的根部Cd含量較高，其中品種8（上海五月慢）根部Cd含量高達(dá)9.00 mg/kg以上，而品種3（青優(yōu)4號(hào)）、品種7（杭州油冬兒）的根部Cd含量較低?？梢?jiàn)，不同品種小白菜根部Cd含量與地上部相關(guān)性較大，這與劉志華等人的研究結(jié)果相似。

2.4 不同處理對(duì)小白菜Cd總累積量的影響

不同Cd濃度處理下各品種小白菜的Cd總累積量情況如圖4所示。

由圖4可以看出：不同品種小白菜在Cd總累積量上存在差異。不同Cd濃度下，同品種小白菜Cd總累積量隨Cd處理濃度的增大而增加。在5 μmol/L Cd處理下，品種1（蘇州青）、品種5（矮腳大頭青）、品種8（上海五月慢）對(duì)Cd的吸收能力較強(qiáng)，Cd累積量高達(dá)16.00 mg/kg以上，而品種7（杭州油冬兒）的Cd累積量較低，為5.71 mg/kg。

3 結(jié)論

由試驗(yàn)結(jié)果可知，不同濃度Cd處理下，不同品種小白菜的生物量及Cd積累能力存在明顯差異。其中，品種7（杭州油冬兒）的生物量抑制率較小，且地上部Cd含量、根部Cd含量及Cd總累積量均處于較低水平，相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較低。本研究可為后續(xù)Cd低累積農(nóng)作物的篩選培育提供參考。

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