基于多目標(biāo)重金屬元素篩選低累積蕓豆品種

秦冉，龔思同，婁飛，馬智黠，何守陽(yáng)，何騰兵，付天嶺*

（1.貴州大學(xué)（喀斯特環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、新農(nóng)村發(fā)展研究院），貴陽(yáng) 550025；2.貴州威寧縣山地特色農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，貴州 畢節(jié) 553100）

我國(guó)農(nóng)用地耕層土壤重金屬污染愈發(fā)嚴(yán)峻[1]，以典型八大重金屬元素Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 污染最為普遍[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有16.1%土壤點(diǎn)位數(shù)據(jù)超標(biāo)，且近2/5 農(nóng)用地土壤處于重金屬污染狀態(tài)[3]。良好的土壤環(huán)境質(zhì)量是糧食[4]、油料[5]、蔬菜[6]等作物安全種植的基本保障；在中輕度污染土壤上，種植適宜的作物品種，也能有效管控農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。蕓豆作為蝶形花科菜豆屬的豆類蔬菜作物[7]，出口量占據(jù)食用豆類總產(chǎn)量的27.4%[8]，其質(zhì)量安全問(wèn)題對(duì)出口創(chuàng)匯和蕓豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要影響。因此，在重金屬臨近《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值或是超過(guò)污染風(fēng)險(xiǎn)管制值的耕地上，采取適宜品種類型和農(nóng)藝措施來(lái)保障蕓豆的安全生產(chǎn)就顯得極為必要。

近年來(lái)，廣大學(xué)者針對(duì)中輕度重金屬污染土壤，從不同地域、不同條件等角度對(duì)耕地安全利用技術(shù)開展了較深入的研究[9?10]。其中，農(nóng)作物品種間替代種植是在重金屬污染土壤上進(jìn)行安全生產(chǎn)最有效的方法之一[11]。嚴(yán)素定等[12]通過(guò)測(cè)定黃石市6種大宗蔬菜重金屬含量發(fā)現(xiàn)，四季豆處于警戒線污染水平。FONTENELE 等[13]研究發(fā)現(xiàn)不同豇豆品種（Vigna un?guiculataL.Walp.）Pb 富集能力存在差異。向娟等[14]研究了Cd 脅迫下12 個(gè)豇豆品種的生長(zhǎng)狀況，利用豇豆品種間Cd 敏感性不同篩選出FA 黑黑?3?1?青莢、15279作為Cd低累積品種。然而，目前蕓豆品種篩選研究主要集中于耐鹽堿性[15]、品質(zhì)性狀[16]等，對(duì)重金屬積累特性在蕓豆品種間遺傳多樣性的研究較少。前人的研究發(fā)現(xiàn)，作物品種間對(duì)不同重金屬富集有顯著差異，但研究多是針對(duì)多個(gè)品種對(duì)單一重金屬污染元素的富集，而基于多目標(biāo)重金屬元素低累積蕓豆品種篩選的研究尚未見報(bào)道。多目標(biāo)重金屬元素在蕓豆體內(nèi)含量特征及富集差異規(guī)律尚不清楚，不利于指導(dǎo)解決低累積蕓豆品種推廣的問(wèn)題。因此，本研究選取黔西北部威寧縣主栽10 個(gè)蕓豆品種為材料，針對(duì)污染風(fēng)險(xiǎn)較高的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 8 種有害重金屬元素，通過(guò)在威寧縣蕓豆產(chǎn)區(qū)開展田間小區(qū)試驗(yàn)，對(duì)比分析不同蕓豆品種籽粒中重金屬含量差異性和累積特征，并根據(jù)我國(guó)蔬菜中重金屬污染限值評(píng)價(jià)重金屬超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，以篩選出適宜區(qū)域生長(zhǎng)的低累積蕓豆品種，為當(dāng)?shù)厥|豆安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

