陳志琴，劉奇珍，林強(qiáng)，陸利民，陸萍，金海洋，黃璐璐，楊肖娥*

（1.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院污染環(huán)境修復(fù)與生態(tài)健康教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058；2.上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201103；3.上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海 201201；4.上海市嘉定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201899）

鎘（Cd）作為一種非必需金屬元素，不僅對(duì)動(dòng)物和植物有一定的毒害作用，而且可以通過(guò)受污染的食物鏈進(jìn)入人體，長(zhǎng)期積累會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。土壤中鎘污染濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致種植在該土壤上的農(nóng)作物產(chǎn)量下降與品質(zhì)降低。蔬菜不僅是人類(lèi)的主要食物來(lái)源，同時(shí)也是鎘攝入的主要途徑之一。在眾多蔬菜品種中，葉菜在我國(guó)種植范圍廣、消費(fèi)量大，同時(shí)其對(duì)鎘的積累能力最強(qiáng)。因此，減少毒性鎘在食用部位的積累對(duì)保障食品安全生產(chǎn)至關(guān)重要。

為了生產(chǎn)可食用部分重金屬含量低于最大允許濃度的安全農(nóng)產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)外采取了許多農(nóng)業(yè)措施對(duì)金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理，其中包括應(yīng)用有機(jī)/無(wú)機(jī)改良劑，外源施用微生物肥料、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，以及改變種植模式等。對(duì)于中等和輕微污染農(nóng)田，由于發(fā)展中國(guó)家對(duì)糧食生產(chǎn)的高需求而無(wú)法采用休耕土地的方法進(jìn)行修復(fù)，最好的措施是生產(chǎn)和種植可食部位重金屬低積累的作物品種。同時(shí)還可以結(jié)合有利于降低蔬菜重金屬吸收的農(nóng)藝措施和化學(xué)調(diào)節(jié)劑。這種結(jié)合能夠充分利用自然資源，最大限度減少重金屬在土壤-植物系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)移，為農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)提供一種經(jīng)濟(jì)高效、普遍接受的邊生產(chǎn)邊修復(fù)模式。因此，篩選和培育重金屬低積累的蔬菜品種能夠?yàn)橹苯釉谥亟饘傥廴就寥乐性耘嗵峁┻m宜的蔬菜品種或?yàn)橹亟饘俚头e累蔬菜品種的培育提供遺傳材料。

近年來(lái)，研究者在不同蔬菜品種鎘積累差異上進(jìn)行了諸多研究。涂春艷等通過(guò)實(shí)地調(diào)查適宜南丹礦區(qū)種植的蔬菜品種的污染情況發(fā)現(xiàn)，不同蔬菜品種鎘富集規(guī)律為葉菜類(lèi)＞茄科類(lèi)＞塊根類(lèi)＞瓠果類(lèi)＞豇豆類(lèi)，研究證實(shí)葉菜類(lèi)蔬菜比其他蔬菜更容易積累重金屬。此外，同屬不同種葉菜也會(huì)因種間差異產(chǎn)生鎘積累的差異，如劉桂華等用酸性黃壤進(jìn)行盆栽試驗(yàn)比較了莧菜、油菜、芹菜12 個(gè)蔬菜品種對(duì)鎘的吸收差異，不同蔬菜品種鎘富集能力表現(xiàn)為莧菜＞油菜＞芹菜，結(jié)合聚類(lèi)分析初步篩選出四季小香芹為低積累葉菜類(lèi)蔬菜品種。鎘在同屬同基因型葉菜品種的不同部位也會(huì)存在顯著差異，如大白菜、青菜和菠菜等蔬菜對(duì)重金屬的吸收與積累存在物種、品種和同一作物不同器官間的顯著差異。李學(xué)德發(fā)現(xiàn)菠菜鎘含量在各部位中分布規(guī)律為葉＞根＞莖，在青菜中為葉＞莖。FENG 等在田間條件下，研究了赤泥、硅鈣肥、磷酸鈉和鈣鎂肥4種添加劑和2種葉面肥（鈣和鋅）對(duì)2 個(gè)品種小白菜鎘毒性降低的影響，表明種植低積累作物品種的同時(shí)結(jié)合使用不同的農(nóng)業(yè)措施，能夠降低植物對(duì)鎘的吸收和積累。

