陳 征， 宋鵬飛， 朱金峰， 黃五星， 許自成*， 馬一瓊

1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，鄭州 450002;

2.紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，云南玉溪 653100;

3.河南省煙草公司漯河市公司，河南漯河 462000

鎘(Cd)是一種對(duì)人體非必需且毒性較大的重金屬元素，由于其對(duì)人體和環(huán)境具有較大的毒害性，一直備受人們的關(guān)注，是美國環(huán)境保護(hù)局重點(diǎn)監(jiān)控的金屬元素之一，并作為煙草有害成分列入 Hoffmann 名單中［1］。研究表明［2，3］，鎘進(jìn)入人體后主要分布在肝臟和腎臟，鎘在人體內(nèi)的半衰期長達(dá)10～30年之久，當(dāng)人體內(nèi)的鎘含量積累至一定程度時(shí)會(huì)引發(fā)多種疾病，對(duì)免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)均有極大危害性，甚至導(dǎo)致基因錯(cuò)亂和癌變［3］。近年來，各種重金屬向環(huán)境中的排放態(tài)勢(shì)逐年加劇，其中有關(guān)鎘污染的問題受到了社會(huì)各界人士的重視。

煙草是我國最重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是富鎘作物，吸煙已成為鎘進(jìn)入人體的主要途徑之一。我國在《食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)》［4］中明確規(guī)定了各類食品的鎘限量值，但有關(guān)煙草制品卻未涉及。另外，鎘元素的沸點(diǎn)相對(duì)于其他金屬元素較低，在抽吸卷煙的過程中，鎘在煙氣中的遷移率則相應(yīng)較高。Malgorzata等［5］檢測(cè)到有33%的鎘元素在卷煙燃燒時(shí)進(jìn)入煙氣，且煙氣鎘含量與卷煙中鎘的總量呈顯著正相關(guān)，而其他重金屬在煙氣中的遷移率相對(duì)較低，如鉛的轉(zhuǎn)移率只有11%，吸煙導(dǎo)致人體內(nèi)鎘積累量明顯高于卷煙中其他重金屬元素。對(duì)國內(nèi)多種品牌卷煙主流煙氣的微量元素含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，鎘元素的平均轉(zhuǎn)移率達(dá)10%，而銅、鎳、砷等其他元素還不足1%［6］。基于此，有關(guān)煙草鎘的富集規(guī)律及防控措施研究逐漸成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，并受到煙草企業(yè)和相關(guān)部門高度重視。本文就近年來有關(guān)煙草鎘研究所取得的成果進(jìn)行了綜述，以期為煙草控鎘提供參考。

1 煙草中重金屬鎘的含量

重金屬對(duì)煙草的影響主要取決于其濃度和種類，低濃度鎘對(duì)煙草并無損害作用，反而有刺激其生長發(fā)育的效果，較高濃度的鎘則不利于其發(fā)育過程，損害煙葉的品質(zhì)和安全性。

1.1 煙草中鎘的來源

煙草中鎘的來源可歸納為2類:一是由根部吸收土壤中的鎘進(jìn)入煙株體內(nèi)，二是由煙葉表面吸入大氣沉降的部分鎘。一般認(rèn)為，煙葉中的鎘含量主要來自于植煙土壤，煙葉中鎘含量與土壤中鎘含量及其有效態(tài)含量的正相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平，一旦植煙土壤受到鎘污染，煙葉中鎘含量明顯增加［7］。隨著研究的深入，大氣環(huán)境中的鎘也引起了部分學(xué)者的關(guān)注，Stephens和 Miele等［8，9］認(rèn)為煙葉中的鎘主要來自于大氣環(huán)境的沉降，夏季降雨可能還對(duì)大氣和中上部葉中的鎘有沖洗作用。盡管前人研究結(jié)論不完全一致，但這些結(jié)論均表明，大氣沉降也是影響煙葉中鎘積累的重要因子。

1.2 不同煙草品種間鎘含量的差異

前人研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于鎘的吸收多數(shù)作物在品種間存在著一定差異，但涉及煙草此方面的研究尚未得到完全統(tǒng)一的結(jié)論。例如Delpano［10］比較了不同品種煙草的鎘含量，認(rèn)為煙葉鎘含量在品種間存在顯著差異，但Miele等［9］卻認(rèn)為大多情況下煙葉鎘含量在不同品種間的差異并不明顯。國內(nèi)學(xué)者張艷玲［11］選用了我國主推烤煙品種中的K326、云煙87、云煙85和中煙100進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，這些品種對(duì)煙葉中鎘含量的影響表現(xiàn)一致，處理之間無顯著差異。但石杰等［12］的品種比較試驗(yàn)結(jié)果卻顯示，云煙87中的煙葉鎘含量明顯低于K326。基于此，鎘在不同煙草品種間的含量差異尚缺乏權(quán)威認(rèn)證，有待深入研究。