大田小區(qū)試驗(yàn)地點(diǎn)為貴州省威寧縣小海鎮(zhèn)的試驗(yàn)基地。該地區(qū)平均海拔2 200 m，氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤(rùn)氣候，具有年降雨量大、無(wú)霜期長(zhǎng)、日溫差大等特點(diǎn)，適于馬鈴薯、蕎麥及蕓豆等作物生長(zhǎng)。供試土壤pH 為6.33，有機(jī)質(zhì)（OM）含量為61.83 g·kg?1，總氮含量為0.331 g·kg?1，總磷含量為0.718 g·kg?1，速效鉀含量為0.196 g·kg?1。供試土壤主要重金屬含量見表1，以《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）土壤風(fēng)險(xiǎn)篩選值為標(biāo)準(zhǔn)，典型有害重金屬元素Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni的污染指數(shù)依次是4.05、0.13、0.37、0.56、0.60、0.79、0.65、0.51，以Cd污染程度最高，且超過(guò)貴州土壤背景值（0.248 mg·kg?1）[17]，能較好地代表該供試土壤污染狀況。

表1 供試土壤主要重金屬含量（mg·kg?1）Table 1 Main heavy metals contents in the tested soil（mg·kg?1）

1.2 供試材料

供試蕓豆為威寧縣主推的10 個(gè)蕓豆品種，分別是圓花豆、朱砂豆、奶花豆、大紅蕓豆、紫蕓豆、本地蕓豆、白花蕓豆、威蕓一號(hào)、黑紅蕓豆、紅蕓豆，由貴州威寧縣山地特色農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。供試蕓豆品種基本信息見表2，經(jīng)濟(jì)性狀見表3。10 個(gè)品種蕓豆單株莢數(shù)、單株粒質(zhì)量、百粒質(zhì)量等經(jīng)濟(jì)性狀存在較明顯的差異，株高變幅25.8～133.8 cm，單株分枝數(shù)變幅1.4～4.2，單株莢數(shù)變幅4.8～11.8，單株粒質(zhì)量變幅5.60～28.92 g，百粒質(zhì)量變幅34.4～68.6 g，莢粒數(shù)變幅2.6～4.6，莢長(zhǎng)變幅9.5～13.8 cm。10 個(gè)蕓豆品種間的單位面積產(chǎn)量達(dá)極顯著或顯著差異，產(chǎn)量范圍在0.47～1.75 t·hm?2，平均產(chǎn)量為1.14 t·hm?2；10 個(gè)品種產(chǎn)量順序從大到小排序?yàn)榧t蕓豆＞朱砂豆＞圓花豆＞威蕓一號(hào)＞大紅蕓豆＞黑蕓豆＞黑紅蕓豆＞本地蕓豆＞白花蕓豆＞奶花豆。

表2 蕓豆品種植物學(xué)特性及生物學(xué)特性Table 2 Botanical and biological characteristics of kidney bean varieties

表3 蕓豆品種經(jīng)濟(jì)性狀Table 3 Economic characters of kidney bean varieties

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇Cd 污染農(nóng)田開展蕓豆品種試驗(yàn)，試驗(yàn)品種采用隨機(jī)方式排列，每個(gè)品種的種植小區(qū)面積為15 m2（3 m×5 m），重復(fù)3 次，穴播種植密度為33.5 cm×50 cm。田間管理及施肥措施與當(dāng)?shù)卮胧┮恢耓18]。于2020 年4 月23 日播種，2020 年6 月3 日人工中耕除草，每穴間苗2 株，整個(gè)生育期無(wú)病蟲害發(fā)生。2020年8月7日—8月20日完成收獲。

1.4 樣品采集及處理

蕓豆成熟期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取5 整株蕓豆，豆莢按同一小區(qū)組成混合樣，裝入尼龍網(wǎng)袋，共30 個(gè)樣品。蕓豆室內(nèi)晾干并脫粒，使用不銹鋼植物粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40 目篩后裝入聚乙烯自封袋備用，整個(gè)小區(qū)收獲、晾曬、脫粒、稱質(zhì)量計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量。并對(duì)應(yīng)采集小區(qū)的表層土壤（0～20 cm）樣品30 個(gè)，室內(nèi)自然風(fēng)干，四分法平分，過(guò)100目尼龍篩，樣品袋密封保存。

