費維新 榮松柏 初明光 江瑩芬 吳新杰 李強生 陳鳳祥

摘要?重金屬污染農(nóng)田目前已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的嚴重問題，利用植物對重金屬元素超累積吸附作用修復污染土壤是一種綠色、經(jīng)濟有效的方法。該研究主要從鎘等重金屬對油菜種子發(fā)芽與生長發(fā)育的影響、在油菜植株內(nèi)的遷移分布、重金屬超積累油菜資源品種鑒定、影響油菜吸附鎘等重金屬的其他因素以及油菜在鎘等重金屬污染修復中的應用前景等方面綜述了近年來利用油菜種植修復重金屬鎘、銅等污染土壤的研究進展，為油菜種植修復重金屬污染土壤可行性提供科學參考。

關(guān)鍵詞?油菜;農(nóng)田土壤;重金屬污染;植物修復

中圖分類號?X53文獻標識碼 A文章編號?0517-6611（2018）35-0019-04

隨著我國工業(yè)化進程加快發(fā)展以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上農(nóng)藥化肥的不合理的過量使用，農(nóng)田重金屬污染目前已經(jīng)成為一大嚴重問題，農(nóng)產(chǎn)品等重金屬超標問題頻現(xiàn)，由于重金屬難以降解與清除，在生物圈中移動與累積，對食品安全與人類健康形成嚴重的影響。我國受到鎘（Cadmium，Cd）污染的土地面積已超過28萬hm2[1]。在土壤重金屬污染中， 鎘（Cd）被列為五大毒物（Cd、Hg、As、Cr、Pb） 之首，在生物圈中移動性大、毒性強，其毒性僅次于汞而位居第二，植物容易從土壤中吸收Cd并在體內(nèi)造成累積， Cd 在植物性農(nóng)產(chǎn)品中的殘留問題較突出，嚴重威脅人類健康[2]，攝入或吸入過量的鎘會對人體的免疫系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等造成損傷，同時鎘還具有較強的致癌、致畸、致突變的作用[3]。目前學術(shù)界提出多種修復治理重金屬污染土壤的方法，但是許多措施由于成本高昂或操作過程繁瑣難以實施。

植物修復技術(shù)（phytoextraction）是利用植物對重金屬元素超累積吸附作用修復被重金屬污染土壤的方法，經(jīng)濟有效并具有廣闊的應用前景，由于具有不破壞土壤生態(tài)環(huán)境、沒有二次污染、容易操作實施的特點受到社會各界的關(guān)注[4-5]。近年來，利用油菜種植開展重金屬植物修復成為研究熱點，甘藍型油菜（Brassica napus L.）是我國的主要農(nóng)作物之一，在我國南北地區(qū)廣泛種植，常年種植面積約達700萬hm2[6]，油菜生長生物量大，并且生產(chǎn)種植技術(shù)成熟易于掌握，研究表明甘藍型油菜具有修復Cd、Cu等污染土壤的能力?？梢宰鳛镃d等重金屬污染土壤的修復替代種植作物，特別是在典型的大面積Cd等重金屬污染區(qū)替代種植修復，是一種綠色經(jīng)濟高效的重金屬污染土壤修復技術(shù)方法。

1?鎘等重金屬對油菜種子發(fā)芽的影響

不同濃度鎘等重金屬污染以及2種以上重金屬混合污染對油菜種子的萌發(fā)有一定的促進或抑制作用。在油菜種子萌發(fā)試驗中發(fā)現(xiàn)，Cd能抑制油菜種子的萌發(fā)，且與Cd濃度正相關(guān)，當Cd濃度為50?mg/kg時，萌發(fā)率僅為16%[7]。不同材料對鎘脅迫反應不同，鎘脅迫濃度為5?mg/L時抑制作用明顯，對種子萌發(fā)影響表現(xiàn)為隨著鎘脅迫濃度的加大，相對發(fā)芽勢和相對成苗率呈現(xiàn)先增后降趨勢，對幼苗生長的影響表現(xiàn)為根長>苗長>苗鮮重>苗含水量[8]。隨著鎘濃度增加，油菜種子發(fā)芽勢呈逐漸下降趨勢，鎘濃度為50和75?mg/L時，發(fā)芽勢顯著降低;鎘濃度為1 000 mg/L與對照組相比，發(fā)芽勢下降了60%[9]。土壤重金屬鎘對油菜種子的發(fā)芽勢有較強的抑制作用，隨著鎘濃度的增加，抑制作用增強明顯。在較低濃度Cd的條件下，Cd對油菜的生長產(chǎn)生一定的促進作甩，在Cd濃度較高時，重金屬Cd對油菜株高的生長產(chǎn)生一定的毒害作用。