1.3 不同煙草類型間鎘含量的差異

鎘含量在不同類型煙草間也存在一定程度的差異。如Tsotsolis等［13］將香料煙和烤煙兩種煙草類型進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)香料煙對(duì)鎘的富集量比烤煙低。同時(shí)，白肋煙與烤煙對(duì)于鎘的吸收也存在差異，石杰等［12］對(duì)我國五大煙區(qū)煙葉重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)得知，同一地區(qū)中白肋煙的鎘含量均明顯高于烤煙。另外，不同煙草類型對(duì)鎘的吸收在不同生長時(shí)期也表現(xiàn)出差異。張仕祥等［14］采用盆栽試驗(yàn)研究了烤煙和白肋煙的鎘含量差異，發(fā)現(xiàn)未施加外源鎘時(shí)，從團(tuán)棵期至初花期白肋煙與烤煙中的鎘含量均持續(xù)降低，而到盛花期又升高;施加外源鎘后，相比于烤煙，白肋煙中鎘含量變化更為復(fù)雜，先是從團(tuán)棵期到旺長后期持續(xù)升高，而后至初花期鎘含量反而下降，煙株初花期到盛花期間含量又升高，鎘含量的變化呈現(xiàn)出波浪狀的變化趨勢(shì)。

1.4 不同地域環(huán)境間鎘含量的差異

煙葉鎘含量在不同地域環(huán)境間也表現(xiàn)出明顯差異。有研究報(bào)道［11，15］，在我國不同產(chǎn)區(qū)間，煙葉鎘含量的差異最高可達(dá)10倍以上，如煙葉含鎘量在個(gè)別煙區(qū)接近5 mg/kg，但另一些煙區(qū)煙葉鎘含量還不足0.5 mg/kg;并且我國南方煙葉鎘含量及其變異幅度明顯高于北方，這可能是由于南方酸性土壤環(huán)境使得煙株可吸收的有效態(tài)鎘含量較多，說明不同產(chǎn)區(qū)之間烤煙鎘含量存在顯著差異，地域環(huán)境是影響煙葉重金屬含量的重要因素。同時(shí)，這種鎘含量地域差異還存在于更大范圍內(nèi)，不同產(chǎn)煙國家的煙葉鎘含量也存在較大差異。

2 煙草鎘的富集及其影響因素

2.1 煙草對(duì)鎘的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)

煙草對(duì)鎘元素的吸收能力十分突出，以烤煙為例，烤煙對(duì)鎘的富集系數(shù)可達(dá)到5～10，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他重金屬元素。雖然煙草鎘的富集機(jī)理仍在研究中，但現(xiàn)有成果證實(shí)［16］，根系是影響煙株對(duì)鎘吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)的首要因素，其中根際反應(yīng)就明顯影響了煙株對(duì)于鎘元素的吸收。據(jù)Mench等［17］報(bào)道，水培條件下煙草根系分泌物可以顯著提高鎘元素在土壤中的溶解性，從而促進(jìn)煙株對(duì)鎘的吸收富集。土壤中的鎘由根部進(jìn)入煙株后，有一部分被儲(chǔ)存在根部，另一部分鎘被轉(zhuǎn)運(yùn)至莖、葉等部位。進(jìn)入根毛表皮后的鎘元素先由共質(zhì)體或質(zhì)外體運(yùn)輸進(jìn)行木質(zhì)部裝載，隨后由木質(zhì)部轉(zhuǎn)運(yùn)至地上部各個(gè)器官，鎘在木質(zhì)部中的轉(zhuǎn)運(yùn)十分迅速，將黃花煙草置于40 μmol/L鎘溶液中培養(yǎng)，3 h后便可測(cè)定到煙葉鎘含量顯著增加［18，19］。

2.2 鎘在煙株體內(nèi)的累積分布

國內(nèi)外煙草學(xué)者對(duì)重金屬鎘在煙株中的分布特征做了大量研究工作。不同煙草類型對(duì)鎘的積累分布存在明顯差異，普通煙草的鎘主要儲(chǔ)存在葉片和根部，而黃花煙所吸收的鎘主要被儲(chǔ)存在根系，這可能是其特殊的根系形態(tài)所決定的［20］。根系所吸收的鎘向煙株地上部的轉(zhuǎn)移能力很強(qiáng)，由此造成了鎘元素在不同器官中的分布存在差異，前人關(guān)于鎘元素在煙株各器官中的分配情況存在著不同說法，一般認(rèn)同葉＞莖＞根這一分布趨勢(shì)，但有說法與該觀點(diǎn)相悖，認(rèn)為鎘在各器官中的累積表現(xiàn)應(yīng)為葉或莖＞根＞種子［21］?；诖?，當(dāng)煙株遭受重金屬鎘污染時(shí)，各個(gè)器官表現(xiàn)的受污程度是存在差異的，葉部比其他器官表現(xiàn)出更強(qiáng)的耐鎘能力。