不同基因型農(nóng)作物間可食部位重金屬積累的差異可能導(dǎo)致不同的健康風(fēng)險(xiǎn)，例如，即使在輕度或非污染土壤中種植高積累水稻品種，其鎘含量也可能超過(guò)食品安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須對(duì)新開(kāi)發(fā)或廣泛種植品種的重金屬積累能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確保重金屬低積累蔬菜品種的應(yīng)用，特別是在中、輕微污染農(nóng)田上的種植，從而保障蔬菜安全生產(chǎn)。本研究采用大田試驗(yàn)研究了適宜上海地區(qū)廣泛種植的13 個(gè)不同葉菜品種在鎘污染農(nóng)田中的生長(zhǎng)情況，鎘吸收、積累與轉(zhuǎn)運(yùn)差異，并篩選出適合當(dāng)?shù)胤N植的鎘低積累葉菜品種；闡明了環(huán)境和品種對(duì)蔬菜可食部位重金屬含量的影響及其相互關(guān)系；同時(shí)確定了土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥對(duì)降低葉菜可食部位鎘積累的作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

研究地點(diǎn)位于上海市浦東新區(qū)大團(tuán)鎮(zhèn)團(tuán)新村某鎘污染試驗(yàn)農(nóng)田，在蔬菜種植前，按照五點(diǎn)取樣法，采集耕層（0～20 cm）土壤樣品并測(cè)定其理化性質(zhì)。土壤基本理化性質(zhì)采用鮑士旦的方法測(cè)定。表層土壤陰干后磨碎過(guò)1 mm 和0.149 mm 篩，混勻備用。過(guò)1 mm 篩土樣：采用PB-10 型酸度計(jì)在1∶2.5 的土壤/水懸浮液水土界面測(cè)定pH 值；采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤堿解氮含量；用中性1 mol·LNHOAc提取土壤速效鉀，振蕩30 min 后，采用火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀含量；用0.5 mol·LNaHCO（pH=8.5）提取土壤有效磷，振蕩30 min，采用鉬銻抗比色法測(cè)定土壤有效磷含量；利用DTPA-TEA-CaCl（HJ 804—2016）浸提液提?。╬H=7.3±0.2），采用ICP-OES 測(cè)定土壤有效態(tài)鎘含量。過(guò)0.149 mm 篩土樣：采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量；采用NaOH 熔融，鉬銻抗比色法測(cè)定土壤全磷含量；采用NaOH 熔融，火焰光度法測(cè)定土壤全鉀含量；采用HNO-HF-HClO濕法消解（GB 15618—2018），ICP-MS（7500a，Agilent，美國(guó)）測(cè)定土壤重金屬全量。土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Selected physico-chemical properties of the tested soils

1.2 試驗(yàn)處理

品種篩選試驗(yàn)：試驗(yàn)共計(jì)15 個(gè)葉菜品種，具體如表2所示，其中品種10（V10，常豐）與品種15（V15，華美）未出苗舍棄，共計(jì)13 個(gè)處理，每個(gè)處理生物學(xué)重復(fù)3 次，共39 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積7.8 m，隨機(jī)區(qū)組排列。根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，于2019年9月初規(guī)劃小區(qū)并整好田塊，葉菜種子人工撒播。蔬菜生長(zhǎng)期間水肥管理和其他田間管理措施均按當(dāng)?shù)卦械姆N植習(xí)慣進(jìn)行，2019年11月4日收獲。