Pb2+濃度小于50 mg/L時，對油菜的萌發(fā)率、苗長和根長均表現(xiàn)為促進作用，大于50 mg/L后表現(xiàn)為明顯的抑制作用，大于200 mg/L后抑制作用逐漸減弱;而Cd2+濃度小于5 mg/L，對油菜的萌發(fā)率、苗長和根長普遍表現(xiàn)為持續(xù)的促進作用，大于5 mg/L后表現(xiàn)為持續(xù)明顯的抑制作用;根長的變化比苗長更能體現(xiàn)2種重金屬對油菜的毒性，是一個重要的指示植物受重金屬毒性影響的指標;油菜中鉛和鎘的含量均隨著處理水平的提高而增加，其中鎘的這種趨勢更明顯[10]。銅離子和鉛離子低濃度（≤10 mg/L）的處理對油菜種子的萌發(fā)影響不明顯，高濃度（≥100 mg/L）的銅離子和鉛離子處理能顯著抑制油菜種子的萌發(fā)，并且銅離子和鉛離子濃度與油菜種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)成反比。同一處理方式相同處理濃度下，銅離子對油菜種子的毒害性顯著強于鉛離子;不同處理方式相同濃度重金屬溶液處理下，油菜種子的萌發(fā)表現(xiàn)為油菜種子接觸重金屬污染越早，時間越長其受到的毒害越嚴重。這說明一定濃度的銅離子和鉛離子對油菜種子萌發(fā)均有顯著影響，相同濃度下銅離子的影響更明顯[11]。

比較5種重金屬離子Cu2+、Fe3+、Mn2+、Zn2+、Pb2+脅迫對油菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。隨著Cu2+、Fe3+、Pb2+濃度的增大，油菜的發(fā)芽率、發(fā)芽勢均呈現(xiàn)不同程度的降低趨勢;其中油菜種子對Cu2+、Pb2+的耐受能力相對較高，Cu2+、Pb2+濃度在2 000 mg/L時平均發(fā)芽率分別達到57%和91%。在Mn2+、Zn2+處理下油菜種子的發(fā)芽率并沒下降，反而表現(xiàn)出促進作用。5種重金屬離子對油菜種子根長和芽長的生長具有強烈的抑制作用，對油菜種子根長的抑制效果較芽長更大，濃度過高使種子生長受毒害嚴重，超過植物的耐受限度就會直接導致死亡[12]。徐進等[13]研究表明，重金屬對油菜種子萌發(fā)的抑制作用依次為Hg>Cd>Co>Ni>Zn。萌發(fā)率為40%以上時，K和Ca可以提高Ni、Zn和Co離子脅迫下油菜種子的萌發(fā)率，卻進一步降低了Hg、Cd脅迫下種子的萌發(fā);Mg可以提高Ni、Zn、Cd和Co離子脅迫下種子的萌發(fā)率，但對Hg毒害卻沒有緩解。胚根伸長率達到60%以上時，K和Mg增強了Ni、Hg、Cd和Co對胚根生長的抑制，而Ca則緩解了Zn、Ni和Co對胚根生長的抑制作用。

2?鎘等重金屬對油菜生長發(fā)育的影響

重金屬脅迫會導致植物樣本葉片中的含水率下降，且脅迫程度越高樣本中的含水率則越低。植物樣本在受到重金屬脅迫后，葉片中抗壞血酸含量迅速大量減少，而谷胱甘肽含量明顯升高。細胞內(nèi)游離脯氨酸對脅迫的響應速度相對較慢，脅迫程度較低時對樣本中的游離脯氨酸含量影響相對較小，而當重金屬脅迫達到一定程度時，會導致游離脯氨酸在葉片中大量累積。在脅迫環(huán)境下，植物葉片中結(jié)合態(tài)水楊酸的含量首先迅速上升，隨后轉(zhuǎn)化為游離態(tài)水楊酸;當脅迫程度較低時，結(jié)合態(tài)水楊酸可根據(jù)葉片中游離態(tài)水楊酸的含量調(diào)整轉(zhuǎn)化速率，使樣本中游離態(tài)水楊酸含量維持在一定的范圍內(nèi)[14]。這些生理生化上的變化可導致油菜生長發(fā)育受到影響，刺激或者阻礙油菜植株個體的生長。