一般認(rèn)為，鎘在煙株不同葉位間的分布表現(xiàn)為下部葉＞中、上部葉。黃鸝等［22］采用盆栽對(duì)添加外源鎘和對(duì)照2個(gè)處理進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)下部葉鎘含量分別比上部和中部葉高出13%和10%，當(dāng)向土壤中施加6 mg/kg鎘后，檢測(cè)出下部葉鎘含量分別比上部和中部葉高出129%和130%。吳玉萍等［21］也有相似的報(bào)道，鎘在各葉位間的累積量表現(xiàn)出下部葉＞中部葉＞上部葉的明顯差異，且處理間的差異均達(dá)到極顯著水平。

鎘元素在葉片中的富集也存在一定程度差異。據(jù)報(bào)道，鎘在普通煙草葉片中下部與中上部均有一定的富集效應(yīng)，但其在葉片其他部分幾乎呈現(xiàn)均勻分布;同時(shí)葉脈和葉片中的鎘含量也有一定差異，據(jù)檢測(cè)，葉脈中的鎘含量低于葉片，且側(cè)脈中的鎘含量低于主脈［16］。在大田環(huán)境下的試驗(yàn)也得出了同樣的結(jié)論，未添加外源鎘時(shí)，烤煙葉片和葉脈中鎘含量起初分別穩(wěn)定在3.18 mg/kg和2.24 mg/kg的水平，而在施入富鎘污泥后，葉片和葉脈中鎘含量則分別升至 67.4 mg/kg和36.3 mg/kg［23］。

2.3 影響煙草鎘富集的主要因素

2.3.1 土壤因素 土壤因素對(duì)煙葉中鎘的積累有著明顯影響，煙葉鎘含量在不同土壤環(huán)境間存在顯著差異，這是由土壤性質(zhì)差異所造成的。土壤理化性質(zhì)可顯著影響煙葉對(duì)鎘的吸收積累，是影響煙株對(duì)鎘富集的首要因素［24］。研究認(rèn)為，不同pH的土壤中煙葉鎘含量存在顯著差異，煙葉鎘含量與土壤pH呈高度負(fù)相關(guān)，提高土壤pH可有效抑制煙草對(duì)鎘的吸收［25］。腐殖酸可以降低土壤pH，據(jù)報(bào)道，向受鎘污染的土壤中施加外源腐殖酸后，土壤中有效態(tài)鎘含量雖未增加，但煙葉中鎘含量從 30 mg/kg 升至 39 mg/kg［26］。

除土壤pH外，煙草對(duì)鎘的富集還受土壤粘粒和有機(jī)質(zhì)含量的影響［27］。黃爽［28］選取了我國4種典型土壤(潮土、黑土、內(nèi)蒙土和紅壤)為試驗(yàn)樣本，分析了土壤粘粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有機(jī)質(zhì)等理化性質(zhì)對(duì)煙葉中鎘含量的影響，結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)煙草鎘富集有顯著負(fù)作用，而土壤粘粒對(duì)鎘的吸附作用還受粘粒礦物類型的影響。尚志強(qiáng)等［29］通過比較不同土壤類型對(duì)煙草鎘含量的影響發(fā)現(xiàn)，未添加外源鎘時(shí)，根部鎘含量差異表現(xiàn)為紅壤土＞水稻土＞紫色土，而煙莖中則為紫色土＞水稻土＞紅壤土;進(jìn)行施鎘處理后，發(fā)現(xiàn)煙株鎘含量表現(xiàn)為水稻土＞紫色土＞紅壤土。

2.3.2 施肥因素 國內(nèi)外研究均表明，人工施肥可顯著影響煙草對(duì)重金屬的吸收和積累，其中有關(guān)施加磷肥對(duì)煙葉鎘含量影響的報(bào)道最多。最早的研究認(rèn)為，施磷肥和不施磷肥2個(gè)處理對(duì)煙葉鎘含量影響并無顯著差異。但Semu等［30］采用小區(qū)試驗(yàn)研究了不同用量磷肥對(duì)煙株鎘含量的影響，發(fā)現(xiàn)高磷處理煙葉鎘積累量明顯高于低磷處理煙葉，處理間差異達(dá)到顯著水平。Miele等［31］認(rèn)為，若磷肥施入量控制在160 kg/hm2內(nèi)，對(duì)煙葉鎘含量影響甚微。隨著土壤中施磷量的增加，煙草中的鎘含量呈先降后升的趨勢(shì)［32］，這說明高濃度磷肥的施入量與煙葉鎘含量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。盡管前人結(jié)論不完全一致，但初步明確磷肥影響煙草鎘吸收不僅與磷肥中存在較多鎘有關(guān)，還可能與土壤中磷鎘間的交互作用相關(guān)。