表2 供試蔬菜品種Table 2 Tested leafy vegetables cultivars

施肥試驗(yàn)：在品種篩選的同時(shí)進(jìn)行蔬菜土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥單獨(dú)與聯(lián)合效果試驗(yàn)。土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑由蘭溪欣森肥業(yè)有限公司配制，主要成分為石灰+沸石+生物炭+堆肥（菇渣有機(jī)肥），針對(duì)該試驗(yàn)地為堿性土壤，肥料有所改良。重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥由湖州康壽生物科技有限公司配制，主要成分為鋅+鐵+納米硅+氨基酸，是一種葉面鋅肥。兩種肥料均為前期篩選所得，土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑用量為4 500 kg·hm，作基肥，重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥為15 L·hm。蔬菜選取廣泛種植的葉菜品種上海矮青為研究對(duì)象，試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理，即不施土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥處理（T1），單施土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑處理（T2），單施重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥處理（T3），土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥聯(lián)合施用處理（T4）。每個(gè)處理重復(fù)3次，共12 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積約29 m，隨機(jī)區(qū)組排列。其他操作同品種篩選試驗(yàn)。

1.3 樣品采集與分析

葉菜成熟期，分別在品種篩選與施肥試驗(yàn)小區(qū)采用五點(diǎn)取樣法共采集51份植株-土壤配對(duì)樣品，每份樣品均為混合樣品（10 株植株樣品，表層0～20 cm 混合土壤約1 kg）。品種篩選試驗(yàn)每小區(qū)割取1 m植株，施肥試驗(yàn)每小區(qū)割取2 m植株，測(cè)定產(chǎn)量。將植株樣品分為根部和地上部，根部用20 mmol·LEDTA-Na浸泡15 min 以去除吸附在根表面的元素，再用自來(lái)水沖洗干凈后用去離子水潤(rùn)洗3 次。樣品置于烘箱，105 ℃殺青30 min后在65 ℃下烘干至質(zhì)量恒定，稱(chēng)質(zhì)量。將樣品用粉碎機(jī)研磨過(guò)100目篩后裝袋、編號(hào)、備用。植株中重金屬鎘采用HNO∶HO（∶=5∶1）消 解（GB/T 17141—1997）后，使 用ICP-MS（7500a，Agilent，美國(guó)）進(jìn)行分析測(cè)定。

土壤樣品自然風(fēng)干后磨細(xì)過(guò)0.149 mm和1 mm篩，混勻備用。過(guò)0.149 mm 篩土壤用于測(cè)定土壤重金屬全量，采用HNO-HF-HClO濕法消解（GB 15618—2018）10 h 后采用ICP-MS（7500a，Agilent，美國(guó)）測(cè)定。過(guò)1 mm 篩土壤用于測(cè)定土壤有效態(tài)鎘含量，利用DTPA-TEA-CaCl（HJ 804—2016）提?。╬H=7.3±0.2）2 h 后過(guò)濾，采用ICP-OES 測(cè)定。同時(shí)對(duì)土壤和植物標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行消化和分析以保證準(zhǔn)確性，土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07429[（0.21±0.02）mg·kg]測(cè)定結(jié)果為（0.22±0.02）mg·kg，植物標(biāo) 準(zhǔn) 樣品GBW100351[（0.42±0.02）mg·kg]測(cè)定結(jié)果為（0.41±0.02）mg·kg。土壤基本理化性質(zhì)采用鮑士旦的方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0 進(jìn)行單因素方差分析，Duncan 新復(fù)極差法檢驗(yàn)不同葉菜品種間植株鎘含量、土壤重金屬含量、產(chǎn)量和生物量等所有相關(guān)數(shù)據(jù)間的差異顯著性（＜0.05）。所有數(shù)據(jù)的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)誤差均采用Excel 2010軟件處理，采用Origin 2021制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉菜不同部位鎘含量特征