重金屬的脅迫引起油菜株高及葉綠素含量等的變化。油菜的株高、干重和葉綠素含量等在低水平Cd處理時輕微地促進，而在高水平Cd處理中受到抑制，在土壤Cd添加量為120 mg/kg時，油菜的株高、干重和葉綠素含量達到最大[15];油菜植株中脯氨酸含量隨Cd添加量的增加而增加，當土壤Cd含量為200 mg/kg時，油菜體內(nèi)脯氨酸含量達到最高，比對照升高了17.95倍。鎘脅迫對芥菜型油菜葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)含量和過氧化氫酶活性的變化都有一定的影響[16]，鎘處理后油菜幼苗表現(xiàn)出子葉枯萎黃化，外圍真葉的邊緣也有干枯現(xiàn)象，當鎘濃度達100 mg/L時，處理油菜品種的葉綠素含量較對照品種平均降低了47.63%。當Cd2+濃度較低時，可溶性蛋白質(zhì)的濃度會有一定的降低，而隨著處理Cd2+ 濃度的增大，可溶性蛋白質(zhì)的濃度又會增大，而且會超過對照的蛋白質(zhì)濃度。油菜對土壤Pb、Cd污染具有一定的耐性[17]，在土壤Pb濃度為0～200 mg/kg、Cd濃度為0～5 mg/kg范圍內(nèi)，對油菜的生長有促進作用。在土壤Pb濃度為200～1500 mg/kg、Cd濃度為5～20 mg/kg范圍內(nèi)，對油菜的生長有抑制作用。低水平鎘、鉛復合處理對油菜的生物量、硝酸還原酶活性有促進作用，而高水平鎘、鉛復合處理則表現(xiàn)出抑制作用[18]。隨著土壤鉛含量的增高，油菜株高、鮮重和干重逐漸減小[19]。

2種以上重金屬復合脅迫時具有一定的拮抗作用。研究表明[20]低濃度Cu和Cd單一脅迫（Cu≤100 mg/kg，Cd≤3 mg/kg）均可促進油菜生長，高濃度脅迫抑制油菜生長，且濃度越高抑制作用越強，在高濃度處理時，Cd的脅迫作用最大。復合處理時，整體葉綠素的合成均受到影響。油菜在Cu脅迫下體內(nèi)POD的抗性增強、CAT活性抑制明顯、SOD活性抑制較弱;在Cd脅迫下3種抗氧化酶活性均隨脅迫濃度增加呈先增后降趨勢。Cu、Cd復合脅迫對SOD和CAT活性的抑制產(chǎn)生拮抗作用，對POD的活性整體產(chǎn)生抑制。油菜對土壤Cu、Cd的累積能力存在差異，油菜對Cd的富集作用強于Cu。單一脅迫時，這種富集作用均隨處理濃度增加而降低;而復合脅迫時，油菜對Cd的富集在5 mg/kg急劇增高。復合脅迫降低了油菜對Cd、Pb的富集能力和Pb在油菜體內(nèi)的遷移能力，但提高Cd在油菜體內(nèi)的遷移能力;油菜對Cd的吸收能力和其在油菜體內(nèi)的遷移能力均遠遠大于Pb[21]。當土壤加鋅量小于25 mg/kg時，鋅的投入促進了油菜對鎘的吸收，鋅對鎘吸收具有協(xié)同作用;但當土壤加鋅量超過25 mg/kg時，投入鋅卻抑制了油菜對鎘的吸收，此時鋅對鎘的吸收則有拮抗作用[22];Cd、Zn協(xié)同使產(chǎn)量降低，而Pb卻使油菜產(chǎn)量有所增加，其對產(chǎn)量的影響依次為Zn>Cd>Pb。Cd、Zn、Pb在油菜體內(nèi)的積累除了受本元素添加濃度的顯著影響外，同時還受到共存元素的影響。

46卷35期?費維新等?油菜種植修復重金屬鎘等污染土壤研究進展

3?鎘等重金屬在油菜植株內(nèi)的遷移分布

不同重金屬在油菜植株器官中富集部位不同。鎘等重金屬為植物非必需元素，重金屬離子可通過植株根部的共質(zhì)體或質(zhì)外體等途徑進入植株內(nèi)部，尤其是植株幼嫩的部位，其中，生長點是植物各器官發(fā)育的形成關(guān)鍵起始部位