除磷肥外，其他肥料也會(huì)對(duì)煙葉鎘積累產(chǎn)生較大影響。據(jù)張曉海［33］報(bào)道，施氮肥與煙葉鎘含量增加存在正相關(guān)關(guān)系，隨著施氮量的增加，煙葉中的鎘含量顯著升高。陳朝陽等［34］發(fā)現(xiàn)向大田土壤中施入雞糞有機(jī)肥能夠?qū)煵萱k的富集產(chǎn)生抑制作用。有關(guān)施肥產(chǎn)生的降鎘效應(yīng)有很多報(bào)道，通過施用鈣肥和鋅肥以及硅肥均可有效抑制煙草對(duì)鎘的吸收，進(jìn)而降低煙葉的鎘含量［35］。其施肥降鎘機(jī)理可能是由于這些肥料增強(qiáng)了土壤對(duì)鎘的固定效果。

2.3.3 其他因素 除上述兩因素外，影響煙草吸收鎘的因素還有氣候因素和土壤重金屬間的相互作用等。張艷玲［11］對(duì)不同省份煙葉樣品分析發(fā)現(xiàn)，煙葉中鎘含量在不同年份間存在較大差異，并且這種變化與環(huán)境變化一致，這說明氣候因素也是影響煙草鎘富集的一大因素。另外，鋅、鐵、鈣、鉛等金屬元素均能影響煙草對(duì)鎘的吸收，且不同元素對(duì)其影響表現(xiàn)不一。以鋅元素為例，隨著施入鋅濃度的提高，煙葉中的鎘含量明顯上升，這說明鋅和鎘之間表現(xiàn)出一種協(xié)同效應(yīng)［36］。但有些金屬離子與鎘共存時(shí)卻表現(xiàn)出拮抗效應(yīng)，Choit等［37］將煙草幼苗置于配比濃度為0.2 mmol/L的含鎘營養(yǎng)液中進(jìn)行處理，煙苗受到脅迫后生長被抑制，而添加外源氯化鈣后明顯緩解了該癥狀，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這可能是由于鈣形成碳酸鈣晶體將鎘包埋在其中，而后由腺毛排出體外。

3 煙草鎘的防控措施

煙草中的鎘大多來源于煙葉生產(chǎn)過程，采用工藝加工方式難以有效去除，鑒于此，運(yùn)用農(nóng)業(yè)手段降低煙葉鎘含量已成為煙草減害研究的熱點(diǎn)［38，39］。三十多年來，國內(nèi)外大批學(xué)者針對(duì)此方向進(jìn)行了大量研究，對(duì)煙草控鎘方法進(jìn)行了探索挖掘，集成和推廣了一些富有成效的煙草降鎘技術(shù)。

3.1 控制污染源

從源頭控制煙草鎘污染，主要是加大對(duì)煙草專用肥、有機(jī)肥等常用肥料的重金屬含量監(jiān)測(cè)力度，合理控制農(nóng)藥施用量，為降低煙葉鎘殘留奠定基礎(chǔ)。磷肥和天然硫酸鉀鎂肥中的鎘含量相對(duì)較高，施用后會(huì)導(dǎo)致土壤中的鎘含量升高，其中磷肥對(duì)鎘含量增加的貢獻(xiàn)率可達(dá)50%以上［32］。所以，有必要加強(qiáng)對(duì)煙草肥料中重金屬含量的監(jiān)管。除土壤外，大氣環(huán)境沉降也是鎘的主要來源之一。但目前煙田中大氣鎘沉降數(shù)據(jù)缺乏，據(jù)預(yù)測(cè)煙田大氣鎘沉降值低于農(nóng)田，可能是由于煙田多在空氣質(zhì)量較好的丘陵地區(qū)。據(jù)Stephens報(bào)道［40］，即使在低沉降情況下，煙田鎘輸入的重要途徑仍是大氣沉降(67.8%)和施肥(23%)。因此，低鎘沉降對(duì)于降低土壤煙草系統(tǒng)鎘積累的作用不容忽視。

3.2 調(diào)整農(nóng)藝措施

合理的農(nóng)藝措施(如地膜覆蓋、打頂、套種等)也可有效降低煙草鎘含量。陳慶園［41，42］認(rèn)為初花打頂可明顯降低中下部煙葉的鎘含量;地膜覆蓋會(huì)抑制煙株對(duì)鎘的吸收，相比于對(duì)照，覆膜栽培明顯降低了上部葉的鎘含量;同時(shí)發(fā)現(xiàn)鎘含量在腋芽中積累較多，可采用調(diào)控腋芽量來減少鎘的積累量。燕傲蕾等［43］在受鎘污染土地上套種對(duì)鎘耐性較強(qiáng)的植物(如馬齒莧、含羞草等)，結(jié)果有效降低了煙葉的鎘含量，并獲得了較高的經(jīng)濟(jì)效益。另外，生產(chǎn)實(shí)踐表明，通過采取調(diào)節(jié)灌水量和深耕土壤等措施，可以改善土壤理化性質(zhì)并調(diào)控土壤環(huán)境介質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到降低煙葉鎘含量的目的。