不同品種葉菜鎘含量存在顯著差異，同一品種葉菜不同部位的鎘含量也存在顯著差異，總體分布規(guī)律為地上部高于根部（圖1）。所有葉菜品種的地上部鎘含量范圍為1.58～12.80 mg·kg（以鮮質(zhì)量計(jì)，下同），平均值為4.70 mg·kg，最高值為最低值的8.1倍。不同品種葉菜表現(xiàn)出生菜地上部鎘含量顯著高于青菜和菠菜的規(guī)律，供試生菜品種中，品種V8（益農(nóng)）地上部鎘含量最高，品種V9（種都）含量次之，分別為12.80 mg·kg和11.61 mg·kg。青菜地上部鎘含量均低于平均鎘含量，其中品種V14（富貴快菜）地上部鎘含量最低，為1.58 mg·kg，顯著低于其他葉菜品種。根據(jù)食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2017），葉菜可食部位鎘標(biāo)準(zhǔn)限值為0.2 mg·kg（以鮮質(zhì)量計(jì)），不同品種葉菜可食部位鎘含量超標(biāo)情況如表3 所示：供試生菜和菠菜鎘含量均超出了限量標(biāo)準(zhǔn)，且生菜超標(biāo)程度顯著高于菠菜，而供試的所有青菜品種均未出現(xiàn)超標(biāo)情況。

表3 不同葉菜品種可食部位鎘超標(biāo)情況Table 3 Excess Cd content in different varieties of leafy vegetables

圖1 不同葉菜品種地上部和根部鎘含量Figure 1 Cd contents in shoot and root among 13 leafy vegetables cultivars

不同品種葉菜根部鎘含量變化范圍為0.24～3.54 mg·kg，平均值為1.45 mg·kg，根部鎘含量表現(xiàn)為生菜品種普遍高于青菜和菠菜。在供試生菜品種中，品種V9（種都）根部鎘含量（3.45 mg·kg）顯著高于品種V8（益農(nóng)）（2.56 mg·kg）。在所有葉菜品種中，品種V11（金申）菠菜根部鎘含量最高，達(dá)到3.54 mg·kg，其他菠菜品種與青菜品種根部鎘含量均普遍低于平均根部鎘含量。根部鎘含量最低的品種是V14（富貴快菜），為青菜品種（0.24 mg·kg），顯著低于鎘含量最高品種93%。

2.2 不同品種葉菜鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)與富集特征

葉菜的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）是地上部與根部鎘含量的比值，反映葉菜根部向可食部位的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。如圖2所示，供試葉菜品種的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.65～4.01，平均值為1.73。在所有供試葉菜品種中，品種V3（新夏青6 號(hào)）轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低，為0.65，其次為品種V4（金品雞毛菜3 號(hào)）、V1（征夏）和V2（新夏青3 號(hào)），4 種均為青菜品種。品種V8（益農(nóng)）轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最高，為4.01，是轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低品種的6.1 倍。生菜品種中V8（益農(nóng)）和V9（種都）以及菠菜品種V12（博豐）、V13（大力士）和V11（金申）的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均較高，青菜品種中V14（富貴快菜）顯著高于其他青菜品種，生菜類(lèi)、菠菜類(lèi)和青菜類(lèi)品種之間存在顯著差異。

圖2 不同葉菜品種轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與富集系數(shù)Figure 2 Cd translocation factor（TF）of rice and Cd bioaacmulation factor（BCF）among 13 leafy vegetables cultivars

葉菜的富集系數(shù)（BCF）根據(jù)地上部鎘含量與其對(duì)應(yīng)的土壤鎘含量的比值計(jì)算，葉菜地上部富集系數(shù)能夠在一定程度上反映葉菜可食部位對(duì)鎘的吸收積累情況。13個(gè)葉菜品種的富集系數(shù)變幅在1.2～9.4之間，平均值為3.9。菠菜和生菜的富集系數(shù)普遍高于青菜。其中，菠菜品種V11（金申）富集系數(shù)最高，達(dá)到9.4，青菜品種V4（金品雞毛菜3號(hào)）富集系數(shù)最低，為1.2。所有供試生菜類(lèi)和菠菜類(lèi)蔬菜的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與富集系數(shù)均大于1，說(shuō)明這兩類(lèi)葉菜吸收的鎘易向可食部位遷移，且在可食部位的積累能力較強(qiáng)。青菜品種V4（金品雞毛菜3 號(hào)）、V2（新夏青3 號(hào)）和V6（夏福）同其他葉菜品種相比表現(xiàn)出較低的鎘富集能力和較低的根部向可食部位轉(zhuǎn)運(yùn)能力。

