摘 " 要 " 不同農(nóng)作物對重金屬鎘的吸收和積累存在差異，甚至同一作物不同品種間對重金屬鎘的吸收和積累也有很大差異，因此，可通過選擇種植可食部位低積累鎘的農(nóng)作物，有效降低鎘進(jìn)入食物鏈中，這是鎘污染土壤持續(xù)安全生產(chǎn)農(nóng)作物的一條經(jīng)濟(jì)、有效的途徑。概述中國鎘低積累農(nóng)作物研究現(xiàn)狀，總結(jié)了鎘低積累農(nóng)作物篩選標(biāo)準(zhǔn)，為輕中度耕地土壤進(jìn)行鎘低積累農(nóng)作物篩選提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 "鎘;低積累;農(nóng)作物;篩選;標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：X17;S5 " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C " 文章編號：1673-890X（2015）25-058-03

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鎘（Cd）是自然界中毒性最大的重金屬元素之一，也是重點(diǎn)監(jiān)控與污染物排放量控制的5種重金屬之一[1]。因其遷移性強(qiáng)、毒性大、極易被植物吸收和積累[2]，通過食物鏈最終富集在人體內(nèi)，引起慢性重金屬中毒，嚴(yán)重危害人類健康[3]。因此，如何有效降低農(nóng)作物可食用部分重金屬鎘的含量，日益受到人們的關(guān)注。

1 " 我國耕地土壤鎘污染現(xiàn)狀

近年來，我國耕地土壤鎘污染狀況日益嚴(yán)重，根據(jù)環(huán)境保護(hù)部最新公布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》[4]表明，在我國耕地重金屬污染因子中，鎘污染超標(biāo)率位居第一，受鎘污染的耕地面積超過20萬hm2，每年生產(chǎn)的鎘含量超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品達(dá)15萬t。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的大量開發(fā)，濫用農(nóng)藥化肥，城市污水污泥農(nóng)用，導(dǎo)致環(huán)境中鎘污染日益嚴(yán)重。從近年來發(fā)表的相關(guān)調(diào)查報(bào)告來看，全國各地都普遍存在不同程度的鎘污染問題。宋春然[5]等對貴州省農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查結(jié)果顯示，全省有36.79%的地區(qū)鎘超標(biāo)，且Cd單因子污染指數(shù)為4.05，屬于鎘的重度污染區(qū)。黎勇[6]等對廣西的29個縣的580塊農(nóng)田土壤進(jìn)行為期2年的動態(tài)監(jiān)測，結(jié)果表明，Cd的平均含量達(dá)0.86 mg/kg，鎘的點(diǎn)位超標(biāo)率為49.94%，污染普遍嚴(yán)重。部分研究者對農(nóng)作物可食用部分的檢測過程中均發(fā)現(xiàn)鎘超標(biāo)現(xiàn)象[7-8]。

2 " 篩選鎘低積累農(nóng)作物的必要性

如何有效降低農(nóng)作物體內(nèi)的重金屬鎘含量，傳統(tǒng)方法是通過物理沉降法、化學(xué)調(diào)控法來降低農(nóng)田土壤中重金屬含量，雖有些修復(fù)效果顯著，但存在很多的問題，如工程量大、成本高而且容易造成2次污染，而生物修復(fù)作為一種環(huán)境友好型修復(fù)方法，具有廣泛的應(yīng)用前景，但也存在局限性，如修復(fù)周期長、效果緩慢[9]。相對于以上修復(fù)方法而言，目前被國內(nèi)外研究者普遍認(rèn)為切實(shí)可行的方法是選育鎘低積累品種來降低農(nóng)作物對重金屬的吸收和積累，從而降低農(nóng)作物體內(nèi)的重金屬鎘含量。因?yàn)槲覈r(nóng)田土壤受重金屬鎘污染的范圍較廣，且人多地少，不可能將大面積的鎘中輕度污染農(nóng)田休耕或污染修復(fù)，而在這些農(nóng)田上收獲的農(nóng)作物可食部分鎘含量超過國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的幾倍甚至幾十倍，威脅人體健康。因此，篩選鎘低積累農(nóng)作物品種來降低食物鏈中重金屬鎘的富集更具必要性和可行性，主要原因在于以下幾方面：

