不同種類蔬菜與品種鎘積累差異研究

王治宇，周義之，劉明月

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長沙，410128）

鎘（Cd）是一種銀白色的稀有金屬，質(zhì)地柔軟、富有延展性、抗腐蝕、耐磨、稍加熱易揮發(fā)。Cd是毒性最大的重金屬元素之一，隨著工業(yè)化進程加快，大量的工業(yè)“三廢”排入到農(nóng)田土壤中，使得大量蔬菜受到了不同程度的污染，且通過直接接觸、食物鏈危及人類的健康與生命[1，2]。目前蔬菜的鎘污染已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注，篩選出低鎘積累蔬菜勢在必行。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年分春、秋兩季順序進行，共試種9個蔬菜種類的54個不同品種（表1）。試驗地點及試驗地土壤鎘污染背景值見表2。

1.2 試驗方法

①試驗設(shè)計 由于蔬菜的生長受到外界環(huán)境（溫度、光照、水分等）影響，無法在同一時間段試種所有品種蔬菜，因此選擇在同一年份的相同試驗田上進行春、秋兩季的順序試驗，從而進行有效鎘積累量的差異比較。試驗于2016年全年分春、秋兩季進行，春季于2016年4月下旬至8月進行試驗，試種種類有豇豆、辣椒、茄子、黃瓜、絲瓜；秋季于2016年9月下旬至12月進行試驗，試種種類有菜薹、小白菜、蘿卜、萵筍。試驗在三匯農(nóng)場相同試驗田進行，每個種類蔬菜的每個品種設(shè)3次重復(fù)，將不同試種品種完全隨機分布。定植后按照大田常規(guī)管理。

②取樣 試驗田土壤取樣，采用對角線法采集20～30 cm深土壤，充分混合，設(shè)3次重復(fù)，定植前提前采樣送至湖南省廣電計量檢測中心進行測量。采收期，每一個品種隨機采集500～1 000 g樣品，設(shè)3次重復(fù)，送至湖南省廣電計量檢測中心檢測。

③檢測項目及方法 a.土壤pH值按照NY/T 1377-2007標準進行測定；b.土壤中全鎘含量按照GB/T 23739-2009進行測定；c.蔬菜果實中的鎘含量按照GB/T 5009.15-2014的方法進行測定。

表1 供試種類與品種

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類蔬菜的不同品種間鎘積累差異分析

①豇豆 如表3所示，供試的6個豇豆品種中，果實鎘含量為0.001 2～0.004 5 mg/kg，明顯低于GB 2762-2012中果菜類國家限定標準 （≤0.05 mg/kg）。其中鎘含量最高的是901青豇豆，為0.0045mg/kg；其次是早生王（0.003 9 mg/kg）、詹豇 215（0.003 8 mg/kg）、豐產(chǎn)王（0.0037mg/kg）、臺灣春秋紅（0.0013mg/kg），鎘含量最低的品種是長豇101，為0.001 2 mg/kg。

②辣椒 由表3可以看出，試種的6個辣椒品種中，果實鎘含量范圍在0.028 2～0.039 8 mg/kg，均低于果菜類國家限定標準。其中香辛8號、長辣7號、興蔬綠燕、星秀鎘含量均高于0.030 0 mg/kg，分別為 0.039 8、0.036 6、0.032 6、0.031 8 mg/kg。 湘研15號、興蔬215鎘含量均低于0.030 0 mg/kg，分別為0.028 8、0.028 2 mg/kg。由此可知，鎘含量最高的品種為香辛8號，最低的為興蔬215。

③茄子 由表3可知，試種的6個茄子品種中，果實鎘含量在0.080 7～0.148 3 mg/kg，均高于果菜類國家限定標準，存在食用安全隱患。其中秦皇綠茄、早紅茄1號鎘含量超過0.100 0 mg/kg，超出標準值2倍以上，分別為0.148 3、0.111 3 mg/kg。春秋長茄、圓茄長紅、早紅茄2號、圓茄1號的鎘含量在0.080 0～0.100 0 mg/kg，依次為 0.096 0、0.089 3、0.087 3、0.080 7 mg/kg。可見秦皇綠茄鎘含量最高，圓茄1號鎘含量最低。

表2 試驗地土壤鎘污染背景值

表3 春季試種品種鎘含量 mg/kg

④黃瓜 由表3可知，試種的6個黃瓜品種中，果實鎘含量為0.004 8～0.008 6 mg/kg，均明顯低于果菜類國家限定標準。果實鎘含量最低的品種是湘研白綠，最高的是蔬研翠玉。

⑤絲瓜 由表3可知，6個試種的絲瓜品種的果實鎘含量均明顯低于果菜類國家限定標準，含量為0.005 8～0.012 2 mg/kg。果實鎘含量最低的品種是早冠絲瓜408，最高的品種是香玉白。