3.3 施用土壤改良劑

施用改良劑是修復(fù)土壤鎘污染和降低煙葉鎘含量的有效措施，它通過離子交換、吸附、表面絡(luò)合和沉淀作用來降低土壤中的有效態(tài)鎘含量，減少煙株對(duì)鎘的積累?，F(xiàn)階段，控鎘土壤改良劑可大致分為2種，一種是堿性物質(zhì)，土壤pH與有效態(tài)鎘含量呈負(fù)相關(guān)，提高pH可以降低土壤中有效態(tài)鎘含量。有文獻(xiàn)報(bào)道，土壤施用石灰后pH升高 0.8，相比于對(duì)照煙葉鎘含量下降 35%［44］。但有研究表明，提高土壤pH降鎘的方法并不十分可靠。如King［45］向6種不同程度鎘污染的土壤中添加石灰發(fā)現(xiàn)，pH雖均有所升高，但僅有3個(gè)處理的煙葉鎘含量下降，其他處理的煙葉鎘含量并未明顯變化。值得注意的是，土壤中添加堿性物質(zhì)有時(shí)可能會(huì)降低其他必需微量元素的有效性，反而有損煙株的生長發(fā)育。另一種土壤改良劑可歸類為一些能與鎘專性結(jié)合的物質(zhì)，能夠有效降低鎘的生物有效性，從而減少土壤中鎘的可利用態(tài)含量。胡鐘勝等［46］研究了施加高嶺石、凹凸棒土等物質(zhì)對(duì)土壤中鎘元素的影響，結(jié)果證明，土壤中有效態(tài)鎘含量顯著下降，顯然這類物質(zhì)減少了煙株對(duì)鎘的富集。另外，向受鎘污染土壤中添加鋼渣或錳氧化物也可明顯降低煙草鎘含量，下降幅度最高可達(dá)60%［47］。盡管以上研究均證實(shí)，施用改良劑確可修復(fù)土壤并降低煙葉鎘含量，但此類試驗(yàn)多在室內(nèi)盆栽條件下開展，涉及大田的報(bào)道還較少，而且對(duì)改良劑穩(wěn)定性以及其負(fù)作用還缺乏充分了解。因此，利用土壤改良劑抑制煙草鎘富集的有效性和實(shí)用性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.4 鎘消減新技術(shù)

3.4.1 分子生物學(xué)技術(shù) 有學(xué)者早在20世紀(jì)80年代就認(rèn)識(shí)到植物螯合肽(PCs)是植物唯一的解毒物質(zhì)，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)和認(rèn)知水平，并未發(fā)現(xiàn)金屬硫蛋白(MTs)也是植物體內(nèi)重要的解毒物質(zhì)。Cobbett［48］在金屬硫蛋白分類綜述中未發(fā)現(xiàn)煙草具有第二類MTs。推測(cè)煙草根細(xì)胞可能缺乏鎘-MTs轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，金屬硫蛋白基因?qū)霟煵莞?xì)胞中，可增強(qiáng)根部鎘固定，降低煙葉鎘含量［49］。Koren-kov將擬南芥和黃花煙草控制CAX合成的基因轉(zhuǎn)移到普通煙草中均降低了煙葉的鎘含量［50，51］。Hayes等［52］介紹了一種降低 HMA 家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)水平從而阻礙鎘向煙葉轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)基因煙草獲得方法。以上成果均表明，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在煙草控鎘領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，還有待深入研究。

3.4.2 化學(xué)調(diào)控技術(shù) 植物地上部鎘含量與葉片蒸騰速率呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系［53］。Uraguchi等［54］發(fā)現(xiàn)添加脫落酸培養(yǎng)液水稻幼苗蒸騰速率降低了近70%，鎘含量減少到原來的 20%。研究認(rèn)為［55，56］，脫落酸降低植物鎘含量可能原因有:氣孔特性改變，蒸騰作用降低;胼胝質(zhì)形成阻礙木質(zhì)部鎘轉(zhuǎn)運(yùn)。脫落酸是一種逆境激素，作為蒸騰抑制劑使用可能會(huì)影響植物的生理代謝，其他與脫落酸作用機(jī)制類似的蒸騰抑制劑，也能降低植物鎘吸收，但至今報(bào)道較少。無論如何，使用化學(xué)調(diào)控手段來降低煙葉鎘含量不失為一項(xiàng)新思路，將其應(yīng)用到煙草降鎘領(lǐng)域?qū)⒋笥锌蔀椤?/p>

4 展望

鑒于社會(huì)禁煙呼聲的高漲以及人們對(duì)健康的日益關(guān)注，煙葉安全性愈發(fā)受到廣大研究者的重視，并成為評(píng)價(jià)煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)。本文回顧了前人對(duì)煙草鎘富集規(guī)律的研究成果，闡述了控制煙草鎘含量的幾點(diǎn)措施，大體明確了煙草降鎘方向的研究主線。然而，由于我國相關(guān)研究起步較晚，現(xiàn)有成果對(duì)于控制國內(nèi)卷煙中的鎘含量仍顯不足，本文針對(duì)煙草行業(yè)今后降鎘工作方向提出以下策略:

①加快制訂煙葉重金屬含量安全標(biāo)準(zhǔn)以及無公害煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，確定煙草鎘標(biāo)準(zhǔn)體系，如煙葉鎘限量標(biāo)準(zhǔn)、煙草鎘含量分級(jí)及控制基準(zhǔn)、植煙土壤鎘控制基準(zhǔn)、低鎘煙草生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照規(guī)程對(duì)基層生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，控制農(nóng)業(yè)和工業(yè)污染源，通過這些頂層設(shè)計(jì)來指導(dǎo)煙葉安全生產(chǎn)。

②煙葉鎘含量的控制關(guān)鍵在于農(nóng)業(yè)，對(duì)煙田作業(yè)要進(jìn)行嚴(yán)格管理，城市垃圾及工業(yè)廢棄物未經(jīng)處理嚴(yán)禁排入煙田，禁止使用污水灌溉煙田，減少農(nóng)藥、化肥盲目大量的施用;改變傳統(tǒng)的施肥措施，根據(jù)煙田土壤肥力豐缺狀況進(jìn)行測(cè)土配方科學(xué)施肥，增施有機(jī)肥，從而提高土壤膠體對(duì)鎘的吸附能力，最終達(dá)到在煙田這個(gè)“第一生產(chǎn)車間”中切斷鎘污染源的效果。

③對(duì)受鎘污染的煙田要進(jìn)行有效修復(fù)和科學(xué)改良。要有針對(duì)性地推廣使用土壤改良劑來修復(fù)受污染土壤，引導(dǎo)煙農(nóng)在煙田上選種一些對(duì)鎘高效富集的作物(遏藍(lán)菜、萵苣等)來減少煙草對(duì)鎘的吸收量。另外，決策者要對(duì)煙田種植區(qū)劃進(jìn)行合理布局，堅(jiān)決規(guī)避鎘含量較高的環(huán)境，積極在低鎘地區(qū)開發(fā)煙葉生產(chǎn)基地，從而保障煙葉原料的安全性。

④以往煙草鎘的研究大多集中在宏觀層面上，透過分子生物學(xué)等微觀視野來研究煙草鎘的富集及防控措施還較少，且現(xiàn)有降鎘成果轉(zhuǎn)化率較低，難以大范圍推廣。研究者應(yīng)繼續(xù)創(chuàng)新煙草降鎘理論及技術(shù)，果斷運(yùn)用生物技術(shù)等新手段來提高煙草對(duì)鎘的抗性，減少煙草對(duì)鎘的富集，搶占新興技術(shù)制高點(diǎn)。

⑤重金屬鎘可通過土壤、大氣、灌溉以及農(nóng)藥和化肥等多種途徑進(jìn)入煙株體內(nèi)，僅憑單一措施難以有效控制煙草鎘含量。應(yīng)積極利用各種防治手段來應(yīng)對(duì)煙葉生產(chǎn)中的鎘污染，集成一套煙草鎘的綜合防治體系;盡快建立煙草鎘污染的風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)和預(yù)報(bào)信息平臺(tái)，以便為行業(yè)控鎘工作提供信息指導(dǎo)。

［1］Bush P G，Mayhew TM， AbramovichD R， et al..A quantitative study on the effects of maternal smoking on placentalmorphology and cadmium concentration［J］.Placenta，2000，21(2):247－256.

［2］崔玉靜，黃益宗.鎘對(duì)人類健康的危害及其影響因子的研究進(jìn)展［J］.衛(wèi)生研究，2006，35(5):656－661.

［3］Jarup L.Hazards of heavy metal contamination ［J］.British Med.Bull.，2003，68(1):167－182.

［4］中華人民共和國衛(wèi)生部.食物中污染物限量 GB 2762-2005［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

［5］Malgorzata M.Estimation of polish cigarettes contamination with cadmium and lead，and exposure to these metals via smoking［J］.Environ.Monit.Assess，2008，137:481－493.

［6］索衛(wèi)國.卷煙及卷煙煙氣中微量和痕量元素研究［D］.鄭州:煙草研究院，碩士學(xué)位論文，2007.

［7］Penka Z，Lilko D.Correlation between soil characteristics and lead and cadmium content in the aboveground biomass of Virginia tobacco［J］.Environ.Monit.Assess，2009，5:28－39.

［8］Stephens W E，Calder A， Newton J.Source and health implications of high toxic metal concentrations in illicit tobacco products［J］.Environ.Sci.Technol.，2005，39(2):479－488.