（1）自然界中作物種類繁多，而且每種作物有很多基因型或栽培變種，由于篩選鎘低積累品種的程序簡單易行，得到的鎘低積累品種可直接在當(dāng)?shù)赝茝V應(yīng)用，相對于轉(zhuǎn)基因品種更安全環(huán)保，為篩選鎘低積累品種提供了可行性[10]。

（2）大量研究表明，不同的農(nóng)作物對重金屬鎘的吸收和積累有很大差異，甚至同一作物不同品種間對重金屬鎘的吸收和積累也有很大差異，即基因型差異[11-13]。這為選育鎘低積累品種提供了理論依據(jù)。

（3）近年來，許多研究者已在多種作物上開展了低積累品種的篩選研究，獲得了很多成效，如水稻[14]、油菜[15]、番茄[16]等篩選出了重金屬低積累品種，積累了許多數(shù)據(jù)，為開展重金屬鎘低積累農(nóng)作物篩選奠定了基礎(chǔ)。

3 " 鎘低積累農(nóng)作物篩選標(biāo)準(zhǔn)

目前關(guān)于重金屬低積累作物還沒有明確定義，大多數(shù)研究者[10，12，17]認(rèn)為通過種植重金屬低積累作物來降低農(nóng)作物的重金屬吸收和積累，且可供食用的部位重金屬含量低于國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，以滿足安全食用。劉維濤[10，18]等認(rèn)為鎘低積累品種的篩選標(biāo)準(zhǔn)至少應(yīng)具備以下特征：

（1） 篩選的低積累農(nóng)作物地上部和根部重金屬鎘含量均很低，或者可供食用的部位重金屬鎘含量低于國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn);

（2） 篩選的低積累農(nóng)作物對重金屬鎘的累積量小于土壤中重金屬鎘的濃度，即富集系數(shù)<1;

（3） 篩選的低積累農(nóng)作物從其他部位向可食部位轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬鎘能力較差，即轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)<1，即該農(nóng)作物吸收的重金屬鎘主要累積在根部，向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)較少;

（4） 篩選的低積累農(nóng)作物對鎘毒害具有較高的耐受性，在鎘高污染土壤下能夠正常生長，且生物量無顯著下降。

該標(biāo)準(zhǔn)對今后鎘低積累作物篩選具有一定指導(dǎo)意義，但尚需進(jìn)一步的研究工作加以完善和細(xì)化。

4 " 鎘低積累農(nóng)作物篩選現(xiàn)狀及展望

為了保障農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)和人類健康，篩選鎘低積累農(nóng)作物品種已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。目前，已篩選出的鎘低積累作物有硬粒小麥[19]、水稻[20]、大白菜[11]、玉米[21]、番茄[22]、花生[23]等。20世紀(jì)90代初，加拿大就開始了對硬粒小麥Cd低積累品種的篩選，通過與其他國家引進(jìn)的小麥基因型對比研究，發(fā)現(xiàn)基因型間Cd積累存在顯著差異[19]，并用于實(shí)際生產(chǎn)。硬粒小麥遺傳學(xué)研究表明，硬粒小麥Cd低積累的性狀是由單基因控制，并且這一性狀具有較高的遺傳性，這為Cd低積累基因型的選育奠定了基礎(chǔ)[24-25]。目前國內(nèi)外對鎘低積累農(nóng)作物的篩選主要集中在水稻。吳啟堂[26]曾報(bào)道過不同水稻品種間鎘積累存在顯著差異，差異可達(dá)1倍以上，這為選育鎘低積累的水稻品種奠定基礎(chǔ)。蔣彬等[27]通過大田試驗(yàn)對國內(nèi)不同地區(qū)的239份水稻稻米中Cd含量進(jìn)行了分析，也證明不同基因型稻米中Cd含量差異極顯著。隨著研究的深入，一些關(guān)于水稻稻米鎘低積累的相關(guān)基因開始被報(bào)道，如研究表明金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在水稻對重金屬的耐性和積累中起著重要作用[28]。劉維濤等[11]篩選出的鎘低積累大白菜品種豐源3號在盆栽試驗(yàn)中對Cd富集能力最差且耐性較強(qiáng)，在田間試驗(yàn)時，生產(chǎn)的大白菜也符合農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜安全要求（GB18406.1-2001）。

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（助理編輯：易婧;責(zé)任編輯：敬廷桃）