⑥蘿卜 由表4可知，試種的6個蘿卜品種中，果實鎘含量在0.017 0～0.028 3 mg/kg，均低于GB 2762-2012中根菜類國家限定標準（≤0.1 mg/kg）。其中春不老、雪月、精品紅帥、德日2號、精選南畔洲5個品種的鎘含量較接近，分別為0.017 0、0.019 7、0.020 3、0.021 7、0.023 3 mg/kg；而圓白蘿卜的鎘含量相對較高為0.028 3 mg/kg。鎘積累量最低的品種是春不老，最高的是圓白蘿卜。

⑦萵筍 由表4可知，在試種的6個萵筍品種中，果實鎘含量在0.057 0～0.077 3 mg/kg，低于國家限定標準。其中新獨霸三夏、夏妃、金盤大尖葉間差異不明顯，分別為 0.057 0、0.058 7、0.059 3 mg/kg；其次是青箭、精竹節(jié)、金正興，分別為0.064 3、0.074 0、0.077 3 mg/kg。由此可知，在供試的萵筍品種中，鎘積累量最低的是新獨霸三夏，最高的是金正興。

⑧菜薹 由表4可知，試種的6個菜薹品種中，可食部位鎘含量在0.054 3～0.120 3 mg/kg，均低于GB 2762-2012中葉菜類國家限定標準（≤0.2 mg/kg）。鎘含量最高和最低的品種之間相差2倍以上。其中鎘含量最低的品種是翠薹4號，為0.054 3 mg/kg，最高的品種是五彩紅薹12號，為0.120 3 mg/kg。其他品種鎘含量依次是五彩紫薹二號（0.068 0 mg/kg）、五彩紅薹二號 （0.077 7 mg/kg）、五彩黃薹一號（0.086 3 mg/kg）、五彩紫薹三號（0.101 0 mg/kg）。

⑨小白菜 由表4可知，在試種的6個小白菜品種中，可食部位鎘含量在0.021 0～0.049 7 mg/kg，均低于葉菜類國家限定標準。其中白麗人、湘潭矮腳白鎘含量較低，為0.021 0、0.024 0 mg/kg；奶白一號、536小白菜鎘含量適中，為0.033 0、0.037 3 mg/kg；而兔子矮腳白、抗佳雪鎘含量相對較高，為0.042 3、0.049 7 mg/kg。由此可知，在試種的小白菜品種中，鎘積累量最低的品種是白麗人，最高的是抗佳雪。

2.2 不同蔬菜種類之間鎘積累差異分析

由圖1可知，不同種類蔬菜間的鎘積累存在很大差異。各種蔬菜鎘含量由低到高依次是：豇豆〈黃瓜〈絲瓜〈蘿卜〈辣椒〈小白菜〈萵筍〈菜薹〈茄子。由數(shù)據(jù)可看出，豇豆、黃瓜、絲瓜3種蔬菜的鎘含量較低，均在10 μg/kg以下，種類之間的鎘積累量相差約2倍；而蘿卜、辣椒、小白菜3種蔬菜的鎘含量居中在25.05～36.88 μg/kg，鎘積累程度從數(shù)值上看是之前3種蔬菜的3～12倍；萵筍、菜薹、茄子的鎘含量相對最高，在 65.10～102.15 μg/kg，鎘積累程度從數(shù)值上看是之前蔬菜種類的2～34倍。鎘含量最低的豇豆與鎘含量最高的茄子之間相差了34倍之多。

圖1 各種類蔬菜鎘含量

3 小結(jié)

3.1 相同種類不同品種間鎘積累差異研究結(jié)果

①豇豆 各品種的鎘含量均明顯低于標準值，在0.001 2～0.004 5 mg/kg。品種間鎘含量最低的2個品種與其他品種差異顯著。其中鎘含量最低的是長豇101，最高的是901青豇豆。

②辣椒 各品種間的鎘含量均接近標準值，在0.028 2～0.039 8 mg/kg。除鎘含量最低的興蔬215與最高的香辛8號之間存在顯著差異，其他各品種間差異不顯著。

③茄子 各個品種的鎘含量均超出標準值，鎘含量最低的圓茄1號是標準值的1.6倍，最高的秦皇綠茄是標準值的3倍左右。品種間鎘含量存在差異，其中秦皇綠茄與其他品種間均存在顯著差異；除早紅茄1號外，其他品種間均無顯著差異。因此在鎘污染菜地上種植茄子存在一定的食品安全隱患。

④黃瓜 各品種的鎘含量均明顯低于標準值，在0.004 8～0.008 6 mg/kg。除鎘含量較高的蔬研翠玉、瀏陽白黃瓜與其他品種均存在顯著差異，其他品種間鎘積累無顯著差異。其中鎘含量最低的是湘研白綠，最高的是疏研翠玉。