［9］Miele S，Olivieri O，Bargiacchi E.Monitoring and minimiziong heavy metal contents in tobacco:first results of a survey on Verona’s Virginia bright tobacco in Italy［A］.In:Agro-Phyto Groups，CORESTA Congress［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，2001.

［10］ Delplano L，Abet M，Sorrentino，et al.Lead uptake and distribution in plantlets of different tobacco varieties in vitro exposed to lead［A］.In:Agro-Phyto Groups，CORESTA Congress［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，2001.

［11］張艷玲，尹啟生，周漢平，等.中國煙葉鉛、鎘、砷的含量及分布特征［J］.煙草科技，2006，11:49－52.

［12］石杰，李 力，胡清源，等.ICP-MS法同時(shí)測(cè)定煙草中的鉻、鎳、砷、硒、鎘、汞、鉛［J］.煙草科技，2006，12:29－34.

［13］ Tsotsolis N，Lazaridou T，Matsi T H，et al.Growth and heavy metal content of different tobacco types cultivated in Greece and in Italy［A］.In:Agro-Phyto Groups.CORESTA Congress［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，2002.

［14］張仕祥，張艷玲，魏春陽，等.烤煙和白肋煙吸收積累鉛、鎘的生育期動(dòng)態(tài)［J］.煙草科技，2008，5:49－53.

［15］吳玉萍，楊虹琦.重金屬鎘在烤煙中的累積分配［J］.中國煙草科學(xué)，2008，29(5):37－39.

［16］趙爽，許自成，孫曙光，等.重金屬對(duì)煙草生長發(fā)育及品質(zhì)影響的研究進(jìn)展［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，47(2):62－67.

［17］ Mench M，Martin E.Mobilization of cadmium and other metals from two soils by root exudates of Zea mays L.，Nicotiana tabacum L.and Nicotiana rustica L.［J］.Plant Soil，1991，132:187－196.

［18］ Lugon-Moulin N，Zhang M，Gadani F，et al.Critical review of the science and options for reducing cadmium in tobacco(Nicotiana tabacum L.)and other plants［J］.Adv.Agron.，2004，83:111－180.

［19］ Vogeli-Lange R，Agne G J.Relationship between cadmium，glutathione and cadmium-binding peptides(phytochelatins)in leaves of intact tobacco seedlings［J］.Plant Sci.，1996，114:11－18.

［20］崔玉靜，趙中秋，劉文菊，等.鎘在土壤－植物－人體系統(tǒng)中遷移積累及其影響因子［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，23(10):2133－2143.

［21］吳玉萍，楊虹琦，徐照麗，等.重金屬鎘在烤煙中的累積分配［J］.中國煙草科學(xué)，2008，29(5):37－39.

［22］黃鸝.煙草－土壤體系中重金屬鎘的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其生物效應(yīng)［D］.重慶:西南農(nóng)業(yè)大學(xué)，碩士學(xué)位論文，2005.

［23］ Gutennann W H，Bache C A.Cadmium and nickel in smoke of cigarettes prepared from tobacco cultured on municipal sludgeamended soil［J］.Toxicol.Environ.Health，1992，10:423－431.

［24］ Malissionvas N，Katsalirou E.Influence of soil properties on heavy metal concentrations in soil and their uptake from tobacco plants［A］.In:Agro-Phyto Groups.CORESTA Congress［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，2001.

［25］ Mitsios I K，Golia E E，Telios A，et al..Heavy metals content in tobacco leaves in different growing regions in Thessaly area(central Greece)［A］.In:Agro-Phyto Groups.CORESTA Congress［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，2001.

［26］Evangelou M W，Daghan H，Schaeffer A .The influence of humic acids on the phytoextraction of cadmium from soil［J］.Chemosphere，2004，57:207－213.

［27］ Matsi T H，Tsotsolis N，Barbayiannis N，et al..Heavy metal and trace elemement levels in soils，irrigation waters and five tobacco types［A］.In:Results of a 4-year survey study of the main tobacco areas of Greece and Congress［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，2002.

［28］黃爽，張仁鐸，張家應(yīng)，等.土壤理化性質(zhì)對(duì)吸附重金屬鎘的影響［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2012，31(1):19－22.

［29］尚志強(qiáng)，王樹會(huì).鎘在不同植煙土壤類型中的吸收與分配［A］.見:第三屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集［C］.天津:第三屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)，2009，279－282.

［30］ Semu E，Singh.Accumulation of heavy metals in soils and plants after long-term use of fertilizers and fungicides in Tanzania［J］.Fert.Res.，1995，44:241－248.

［31］ Miele S，Barbayannis N，Bargiacchi E， et al..Phosphate application and tobacco heavy metal leaf concentrations［A］.In:Results of the 3-year E.U.funded 96/T/35 project in Italy and Greece［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，Agro-Phyto Groups，CORESTA Congress，2002.

［32］劉芳，介曉磊，孫葵峰，等.磷、鎘交互作用對(duì)煙草生長及吸收積累磷、鎘的影響［J］.土壤通報(bào)，2007，15(1):116－120.