2.3 不同葉菜品種的產(chǎn)量差異

從圖3可以看出，13個(gè)品種葉菜產(chǎn)量存在一定的差異，產(chǎn)量變化幅度為16 540～38 268 kg·hm，平均值為29 286 kg·hm。不同屬葉菜產(chǎn)量之間存在顯著差異，青菜的產(chǎn)量普遍高于菠菜和生菜，所有青菜產(chǎn)量均高于平均產(chǎn)量，菠菜和生菜產(chǎn)量均低于平均產(chǎn)量。青菜品種中V5（虹橋五號(hào)）產(chǎn)量最低，為34 321 kg·hm，顯著低于V14（富貴快菜）。在所有葉菜品種中，產(chǎn)量最高的品種是V14（富貴快菜），其次為品種V2（新夏青3 號(hào)），產(chǎn)量分別為38 268 kg·hm與36 302 kg·hm，V13（大力士）產(chǎn)量最低，為16 540 kg·hm，最高產(chǎn)量是最低產(chǎn)量的2.3倍。

圖3 不同葉菜品種產(chǎn)量Figure 3 Yield of different leafy vegetables cultivars

2.4 葉菜可食部位鎘含量相關(guān)分析

將葉菜可食部位鎘含量與葉菜產(chǎn)量、根部鎘含量、可食部位轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位富集系數(shù)、土壤pH、全量鎘和有效態(tài)鎘進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如圖4 所示。可食部位鎘含量與土壤pH、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位鎘富集系數(shù)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.65、0.63 和0.57；可食部位鎘含量與葉菜產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.61；可食部位鎘含量與根部鎘含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.79。說(shuō)明在所有指標(biāo)中，葉菜可食部位鎘含量主要受葉菜產(chǎn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位鎘富集系數(shù)、根系鎘含量和土壤pH的影響，其中，受根部鎘含量的影響最大。

圖4 葉菜可食部位鎘含量相關(guān)分析Figure 4 Correlation analysis of Cd content in edible parts

2.5 土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥單獨(dú)或聯(lián)合施用對(duì)上海矮青生長(zhǎng)及鎘積累的影響

從圖5 可以看出，施用土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥對(duì)降低上海矮青可食部位鎘含量有一定效果，單獨(dú)或聯(lián)合施用均可顯著降低上海矮青可食部位鎘含量，T2、T3、T4 處理分別較T1處理（4.90 mg·kg）降低49%、31%和70%。在所有處理中T4處理降低上海矮青可食部位鎘含量的效果最顯著，可食部位鎘含量達(dá)到最低，為1.48 mg·kg。不同處理對(duì)上海矮青根部鎘含量也有一定的影響，4 個(gè)處理下上海矮青的根部鎘含量差異顯著，T2 處理根部鎘含量最高，達(dá)到1.23 mg·kg，T3處理根部鎘含量最低，為0.47 mg·kg，較T1 處理顯著降低24%。根據(jù)圖6可知，T2、T3和T4處理顯著降低了上海矮青的富集系數(shù)，與T1 處理相比分別降低了55%、69%、89%，其中T4 處理富集系數(shù)最低，為0.6，該處理降低富集系數(shù)的效果最顯著。施用調(diào)理劑對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)也產(chǎn)生一定影響，T2、T3 和T4 處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著低于T1 處理，T4 處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)較T1 處理顯著降低了80%。T2 處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低，較T1 處理低86%。除此之外，單獨(dú)或者聯(lián)合施用調(diào)理劑對(duì)上海矮青的產(chǎn)量也產(chǎn)生了一定的影響（圖7）。T2 處理產(chǎn)量最高，為39 602 kg·hm，較T1 處理提高5%。T3 產(chǎn)量次之，為38 597 kg·hm，較T1 處理高2%。T4 處理產(chǎn)量最低，可能是由于撒播的出苗問(wèn)題。