⑤絲瓜 各品種的鎘含量均低于標準值，在0.005 8～0.012 2 mg/kg。鎘含量最低的是早冠絲瓜408，與其他品種間均存在顯著差異，和鎘含量最高的香玉白相差2倍。

⑥蘿卜 各品種的鎘含量均低于標準值，在0.017 0～0.028 3 mg/kg。品種間除了鎘含量最低和最高的2個品種間差異顯著外，其他品種間鎘積累量無顯著差異。其中鎘含量最低的是春不老，最高的是圓白蘿卜。

⑦萵筍 各品種的鎘含量均低于標準值，在0.057 0～0.077 3 mg/kg。鎘含量最高的金正興與新獨霸三夏、夏妃、金盤大尖葉3個品種分別存在顯著差異。其中鎘含量最低的是新獨霸三夏。

⑧菜薹 各品種的鎘含量均低于標準值，在0.054 3～0.120 3 mg/kg。各品種間鎘積累量均存在顯著差異，鎘含量最低品種（翠薹4號）與最高品種（五彩紅薹二號）之間相差2倍。

⑨小白菜 各品種的鎘含量均低于標準值，在0.021 0～0.049 7 mg/kg。除了鎘含量較低的白麗人和湘潭矮腳白與其他品種間分別存在顯著差異外，其他品種間鎘積累量差異不顯著。其中鎘含量最低的是白麗人，最高的是抗佳雪。

3.2 不同蔬菜種類之間鎘積累差異研究結(jié)果

不同蔬菜種類之間鎘積累存在較大差異，其中豇豆、絲瓜、黃瓜3種蔬菜的鎘積累量較低，蘿卜、辣椒、小白菜的鎘積累量適中，萵筍、菜薹、茄子的鎘積累量較大。試驗結(jié)果表明，不同蔬菜種類間的鎘積累基本符合果菜類〈根菜類〈葉菜類的結(jié)論，但由于不同蔬菜的生長周期、特性、結(jié)果周期不同，導(dǎo)致不同蔬菜的鎘積累量存在差異，如茄子（茄果類蔬菜）的鎘積累量是所有試驗種類中最高的。而蘿卜（根菜類）的鎘積累量并不高。其根本原因有待進一步對其鎘積累機理進行研究。

4 討論

由于植物的遺傳背景不同，不同基因型之間表現(xiàn)出的差異很大。很多研究表明不同品種蔬菜鎘積累存在差異的關(guān)鍵因素就是基因型存在差異。胡文友等[3]對設(shè)施蔬菜中鎘和汞的人體攝入風(fēng)險為葉菜＞根莖＞茄果。本試驗結(jié)果與之基本相同，但探究蔬菜鎘積累與人體攝入之間的聯(lián)系有待進一步研究。此外，同一品種不同基因型是導(dǎo)致植物鎘積累差異的另一關(guān)鍵因素。李德明等[4]通過大田試驗對87個白菜品種鎘積累進行比較，發(fā)現(xiàn)春夏季白菜鎘積累高于其他兩季，且不同基因型間鎘積累差異很大。

蔬菜根據(jù)其科屬、可食部位、生長習(xí)慣進行很多不同的分類，因此不同品種蔬菜對鎘積累的差異也可能會因其生理特性等條件存在差異。如在本試驗中，茄子（茄果類蔬菜）是鎘積累量最大的蔬菜，其原因可能是茄子的果實形成時間較長且茄子的果肉吸附能力較強造成。在相同分類的情況下，不同種類蔬菜間鎘積累量表現(xiàn)出差異，其原因可能是鎘元素在植株體內(nèi)的分布不同。因此，不同種類蔬菜不同部位的鎘分布規(guī)律有待進一步研究。此外，本試驗是針對相同鎘背景濃度下蔬菜鎘積累情況的研究，不同背景濃度下蔬菜對鎘積累的規(guī)律同樣是今后研究的主要內(nèi)容。

[1]羅強，任永波，鄭傳剛.土壤重金屬污染及防治措施[J].世界科技研究與發(fā)展，2004，26（2）：42-46.

[2]王向健，鄭玉峰，赫冬青.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].環(huán)境保護科學(xué)，2004，122（30）：48-49.

[3]胡文友，黃標，馬宏衛(wèi)，等.南方典型設(shè)施蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)鎘和汞積累的健康風(fēng)險[J].土壤學(xué)報，2014，51（5）：1 045-1 055.

[4]李德明，朱祝軍，錢瓊秋.白菜鎘積累基因型差異研究[J].園藝學(xué)報，2004，31（1）：97-98.