蕓豆樣品采用HNO3（5 mL）消解法，以石墨消解儀（YKM?36，長(zhǎng)沙永樂(lè)康儀器設(shè)備有限公司）于120 ℃消解2 h。土壤樣品采用HNO3?HF?HClO（3∶1∶1）高壓密閉法于180 ℃消解22 h 后測(cè)定（HJ 766—2015）。土壤、植物樣品分別采用空白、平行雙樣以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10012（GSB?3）、（GSS?5）進(jìn)行質(zhì)控。土壤生物有效態(tài)Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 采用DTPA?CaCl2浸提法進(jìn)行提取[19]。采用ICP?MS[X2，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司]測(cè)定蕓豆和土壤消解液、浸提液中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 的濃度[20]；其中，有效態(tài)Ni、Hg未達(dá)到儀器檢出限。

1.5 數(shù)據(jù)處理

蕓豆對(duì)重金屬富集能力使用富集系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)[21]，其計(jì)算公式：富集系數(shù)=作物籽粒重金屬含量（mg·kg?1）/土壤中重金屬含量（mg·kg?1）。采用SPSS 25.0進(jìn)行蕓豆富集系數(shù)均值兩兩比較的非參數(shù)檢驗(yàn)、等方差圖基分析、聚類分析以及相關(guān)性分析，采用Or?igin 8.5 做圖。使用單因子污染指數(shù)法（Pi）和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法（Pz）[22?23]評(píng)價(jià)蕓豆的重金屬超標(biāo)情況；按照《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)綱要（試行）》中土壤污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)制定蔬菜質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行蕓豆的質(zhì)量分級(jí)。其中，蕓豆中Cd、Hg、As、Pb、Cr 安全限值參考《食品中污染物限量》（GB 2762—2017），分別為0.1、0.1、0.5、0.2、0.5 mg·kg?1，Cu安全限值參考聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織及世界衛(wèi)生組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)值[24]，為10 mg·kg?1，Ni的臨界值以美國(guó)環(huán)保部規(guī)定Ni攝入?yún)⒖紕┝浚≧fD）0.02 mg·kg?1為參考，成人體質(zhì)量以60 kg 估算，假設(shè)人群Ni 的攝入都來(lái)源于蔬菜，推算Ni 超標(biāo)臨界值為0.75 mg·kg?1作為Ni 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。此外，暫未出臺(tái)現(xiàn)行有關(guān)蔬菜中Zn限值的標(biāo)準(zhǔn)，故不做評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕓豆根際土壤重金屬元素全量及有效性分析

如表4 所示，10 種蕓豆品種根系土壤pH 變幅為5.76～6.55，且沒(méi)有顯著差異。試驗(yàn)地土壤8 種典型有害重金屬元素Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 的平均含量分別為1.53、0.21、14.37、54.56、90.42、38.45、120.39、33.97 mg·kg?1；同一品種小區(qū)間重金屬含量存在一定的田間異質(zhì)性，但各品種小區(qū)間平均重金屬含量并沒(méi)有顯著性差異。按照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）風(fēng)險(xiǎn)篩選值和管制值，僅Cd 含量均值明顯高于土壤Cd的風(fēng)險(xiǎn)篩選值（0.3 mg·kg?1），且明顯超過(guò)貴州省土壤Cd 元素背景值。其他有害重金屬均未超過(guò)國(guó)家土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，接近或略高于貴州土壤背景值，整體為弱酸性的安全利用類Cd污染土壤。

表4 不同品種蕓豆根際土壤pH及重金屬元素含量（mg·kg?1）Table 4 pH and total amount of heavy metals in rhizosphere soil of different varieties of kidney bean（mg·kg?1）

由表5可見，土壤典型有害重金屬Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn 的有效態(tài)含量平均值分別占全量的63.2%、0.97%、11.7%、0.04%、4.39%、2.69%，Cd、Pb 處于明顯較高的活性水平。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，品種間的土壤重金屬有效態(tài)含量沒(méi)有顯著性差異。

表5 不同品種蕓豆根際土壤重金屬元素有效態(tài)含量（mg·kg?1）Table 5 Available contents of heavy metal elements in rhizosphere soil of different varieties of kidney bean（mg·kg?1）