圖5 不同處理上海矮青地上部和根部鎘含量Figure 5 Cd contents in shoot and root of Shanghai Aiqing under different treatments

圖6 不同處理上海矮青轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)Figure 6 TF and BCF of Shanghai Aiqing under different treatments

圖7 不同處理上海矮青產(chǎn)量Figure 7 Yield of Shanghai Aiqing under different treatments

3 討論

蔬菜，尤其是葉菜類(lèi)蔬菜相較于其他類(lèi)型的農(nóng)作物更易吸收和積累重金屬。陳永等研究南京市郊區(qū)蔬菜基地64 個(gè)蔬菜樣品對(duì)重金屬的富集能力規(guī)律，結(jié)果表現(xiàn)為葉菜類(lèi)＞根莖類(lèi)＞茄果類(lèi)。楊暉等采集了云南省麗水市周邊蔬菜基地的5 類(lèi)7 種蔬菜，發(fā)現(xiàn)蔬菜對(duì)重金屬元素的積累表現(xiàn)為葉菜類(lèi)＞花菜類(lèi)＞根莖類(lèi)＞茄果類(lèi)?？梢?jiàn)溫室菜地鎘污染已成為莖葉類(lèi)蔬菜可持續(xù)生產(chǎn)的一大限制。植物基因型是影響植物吸收重金屬最重要的植物因子，同一植物的不同基因型品種對(duì)重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累能力具有顯著差異。因此，在重金屬污染農(nóng)田種植低積累基因型品種，可能是減少重金屬向可食部位遷移并進(jìn)一步保障人體健康的有效策略。

近年來(lái)許多研究者在低積累品種篩選方面進(jìn)行了大量研究。WANG 等在低鎘污染土壤（0.66 mg·kg）中進(jìn)行田間試驗(yàn)，比較了21 個(gè)大白菜品種的鎘耐受、地上部鎘濃度、鎘富集因子和轉(zhuǎn)運(yùn)因子等指標(biāo)，篩選出7 個(gè)安全基因型品種。TANG 等分別在松陽(yáng)輕度鎘鉛污染農(nóng)田和衢州中度鎘鉛污染農(nóng)田上比較了17 個(gè)蠶豆品種對(duì)鎘和鉛的植物修復(fù)潛力，最終篩選出10 個(gè)高產(chǎn)且可食部位重金屬低積累的蠶豆品種。QIU 等通過(guò)盆栽實(shí)驗(yàn)從31 個(gè)花椰菜品種中篩選并驗(yàn)證出了6 個(gè)鎘低積累品種。根據(jù)葉菜類(lèi)蔬菜鎘的最高允許含量為0.2 mg·kg（GB 2762—2017），本研究供試的13 種葉菜類(lèi)蔬菜中生菜和菠菜均超出鎘最大限量標(biāo)準(zhǔn)，且生菜可食部位受污染程度顯著高于菠菜，這可能是因?yàn)樯藢?duì)鎘有較高的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力，因此被認(rèn)為是鎘積累作物。所有供試青菜品種地上部鎘含量均未超標(biāo)，且顯著低于供試生菜品種。品種V14（富貴快菜）地上部鎘含量最低，各青菜品種可食部位鎘含量依次為V14（富貴快菜）＜V4（金品雞毛菜3 號(hào)）＜V6（夏福）＜V7（華王）＜V2（新夏青3號(hào)）＜V1（征夏）＜V5（虹橋五號(hào)）＜V3（新夏青6號(hào)）。研究表明，不同種類(lèi)、不同品種的葉菜類(lèi)蔬菜存在明顯不同的抗重金屬脅迫能力和重金屬積累水平，這主要與某些通道蛋白有關(guān)，金屬通道蛋白基因的表達(dá)量能夠影響鎘轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白量，進(jìn)而影響作物對(duì)鎘的吸收；同時(shí)，不同蔬菜作物基因造成的根際氧化膜、根際分泌物、細(xì)胞壁結(jié)合位點(diǎn)、原生質(zhì)成分、液泡中的化學(xué)成分等的差異，使得蔬菜對(duì)重金屬鎘的吸收、積累能力不同。重金屬的積累不僅在物種和品種之間存在較大差異，在同一植物的各器官之間也存在差異。重金屬離子通過(guò)土壤進(jìn)入蔬菜根系后，首先在根系中積累，隨后通過(guò)木質(zhì)部轉(zhuǎn)運(yùn)至莖部，再通過(guò)木質(zhì)部和韌皮部從莖部轉(zhuǎn)運(yùn)至可食部位。不同轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)造成蔬菜各個(gè)器官重金屬含量的差異，一般為吸收器官＞輸導(dǎo)器官、同化器官＞繁殖器官。但本研究中供試葉菜品種鎘在不同部位的分布規(guī)律為地上部＞根部，這可能是由于葉菜吸收的重金屬不僅來(lái)源于土壤中重金屬，植物葉片還能通過(guò)其表面氣孔吸收大氣粉塵中攜帶的重金屬。葉菜即使生長(zhǎng)在非污染的土壤上，鎘也主要分配在葉片中。