是植株對重金屬鎘等最敏感的部位。鎘離子的濃度過大會毒害影響生長點細胞的分裂，阻礙減緩植物體的發(fā)育生長，最后導致作物減產(chǎn)和質(zhì)量下降不達標。重金屬主要積累在油菜的根和葉中，Pb 在油菜根部的濃度遠遠高于其他部位，Cu、Zn、Cd 在不同品種油菜的根和葉中吸收積累情況不同，莖稈和果實中重金屬的含量都相當?shù)?。對比重金屬在不同品種油菜中的富集和遷移轉(zhuǎn)運情況發(fā)現(xiàn)，芥菜型油菜適用于Cu、Pb 污染的土壤，甘藍型油菜對Zn、Cd 的吸收積累效果最好?？偟膩碚f，甘藍型油菜較其他品種更加適合修復該重金屬復合污染的尾礦區(qū)土壤[23]。

研究表明，重金屬鎘在油菜中富集地上部>地下部，并且重金屬鎘從油菜籽到菜籽油的轉(zhuǎn)移率與油菜籽中的蛋白質(zhì)含量呈負相關(guān)，菜籽餅粕中含有的鎘是菜籽油中含量的2倍，鎘從油菜籽到菜籽油的轉(zhuǎn)移率為2%～10%;隨著Cd濃度的升高，油菜植株對Cd的吸收顯著增加，而且油菜地上部分的吸收量顯著高于地下部分，其中莖的Cd濃度最高，籽粒最低;油菜將Cd從地下轉(zhuǎn)移到地上部分的轉(zhuǎn)運系數(shù)隨外源Cd濃度的升高而呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢[24]。但是有些研究認為油菜體內(nèi)Cd積累規(guī)律為根部大于地上部，根、莖及角果皮鎘較高，尤其是根部[25-26]。油菜根部、莖葉和籽粒對Cd的富集系數(shù)分別為59.01、80.44和52.42，對Pb的富集系數(shù)分別為8.92、11.19和7.66，油菜莖葉對Pb、Cd的富集能力最強[17]。油菜植株各部位含Cd量以及每盆油菜吸收Cd總量都隨土壤Cd添加量的增加而遞增，在土壤Cd添加量為40 mg/kg時達到最大值，此后則會下降。低水平Cd處理對油菜的株高、干質(zhì)量、葉綠素含量等有輕微的促進作用，而高水平Cd則表現(xiàn)出抑制作用，在土壤Cd添加量為80 mg/kg時，油菜的株高、干質(zhì)量、葉綠素總量分別比對照降低了20.5%、43.5%和64.3%[26]。

魏曉燕[27]研究認為油菜葉中的Cu元素含量隨著澆灌的重金屬溶液中的Cu元素濃度的增加而增加。油菜在Cu單一因素影響時，水中Cu元素濃度為100 mg/L時，其葉部的含量為0.044 3 mg/kg;水中Cu元素濃度為500 mg/L時，葉部的含量為0.050 7 mg/kg，水中元素濃度增加了5倍，油菜葉部元素的富集量增長了1.14倍。Cu與Pb 2種元素復合作用時，油菜葉部Cu元素含量隨著混合水溶液中Pb元素含量的增加而增大，但是油菜在混合濃度影響下，其葉部Pb含量受Cu影響，Cu對Pb吸收富集有抑制作用。研究表明Cu、Zn根部的積累尤其明顯[28]。當Cu處理為1 000 mg/kg時，油菜莖葉和根中質(zhì)量分數(shù)分別為57.6、424.2 mg/kg;當Zn處理為1 000 mg/kg時，油菜莖葉和根中質(zhì)量分數(shù)分別為240、608.5 mg/kg。與Zn相比，Cu主要積累在油菜的根部，向莖葉遷移累積的量很少。油菜的株高、干重、葉綠素含量等在低水平Pb處理時得到輕微的促進，而在高水平Pb處理中受到抑制，在土壤Pb添加量為2 000 mg/kg時，它們分別比對照降低了8.0%、21.1%和51.7%。油菜體內(nèi)Pb積累分布大小為：根部>地上部>籽實，各部位Pb含量以及每盆油菜吸收Pb總量都隨土壤Pb添加量的增加而遞增，并在土壤Pb添加量為1 500 mg/kg時達到最大值，此后則下降。