2.2 蕓豆品種的重金屬元素含量及聚類分析

由圖1 可見，蕓豆籽粒重金屬含量除Cr、Hg、Ni外，Cd、As、Pb、Cu、Zn 在不同蕓豆品種之間均呈現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05），Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni在不同蕓豆品種中含量極差分別達(dá)0.069、0.001、0.011、0.034、0.173、3.537、9.312、0.383 mg·kg?1。參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中的重金屬限量值和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織及世界衛(wèi)生組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)，僅有個(gè)別品種的Cu超過(guò)食品中污染物限量，Cd、As、Pb、Cr 4種典型有害重金屬均未超標(biāo)；通過(guò)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)，僅有奶花豆、黑紅蕓豆、圓花豆、白花蕓豆等高富集品種接近或處于輕微污染水平，貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)Cu＞Ni＞Cd＞Cr＞Pb＞As＞Hg 的規(guī)律，且以Cu為主要貢獻(xiàn)者（表6）。

表6 蕓豆重金屬污染程度評(píng)價(jià)表Table 6 The evaluation table of heavy metals pollution degree in kidney bean varieties

由系統(tǒng)聚類分析法?組間聯(lián)接?平方Euclidean 距離分析結(jié)果可見，將當(dāng)?shù)刂髟缘氖|豆品種間典型有害重金屬含量可分成第一類（較高值類）、第二類（中間值類）、第三類（較低值類）（圖1）。黑紅蕓豆、威蕓一號(hào)、大紅蕓豆和紅蕓豆4 個(gè)品種的Cd 含量明顯較低，屬第三類（較低值類），可作為Cd的低累積推薦品種。本地蕓豆、黑蕓豆、圓花豆、威蕓一號(hào)和朱砂豆5 個(gè)品種的As含量明顯較低，屬第三類（較低值類），可作為As 的低累積推薦品種。圓花豆、紅蕓豆、威蕓一號(hào)、黑蕓豆、奶花豆、本地蕓豆和朱砂豆7 個(gè)品種Pb 含量屬第三類（較低值類），特別是黑蕓豆、奶花豆、本地蕓豆和朱砂豆4 個(gè)品種的Pb 含量明顯較低，可作為Pb的低累積推薦品種。威蕓一號(hào)和圓花豆兩個(gè)品種的Cr含量相對(duì)較低，屬第三類（較低值類），可作為Cr的低累積推薦品種；朱砂豆Cu含量明顯較低，屬第三類（較低值類），可作為Cu的低累積推薦品種。黑蕓豆、本地蕓豆、大紅蕓豆、威蕓一號(hào)、紅蕓豆和朱砂豆6 個(gè)品種的Zn含量相對(duì)較低，屬第三類（較低值類），可作為Zn的低累積推薦品種。威蕓一號(hào)、紅蕓豆、黑紅蕓豆、大紅蕓豆的Ni 含量明顯較低，屬第三類（較低值類），可作為Ni的低累積推薦品種。

此外，當(dāng)?shù)刂髟云贩N中，圓花豆屬于Cd 第一類（較高值類）品種，白花蕓豆和大紅蕓豆屬于As、Pb的第一類品種，奶花豆屬于Cr、Zn 的第一類品種，黑紅蕓豆、圓花豆和威蕓一號(hào)屬于Cu 的第一類品種。該類蕓豆品種中有較高的重金屬富集量，應(yīng)盡量避免在相應(yīng)的污染土壤上種植。