生物量是反映植物對(duì)重金屬耐性的重要指標(biāo)之一，不同葉菜品種對(duì)鎘的耐受性不同，葉菜產(chǎn)量因品種耐性差異受到的影響也不同，所以進(jìn)行不同品種鎘積累差異評(píng)價(jià)時(shí)除了要關(guān)注可食部位鎘含量，也要考慮該脅迫環(huán)境條件下作物產(chǎn)量的差異。MI 等報(bào)道，35 個(gè)不同基因型的大白菜鮮質(zhì)量表現(xiàn)出明顯差異，重金屬高積累的大白菜品種總體上生物量較低。不同基因型芹菜在同一地塊上的生長(zhǎng)狀況存在明顯差異，最高的可食部位生物量是最低的8.30倍。TANG 等研究發(fā)現(xiàn)97 個(gè)不同基因型芥菜的產(chǎn)量差異較大，范圍在32.57～62.00 t·hm，最高產(chǎn)量是最低產(chǎn)量的1.9倍。本研究結(jié)果顯示不同葉菜品種之間產(chǎn)量差異顯著，葉菜品種產(chǎn)量的規(guī)律表現(xiàn)為青菜產(chǎn)量高于生菜和菠菜，依次為V14（富貴快菜）＞V2（新夏青3 號(hào)）＞V6（夏福）＞V3（新夏青6 號(hào)）＞V1（征夏）＞V4（金品雞毛菜3 號(hào)）＞V7（華王）＞V5（虹橋5 號(hào)）＞V8（益農(nóng)）＞V11（金申）＞V12（博豐）＞V9（種都）＞V13（大力士）。

目前，低積累品種篩選尚未形成系統(tǒng)而完整的標(biāo)準(zhǔn)，BAKER 等認(rèn)為鎘低積累作物應(yīng)具備可食部位鎘含量低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)和轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1 兩個(gè)條件。劉維濤等綜合前人研究，將可食部位低吸收鎘且鎘含量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、作物本身鎘耐性較強(qiáng)不會(huì)受到脅迫、在較高污染條件下生物量不下降仍能正常生長(zhǎng)、可食部位-土壤富集系數(shù)及可食部位-根部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1這4個(gè)條件作為篩選鎘低積累作物的標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1也可作為低積累作物早期篩選的一個(gè)重要因素，且相關(guān)性分析表明（圖4），葉菜可食部位鎘含量與轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)存在顯著正相關(guān)關(guān)系。在本研究中V1（征夏）、V2（新夏青3號(hào)）、V3（新夏青6號(hào)）、V4（金品雞毛菜3號(hào)）、V6（夏福）和V7（華王）轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1。綜合可食部位鎘含量、葉菜產(chǎn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，V4（金品雞毛菜3號(hào)）、V2（新夏青3號(hào)）和V6（夏福）3個(gè)品種既能保證葉菜安全生產(chǎn)，又能保證產(chǎn)量不受影響，且具有較低的根部-可食部位鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。