4?其他因素對油菜吸附鎘等重金屬的影響

土壤調(diào)控劑能夠提高鎘污染土壤植物修復效率，高用量的硫肥和風化煤硝基腐殖酸顯著提高兩茬油菜對土壤中鎘的提取效率[29]。螯合劑EDTA、EDDS和草酸對3種土壤酶活性的影響，均顯著提高了土壤總Cd去除率，其中EDTA的效果最好，最佳濃度為3mmol/kg，此時土壤Cd總?cè)コ矢哌_74.57%[30]。張淼[31]研究礦物硅肥、硅鈣鎂鉀肥、微生物菌劑作底肥對苗期和成熟期油菜吸收累積Cd的影響，結(jié)果表明均能降低油菜苗期和成熟期各部位中Cd的含量，其中施用礦物硅肥和微生物菌劑的處理效果較好，對油菜籽粒的降Cd幅度分別達到40.12%和44.22%。適量的有機肥可以提高油菜在污染土壤中吸收總鎘的含量，油菜對低污染土壤中的鎘有超富集作用[32]。施用尿素和硫酸銨能顯著降低小油菜根系和地上部鎘含量[33]。王顯路等[34]研究表明土壤施加硫代硫酸銨提高了油菜對汞的吸收，當硫代硫酸銨的添加比為0.4%時，油菜根、莖、葉三部分汞含量較對照高出5.838、0.088、0.203 mg/kg。硫代硫酸銨的施用增加了油菜汞吸收的原因在于硫代硫酸銨改變了汞在土壤中的賦存形態(tài)，提高其生物可利用性。

根際真菌毛霉QS1接菌處理明顯促進油菜生物量的增加、Cd在植株體內(nèi)的富集和Cd從根部向地上部分的遷移，土壤Cd處理對油菜的臨界毒害濃度在148.41 mg/kg左右，接菌處理使油菜的Cd臨界毒害濃度提高到175.35 mg/kg，接菌處理的油菜在土壤Cd濃度為148.41 mg/kg時，積累量最大，為69.83 mg/kg;而不接菌的油菜在土壤Cd濃度125.7 mg/kg時，Cd積累量最大，為57.81 mg/kg[35]。植物促生細菌可強化油菜修復銅污染土壤，接種菌株TC1顯著提高油菜根部銅含量24.0%;接種菌株W33分別顯著提高油菜地上部和根部銅含量24.2%、37.1%。菌株TCl、W33分別顯著提高油菜總Cu吸收量達39.7%、59.1%[36]。木霉菌及其REMI突變株在土壤有鎘的脅迫條件下，突變株P(guān)6、H6可明顯提高滬油20對土壤鎘的凈化率[37]。

油菜對Cd的吸收轉(zhuǎn)運不僅受外源硫供應的影響，且與自身硫代謝關(guān)系非常密切。硫苷是影響油菜品質(zhì)的重要含硫次級代謝產(chǎn)物，而油菜籽粒硫苷含量能較好地表征油菜的硫苷特性。通過Cd污染土壤的大田試驗，結(jié)果表明，初花期高、低硫苷油菜不同器官間Cd含量皆為根>葉>莖，成熟期皆為莖>根>殼>籽粒。初花期高硫苷與低硫苷油菜對Cd的吸收積累無顯著差異;而成熟期高硫苷油菜對Cd的吸收積累顯著低于低硫苷油菜，成熟期高硫苷油菜殼/莖、籽粒/殼Cd轉(zhuǎn)運系數(shù)分別為0.22和0.17，而低硫苷油菜分別為0.25和0.23，比高硫苷油菜分別高13.64%（P<0.05）和35.29%（P<0.05）。高硫苷油菜顯著抑制Cd從莖向其上位器官（殼、籽粒）的轉(zhuǎn)運[38]。

發(fā)根農(nóng)桿菌介導IRT1基因轉(zhuǎn)化鎘超富集植物油菜研究[39]，野生型和轉(zhuǎn)IRT1油菜毛狀根都能有效地富集培養(yǎng)基中的Cd。在不同濃度的Cd環(huán)境下，轉(zhuǎn)入IRTl基因的毛狀根比野生型毛狀根的生長狀況更好，對Cd的富集量更高。隨著培養(yǎng)基中Cd濃度的增加和培養(yǎng)時間的延長，轉(zhuǎn)IRT1油菜毛狀根對Cd的富集量也隨之增加。在濃度為100 μmol/L的Cd培養(yǎng)基中培養(yǎng)14 d后，轉(zhuǎn)IRT1基因毛狀根中富集的Cd含量為（331.61±0.26 μg/g毛狀根，Cd富集系數(shù)達到7.261%±0.006%，比野生型毛狀根的富集系數(shù)6.384%±0.005%提高了13.73%±0.01%。