2.3 不同品種蕓豆重金屬富集特征

10 個(gè)蕓豆品種對(duì)8 種典型有害重金屬的吸收累積能力，整體呈現(xiàn)Zn＞Cu＞Cd＞Ni＞Hg＞Cr＞As＞Pb 的特征（表7）。其中，蕓豆對(duì)土壤中Zn、Cu 元素的富集能力較強(qiáng)，富集系數(shù)可達(dá)0.2 左右；對(duì)Cd 的富集系數(shù)為0.02～0.05 的水平；對(duì)Pb、As、Cr 均處于非常低的富集水平，富集系數(shù)不足0.01。各重金屬元素品種間富集系數(shù)呈現(xiàn)與蕓豆含量聚類分析整體一致的結(jié)果，明顯與蕓豆含量的第一類（較高值類）、第二類（中間值類）、第三類（較低值類）分類結(jié)果一致。蕓豆不同品種對(duì)土壤重金屬有效態(tài)含量的富集系數(shù)與對(duì)土壤重金屬全量的富集系數(shù)呈現(xiàn)整體一致的規(guī)律（表8），且對(duì)有效態(tài)重金屬含量的富集系數(shù)明顯較高，特別是對(duì)有效態(tài)Cu、Zn、Cr富集系數(shù)均大于1。

表7 不同品種蕓豆對(duì)土壤Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Hg、Ni全量富集系數(shù)Table 7 Total enrichment coefficients of Cd，As，Pb，Cr，Cu，Zn，Hg，Ni of different varieties of kidney bean

表8 不同品種蕓豆對(duì)土壤Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn有效態(tài)富集系數(shù)Table 8 Enrichment coefficients of available fractions of Cd，As，Pb，Cr，Cu，Zn of different varieties of kidney bean

3 討論

本研究中，同一試驗(yàn)地塊上的10 個(gè)蕓豆品種經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀和產(chǎn)量有顯著性差異，這是供試品種間基因型差異的結(jié)果。蕓豆品種間對(duì)同一典型有害重金屬元素的累積存在顯著差異，可以按照蕓豆中重金屬含量分為第一類（較高值類）、第二類（中間值類）、第三類（較低值類）3 個(gè)類別，相應(yīng)的富集系數(shù)也具有明顯差異，說(shuō)明基因型對(duì)蕓豆籽粒重金屬含量有顯著影響，這與薛濤等[3]和付玉輝[25]在不同水稻、蔬菜品種對(duì)重金屬吸收研究方面的結(jié)論一致。有研究表明，品種間差異會(huì)導(dǎo)致根系釋放分泌物質(zhì)速率、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和解吸、根際土壤重金屬活化能力等的不同[26?27]，進(jìn)而影響根系的富集能力。研究表明，根系分泌物能夠改變重金屬形態(tài)及土壤微生態(tài)環(huán)境，其中，根系分泌的有機(jī)酸、酚類物質(zhì)等可與重金屬發(fā)生螯合反應(yīng)，限制重金屬遷移轉(zhuǎn)運(yùn)[28]。而根系也可通過(guò)質(zhì)外體屏障來(lái)減少根部的泌氧，進(jìn)而調(diào)節(jié)作物對(duì)重金屬的耐性[29]，可能是籽粒重金屬累積差異原因之一。另外，不同蔬菜品種各器官轉(zhuǎn)運(yùn)能力差異是影響體內(nèi)重金屬含量分配的重要因子，這種差異使得進(jìn)一步篩選低累積型蕓豆成為了可能[30?31]。在實(shí)際生產(chǎn)中，植物體內(nèi)重金屬含量不僅取決于自身基因型和代謝機(jī)制，還受到實(shí)地土壤肥力和重金屬污染狀況等多個(gè)因子影響[32]。有研究表明，土壤中施用有機(jī)肥不僅能提高土壤肥力，還能與重金屬形成難溶性沉淀，降低其活動(dòng)性和有效性[33]。