相關(guān)性分析表明，富集系數(shù)與地上部鎘含量顯著正相關(guān)，在本研究中各供試葉菜品種富集系數(shù)均大于1，這可能是由該菜地鎘污染程度較高，而葉菜類(lèi)蔬菜對(duì)鎘的富集能力較強(qiáng)所致。劉桂華等的研究表明，隨土壤鎘污染濃度增加，3 類(lèi)葉菜類(lèi)蔬菜地上部對(duì)鎘的累積呈明顯的增加趨勢(shì)，說(shuō)明植物對(duì)鎘的吸收積累在很大程度上依賴(lài)于外界鎘的濃度。姚春霞等通過(guò)比較14 種蔬菜中鉻、鎘、汞和砷的富集含量證實(shí)了葉菜類(lèi)蔬菜相比于其他蔬菜更容易積累重金屬。研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥、生物炭、鋅肥、谷胱甘肽、硅和鐵能顯著降低作物對(duì)重金屬的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥是一種葉面鋅肥，葉面噴施后一方面植物體內(nèi)鋅含量提高，鋅與鎘離子存在拮抗作用，增強(qiáng)了光合產(chǎn)物向作物的轉(zhuǎn)運(yùn)；另一方面可溶性蛋白的濃度提高，增加可溶性蛋白對(duì)活性氧的清除作用以及對(duì)鎘的螯合作用，增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性，減少鎘向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)。生物炭比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)好、陽(yáng)離子交換量高，能夠抑制重金屬和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向地下水的浸出，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效性。堆肥中含有的豐富有機(jī)質(zhì)，對(duì)改善土壤結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用。石灰和沸石作為無(wú)機(jī)改良劑，因?yàn)樽陨韷A性較高而與大量的陽(yáng)離子主要通過(guò)固定重金屬的方式促進(jìn)作物生長(zhǎng)。這些物質(zhì)以適當(dāng)比例配制成的土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑，能夠改善土壤的理化或生物特性，從而促進(jìn)植物吸收土壤中的養(yǎng)分。因此，本研究在單獨(dú)或聯(lián)合施用含有這些成分的土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥后，高污染條件下上海矮青在保證產(chǎn)量的同時(shí)降低了可食部位鎘含量，其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)也均降低，聯(lián)合施用條件下上海矮青富集系數(shù)降至0.6，且可食部位鎘含量在最大允許限量范圍內(nèi)。

4 結(jié)論

（1）綜合考慮葉菜可食部位鎘含量、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)，適合在上海地區(qū)種植的葉菜品種為金品雞毛菜3號(hào)、新夏青3號(hào)和夏福，以上品種既能安全保障可食部位鎘含量，又能保證葉菜高產(chǎn)。

（2）葉菜有較強(qiáng)的鎘富集能力，不同葉菜品種及同一葉菜品種不同部位吸收、積累鎘的能力存在顯著差異。青菜比生菜和菠菜積累鎘的能力更低，不同部位鎘總體分布規(guī)律為可食部位＞根部。

（3）相關(guān)性分析表明，可食部位鎘含量與土壤pH、葉菜轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位鎘富集系數(shù)呈顯著正相關(guān)，與葉菜產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，與根部鎘含量呈極顯著正相關(guān)。葉菜可食部位鎘含量受根部鎘含量影響最大，受土壤總鎘影響最小。

（4）單獨(dú)或聯(lián)合施用土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化肥在保證上海矮青產(chǎn)量的條件下降低了可食部位鎘含量、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)，聯(lián)合施用條件下上海矮青富集系數(shù)降至0.6，同時(shí)可食部位鎘含量在最大允許限量范圍內(nèi)。

（5）綜上，利用低積累品種，并采取合理的農(nóng)藝/化學(xué)措施，是降低中輕度甚至是重度污染土壤中重金屬積累，保障農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的有效策略。