不同品種菜用黃麻鉛積累特征

熊春梅，王雨璐，劉 丹，李 翔，聶青玉*

（1.重慶三峽學(xué)院，重慶萬州 404020；2.重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶萬州 404155）

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的高速發(fā)展，重金屬對土壤、水體的污染越發(fā)嚴(yán)重[1]，重金屬是指密度在4.5 g/cm3以上的金屬。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類的生產(chǎn)活動不斷對環(huán)境造成污染，土壤中的重金屬含量不斷增加，而重金屬積累后對人體危害相當(dāng)大[2]。環(huán)境污染將引起土壤中重金屬離子的增加，將對植物代謝和生長發(fā)育產(chǎn)生影響。積累在植物中的重金屬被人體吸收后，將對人體健康產(chǎn)生極大危害[3-5]。

菜用黃麻（Corchorus capsularisL.）是椴樹科黃麻屬一年生草本植物，學(xué)名為“長蒴黃麻”，又稱“麻葉菜”“埃及野麻嬰”[6-7]。菜用黃麻主要食用部位是嫩莖葉，葉片為長橢圓形，葉色深綠，切碎后有黏液流出，無異味，嫩莖質(zhì)地爽脆，幼葉軟滑，口感比較清爽，含有豐富的鈣、磷、鐵、鉀、硒等，營養(yǎng)價值遠(yuǎn)高于其他葉菜，是一種補(bǔ)充人體礦物質(zhì)元素和維生素的營養(yǎng)保健蔬菜[8-11]。菜用黃麻具有預(yù)防糖尿病、高血脂、動脈硬化、抗感冒和美容養(yǎng)顏等功效[12]。菜用黃麻屬高溫短日照植物，春夏季播種，秋季開花結(jié)果，長勢強(qiáng)，株體強(qiáng)健，根系發(fā)達(dá)，適應(yīng)能力強(qiáng)，耐旱耐貧瘠，在旱坡地、田坎都能種植；抗性極強(qiáng)，大田期間未見病害發(fā)生，不需要農(nóng)藥，適合作為綠色蔬菜栽培[13-17]。菜用黃麻富Se 和有益元素，對土壤和水體中的Pb、Zn、Cd 和Cr 等重金屬具有一定的吸附和富集能力[18]。

隨著人們保健意識的不斷增強(qiáng)，富硒菜用黃麻新品種不斷涌現(xiàn)，在富硒的同時是否對其他有害重金屬也有富集作用有待進(jìn)一步探究。本研究擬對菜用黃麻的重金屬鉛積累量進(jìn)行檢測，以探究不同品種菜用黃麻的重金屬積累特性，為健康社會和食品安全提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)的菜用黃麻分別為‘渝麻1 號’‘渝麻2 號’，由渝東南農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

鉛，國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院；硫酸銨、氨水，重慶川東化工（集團(tuán)）有限公司；檸檬酸銨、二乙基二硫代氨基甲酸鈉，成都市科龍化工試劑廠；溴百里酚藍(lán)、4-甲基-2-戊酮，成都市科隆化學(xué)品有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

北京普析TAS-990 原子吸收分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；SINEO 新儀微波消解儀，上海新儀微波化學(xué)科技有限公司；SINEO 新儀TK12 趕酸器，上海新儀微波化學(xué)科技有限公司；

FA224 電子分析天平（0.1 mg），上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用不同濃度鉛處理的土壤進(jìn)行菜用黃麻盆栽試驗(yàn)，在不同生長時期對菜用黃麻鉛含量進(jìn)行測定。2020年5 月土壤取自重慶市萬州區(qū)龍寶村，要求地表土無重金屬污染，有較好的肥力。曬干，檢測土壤中硒、鎘、鉛、鉻背景值，土壤背景值見表1。5 月20 日—29 日加入藥劑（鉛）處理土壤，混勻，靜置7 d。試驗(yàn)處理見表2。設(shè)置3 次重復(fù)。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of tested soil

表2 試驗(yàn)處理設(shè)置Table 2 Test treatment setup

5 月30 日進(jìn)行直播，每盆20～30 顆，1～2 片真葉萌出時，留苗5～6 株；3～4 片真葉萌出時，留苗4 株。當(dāng)株高為40 cm 時，打頂。2021 年8 月31 日取4 株苗的嫩梢，烘干粉碎后檢測重金屬鉛含量，打頂后留2 株苗。在打頂期每15 d 取一次樣（嫩梢），檢測重金屬鉛含量[6]。分別在2021 年8 月31 日、9 月15 日及10 月13 日采摘兩個菜用黃麻品種的鮮葉樣品，并做好標(biāo)記，去除樣品中含有的雜質(zhì)，烘干粉碎備用。

1.4 鉛含量的測定

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將原始質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL 的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液臨用前稀釋為所需要的濃度，保證待測樣品的質(zhì)量濃度在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)。分別吸取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 重金屬鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of heavy metal lead

1.4.2 樣品溶液的測定

使用微波消解的方法對樣品進(jìn)行前處理。準(zhǔn)確稱取0.1～0.5 g 菜用黃麻粉末，放入聚四氟乙烯消解罐中，加入8 mL 硝酸，放入趕酸器中趕至黃煙冒盡，補(bǔ)加1 mL 硝酸、1 mL 過氧化氫，再放入微波消解儀中，按以下程序進(jìn)行消解：150 ℃維持10 min；180 ℃維持15 min。完畢后冷卻至室溫，取出置于通風(fēng)櫥內(nèi)將酸揮發(fā)盡，用超純水定容至25 mL。

參照GB 5009.12—2017 中第三法火焰原子吸收光譜法進(jìn)行測定[19]。測定條件見表3。

表3 火焰原子吸收法儀器條件Table 3 Instrument conditions for flame atomic absorption method

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft excel 2010 軟件對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種的菜用黃麻在不同采收時期的重金屬鉛積累量