10 個(gè)蕓豆品種對(duì)重金屬富集差異較大，可能與品種的遺傳特性、栽培措施和重金屬類型等有關(guān)[34]。有研究表明，由于作物對(duì)重金屬離子富集轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制不同，品種間重金屬含量和分布表現(xiàn)出巨大差異[35]。馮愛煊等[36]研究發(fā)現(xiàn)，不同水稻品種稻米對(duì)Cd、As、Pb、Cr累積存在顯著的基因型差異；鄒素敏等[37]的研究表明，不同種蔬菜對(duì)Cd、Hg、Pb、Cr、As 富集差異明顯。本研究發(fā)現(xiàn)，重金屬元素在蕓豆體內(nèi)整體呈現(xiàn)Zn＞Cu＞Cd＞Ni＞Hg＞Cr＞As＞Pb 的富集特征，蕓豆對(duì)Zn、Cu富集能力更強(qiáng)，可能是施加的氮肥和磷肥促進(jìn)植物籽粒部位吸收Z(yǔ)n、Cu[38?39]，但是蕓豆對(duì)Cd、Pb、As、Cr、Ni、Hg 不敏感，這與前人的研究結(jié)果相似[40?41]。張彥威等[42]通過(guò)對(duì)大豆品種進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)野生大豆中重金屬含量差異很大，其富集呈Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg 的規(guī)律；趙秀芳等[43]在對(duì)土壤?作物系統(tǒng)中金屬的相互作用的研究中，發(fā)現(xiàn)小麥對(duì)重金屬的富集能力從大到小依次為Zn＞Cd＞Cu＞Ni＞As＞Pb，其從土壤環(huán)境中攝取重金屬元素的能力是有限的。上述結(jié)果均與本研究結(jié)果不一致，可能是因?yàn)橥寥赖幕纠砘再|(zhì)不同致使蔬菜表現(xiàn)出不同的重金屬富集特性[44]。有研究表明，土壤的理化性質(zhì)通過(guò)影響重金屬在土壤中的存在形態(tài)而影響重金屬的生物有效性[45]。

本研究試驗(yàn)區(qū)存在土壤Cd 污染問(wèn)題，在此弱酸性安全利用類污染土壤上，供試蕓豆籽粒中重金屬含量均未超標(biāo)，對(duì)Cd 的富集系數(shù)僅為0.02～0.05。籽粒部位重金屬含量均未超標(biāo)，可能是因?yàn)橹亟饘僭诟当砻婧透蒂|(zhì)外體中的移動(dòng)性較差，且會(huì)在根系細(xì)胞內(nèi)發(fā)生區(qū)隔化作用，阻礙了重金屬的木質(zhì)部裝載[46]。Cd 超標(biāo)率和富集系數(shù)明顯低于湖南Cd 污染區(qū)水稻[47]、河南旱地Cd污染區(qū)的小麥[48]、珠江三角洲Cd污染區(qū)的蔬菜等[49]。因此，蕓豆可以作為黔西北此類Cd 污染區(qū)的推薦作物品種。值得注意的是，本研究中試驗(yàn)區(qū)土壤Zn、Cu元素含量均未超過(guò)土壤篩選值，但蕓豆籽粒對(duì)Zn、Cu元素富集能力較強(qiáng)，特別是對(duì)土壤有效態(tài)Zn、Cu 的富集系數(shù)明顯大于1，全部蕓豆品種籽粒的Zn 含量和個(gè)別品種的Cu 含量超過(guò)一定量時(shí)，存在較高的Zn、Cu 污染風(fēng)險(xiǎn)，推斷與豆科作物對(duì)Cu、Zn 的需求有關(guān)系，Cu、Zn 是作物體內(nèi)必需的微量元素[50]。目前對(duì)豆科植物Cu、Zn 超標(biāo)問(wèn)題關(guān)注較少，區(qū)域內(nèi)多數(shù)土壤Cu、Zn元素含量較為豐富，蕓豆等豆科蔬菜的安全生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)引起人們的注意。

4 結(jié)論

（1）蕓豆品種間對(duì)同一典型有害重金屬元素的累積存在顯著差異，按照蕓豆中重金屬含量，通過(guò)聚類分析可區(qū)分為較高值類、中間值類、較低值類。

（2）10 個(gè)蕓豆品種對(duì)8種典型有害重金屬富集整體呈現(xiàn)Zn＞Cu＞Cd＞Ni＞Hg＞Cr＞As＞Pb的特征，且對(duì)Cd、As、Pb、Cr、Hg、Ni富集能力較弱，研究中蕓豆品種均可作為黔西北Cd 污染區(qū)的推薦品種，但Cu、Zn 超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)需引起特別關(guān)注，其中奶花豆、黑紅蕓豆、圓花豆和威蕓一號(hào)中有較高的Zn、Cu富集量，應(yīng)盡量避免在相應(yīng)的污染土壤上種植。