［33］張曉海.不同旅肥水平下烤煙對(duì)重金屬元素的吸收分配研究［J］.農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2005，18(11):144－147.

［34］陳朝陽，陳星鋒.烤煙旌用雞糞有機(jī)肥的效應(yīng)研究II.重金屬在煙株根莖葉中積累與分配狀況研究［J］.武夷科學(xué)，2007(23):43－52.

［35］王東，周冀衡，劉均，等.施肥鉀肥對(duì)煙草鉛量吸收的影響［J］.作物研究，2009，23(3):177－180.

［36］郎思曼，王龍憲，許自成，等.煙草對(duì)重金屬的吸收分布特征及影響因素研究綜述［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，24(11):93－99.

［37］ Choit Y E，Harada E，Wada M，et al.Detoxification of cadmium in tobacco plant:formation and active excretion of crystal containing cadmium and calcium through trichomes［J］.Planta，2006，213:45－50.

［38］ Lugon-Moulin N，Martin F，Krauss M R，et al..Survey on cadmium concentration in flue-cured burley and Oriental tobacco(Nicotiana tabacum)leaves［A］.In:Agro-Phyto Groups.CORESTA Congress［C］.Jeiu Island:CORESTA Meet，2005.

［39］楊欣，陳江華，張艷玲.煙草對(duì)鎘的吸收及控制措施研究綜述［J］.中國煙草科學(xué)，2010，31(2):70－75.

［40］ Stephens W E，Calder A， Newton J.Source andhealth implications of high toxic metal concentrations in illicit tobacco products［J］.Environ.Sci.Technol.，2005，39(2):479－488.

［41］陳慶園，商勝華，陸寧.不同打頂方式對(duì)烤煙吸收重金屬的影響［J］.中國煙草學(xué)報(bào)，2011，17(2):49－53.

［42］陳慶園，商勝華，陸寧.覆膜栽培對(duì)烤煙重金屬含量的影響［J］.煙草科技，2010，6:68－72.

［43］燕傲蕾，吳亭亭，王友保，等.三種觀賞植物對(duì)重金屬鎘的耐性與積累特性［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30(9):2491－2498.

［44］ Tsadilas C D.Soil pH influence on cadmium uptake by tobacco in high cadmium exposure［J］.Plant Nutr.，2000，23:1167－1178.

［45］ King L D.Effect of selected soil properties on cadmium content of tobacco［J］.J.Environ.Qual.，1988，17:251－255.

［46］胡鐘勝，章鋼婭，王廣志，等.改良劑對(duì)煙草吸收土壤中鎘鉛影響的研究［J］.土壤學(xué)報(bào)，2006，43(2):233－239.

［47］ Catherine K，Monica M.Reduction of cadmium availability to tobacco(Nicotiana tabacum)plants using soil amendments in low cadmium-contaminated agricultural soils:A pot experiment［J］.Plant Soil，2005，10:69－83.

［48］ Cobbett C， Goldsbrough P. Phytochelatins and metallothioneins:roles in heavy metal detoxification and homeostasis［J］.Ann.Rev.Plant Biol.，2002，53(1):159－182.

［49］ Verbruggen N，Hermans C，Schat H.Mechanisms to cope with arsenic or cadmium excess in plants［J］.Curr.Opin.Plant Biol.，2009，12(3):364－372.

［50］ Koren’kov V，Park S，Cheng N H，et al..Enhanced Ca2+-selective root-tonoplast-transport in tobaccos expressing Arabidopsis cation exchangers［J］.Planta，2007，225(2):403－411.

［51］ Koren’kov V，King B， Hirschi K， et al..Root-selective expression of AtCAX4 and AtCAX2 results in reduced lamina cadmium in field-grown Nicotiana tabacum L.［J］.Plant Biotechnol.J.，2009，7(3):219－226.

［52］ Hayes A J，Kudithipudi C，van der Hoeven R S.Transgenic plants modified for reduced cadmium transport，derivative products，and related methods［P］.US Patent 8 383 889，2013.

［53］錢海勝，陳亞華，王桂萍，等.鎘在不結(jié)球白菜中的積累及外源脫落酸對(duì)鎘積累的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，31(4):61－65.

［54］ Uraguchi S，Mori S，Kuramata M，et al..Root-to-shoot Cd translocation via the xylem is the major process determining shoot and grain cadmium accumulation in rice［J］.J.Exp.Bot.，2009，60(9):2677－2688.

［55］ Pospisilova J，Synkova H，Catsky J，et al..Acclimation of tobacco plantlets to ex vitro conditions as affected by application of abscisic acid［J］.J.Exp.Bot.，1998，49(322):863－869.

［56］ Iriti M，F(xiàn)aoro F.Abscisic acid is involved in chitosan-induced resistance to tobacco necrosis virus(TNV)［J］.Plant Physiol.Biochem.，2008，46(12):1106－1111.