2.1.1 ‘渝麻1 號’在不同采收時期的鉛積累量

由圖2 知，‘渝麻1 號’葉片重金屬鉛含量在鉛添加量為1 000 mg/kg 時隨采收時間的延長而不斷增加，在第三次采樣時菜用葉片鉛積累量為14.80 mg/kg，達(dá)到了三次采樣的最大值。而在鉛添加量為500 mg/kg 時，‘渝麻1號’葉片重金屬鉛含量隨采收時間呈先下降再上升的趨勢，且三次采樣的鉛含量變化幅度不大。綜合來看，‘渝麻1 號’葉片鉛積累量在土壤鉛含量較高時受影響較大。

圖2 ‘渝麻1 號’不同采樣時期葉片的鉛積累量Fig.2 Lead accumulation in leaves of ‘Yuma 1’ in different sampling periods

2.1.2 ‘渝麻2 號’在不同采收時期的鉛積累量

由圖2、3 可知，‘渝麻1 號’‘渝麻2 號’在不同采收時期葉片重金屬鉛含量均隨土壤鉛添加量的變化趨勢有所不同。由圖3 可知，當(dāng)土壤鉛添加量為500 mg/kg時，‘渝麻2 號’葉片鉛積累量隨著采收時間呈先下降再略有上升的趨勢。當(dāng)土壤鉛添加量為1 000 mg/kg 時，‘渝麻2 號’葉片鉛積累量隨著采收時間呈先上升再下降的趨勢，且下降幅度較大，并達(dá)到了三次采樣的最大值。綜合來看，‘渝麻2 號’在生長前期葉片鉛積累量受土壤鉛含量影響較大，隨著采收的不斷進(jìn)行，重金屬鉛的積累量有所下降，生產(chǎn)上要注意采收的時間，確保農(nóng)產(chǎn)品安全。

圖3 ‘渝麻2 號’不同采樣時期葉片的鉛積累量Fig.3 Lead accumulation in leaves of ‘Yuma 2’ in different sampling periods

2.2 不同品種菜用黃麻在同一采收期的鉛積累量

2.2.1 不同品種菜用黃麻在第一次采收時的鉛積累量

由圖4 可知，對不同品種菜用黃麻在同一采收期進(jìn)行比較，在第一次采收時，整體來看‘渝麻2 號’葉片重金屬鉛積累量高于‘渝麻1 號’，‘渝麻1 號’在土壤鉛添加量為1 000 mg/kg 時，葉片鉛積累量最大，為7.20 mg/kg，而‘渝麻2 號’在鉛添加量為500mg/kg和1000mg/kg時，葉片鉛積累量接近，約為27 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于‘渝麻1 號’的葉片鉛積累量。

圖4 不同品種菜用黃麻第一次采樣葉片的鉛積累量Fig.4 Lead accumulation in C. capsularis L.leaves of different varieties sampled for the first time

2.2.2 不同品種菜用黃麻在第二次采收時的鉛積累量

由圖5 可知，在第二次采收時，‘渝麻2 號’葉片重金屬鉛積累量仍高于‘渝麻1 號’，‘渝麻1 號’在土壤重金屬鉛添加量為1 000 mg/kg 時，葉片鉛積累量最大，為7.35 mg/kg；而‘渝麻2 號’在土壤重金屬鉛添加量為1 000 mg/kg 時，葉片鉛積累量最大，為30.60 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于‘渝麻1 號’的葉片鉛積累量。

圖5 不同品種菜用黃麻第二次采樣葉片的鉛積累量Fig.5 Lead accumulation in C. capsularis L.leaves of different varieties sampled for the second time

2.2.3 不同品種菜用黃麻在第三次采收時的鉛積累量

由圖6 可知，在第三次采收時，‘渝麻1 號’葉片重金屬鉛積累量與‘渝麻2 號’接近，‘渝麻1 號’在土壤鉛添加量為1 000 mg/kg 時，葉片鉛積累量最大，為14.80 mg/kg；而‘渝麻2 號’在土壤鉛添加量為500 mg/kg 時，葉片鉛積累量最大，為15.20 mg/kg。

圖6 不同品種菜用黃麻第三次采樣葉片的鉛積累量Fig.6 Lead accumulation in C. capsularis L.leaves of different varieties for the third time

綜上所述，在三個不同采收時期，‘渝麻1 號’和‘渝麻2 號’的葉片鉛積累量差異較大，‘渝麻2 號’的鉛積累量整體高于‘渝麻1 號’，這說明‘渝麻2 號’對重金屬鉛的積累能力高于‘渝麻1 號’。

3 小結(jié)

本研究進(jìn)行了鉛的人為添加試驗(yàn)，添加量遠(yuǎn)高于《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管制值，旨在研究菜用黃麻對重金屬鉛的富集能力，采用兩個不同濃度鉛處理土壤條件下生長的菜用黃麻（‘渝麻1 號’和‘渝麻2 號’）以及對照處理進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，對不同采收時期菜用黃麻樣品進(jìn)行測定。結(jié)果表明，不同濃度鉛處理的菜用黃麻葉片中‘渝麻2 號’對鉛的積累量高于‘渝麻1號’；同一種處理菜用黃麻在不同采收時期，‘渝麻2 號’對鉛的積累量也高于‘渝麻1 號’。綜合來看土壤中鉛的含量直接影響菜用黃麻中鉛的積累量，菜用黃麻作為富硒蔬菜在富硒的同時也富集鉛等其他重金屬。因此在生產(chǎn)中推薦選擇‘渝麻1 號’進(jìn)行種植，并在生長前期進(jìn)行采摘，降低安全風(fēng)險。