5?鎘等重金屬超積累油菜資源品種鑒定

一般認為鎘超積累植物應具有以下特征：超積累植物地上部分的重金屬含量是同等生境條件下其他普通植物含量的100倍以上;在污染地生長旺盛，生物量大，能正常完成生活史;一般而言，植物體內(nèi)重金屬鎘臨界含量為100 mg/kg。富集系數(shù)（BCF，地上部器官中重金屬含量與土壤中重金屬含量的比值）和轉(zhuǎn)運系數(shù)（TF，莖葉中重金屬含量與根部重金屬含量的比值）是衡量植物是否為超積累植物的重要指標。一般認為，超積累植物其富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運系數(shù)都應該大于1。但這些典型的超積累植物生長緩慢，植株矮小，地上部生物量小，在實際應用中受到很大的限制。因此，尋找對Cd具有較高吸收能力同時又能夠耐受Cd 毒性的植物成為植物修復技術(shù)的關(guān)鍵[2]。

王激清等[40]研究篩選高積累鎘的油菜品種，通過水培試驗對22個油菜品種植株地上部相對生物量、地上部鎘含量和植株吸鎘量進行比較， 篩選出高吸收累積鎘油菜品種川油Ⅱ-10、白芥和綿陽蠻油菜。金甌[41]從114個甘藍型油菜中篩選到2個在鎘脅迫下地下部含量差異較大的甘藍型油菜材料009和046。武琳霞等[25]對14個油菜品種進行重金屬鎘含量的統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，不同系列的油菜品種間鎘含量差異顯著，含量最高和最低的品系間相差7.7倍。蘇德純等[42]研究發(fā)現(xiàn)土壤中Cd 濃度達20 mg/kg時，油菜朱蒼花籽和印度芥菜的地上部干重出現(xiàn)明顯下降，但油菜溪口花籽的地上部干重不但不下降反而增加，此時油菜溪口花籽的地上部干重顯著高于油菜朱蒼花籽和印度芥菜，表明油菜溪口花籽比印度芥菜有更高的地上部生物量和耐Cd能力。

宋俊英[43]應用水培試驗對73個甘藍型油菜品種和197個芥菜型油菜品種進行篩選，獲得砷排異型品種有J176等16個油菜品種，特點是地上部和地下部生物量均較對照增大，砷的冠根比很小，砷主要集中在根系;砷排異敏感型品種有J008等8個油菜品種，具有生物量較對照小、砷主要集中在地下部的特點;砷低吸收型品種主要有J179等7個油菜品種，其生物量較對照增加，但植株砷累積量較少。

6?油菜在鎘等重金屬污染修復中的應用前景

我國是世界油菜生產(chǎn)大國，油菜是我國最重要的油料作物和葉菜類蔬菜作物，2000年以來種植面積已經(jīng)突破733萬hm2，總產(chǎn)量達到1 100萬t以上。油菜屬于十字花科蕓薹屬植物，是吸收累積鎘能力較強的一類作物[44]，而有些油菜品種對鎘具有較高的耐受性和較低的吸收積累能力，在重金屬鎘污染的農(nóng)田土壤上，通過種植低吸收、低積累鎘的作物品種來達到降低農(nóng)產(chǎn)品中鎘含量，生產(chǎn)符合食品安全標準的農(nóng)產(chǎn)品更有實際應用價值。通過研究不同油菜種類對土壤鎘的吸收能力差異性，篩選低吸收、低轉(zhuǎn)移、低積累鎘油菜品種，并探索土壤環(huán)境與累積特征的關(guān)系，從而為利用品種選擇和農(nóng)藝措施在鎘污染農(nóng)田土壤生產(chǎn)安全農(nóng)產(chǎn)品提供理論依據(jù)。低濃度Cd處理下，油菜對Cd的轉(zhuǎn)運系數(shù)較高，修復效率可以達到6.841%～7.752%。土壤微生物多樣性分析發(fā)現(xiàn)，Cd改變了土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)，降低了部分優(yōu)勢菌群的相對豐度，而油菜可以增加這些菌群的相對豐度，提高土壤微生物多樣性。因此，種植油菜有利于土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以用于修復中等程度Cd污染土壤[25]。油菜對鎘、鉛的吸收表現(xiàn)不同，鎘在油菜中的轉(zhuǎn)運系數(shù)高于鉛的轉(zhuǎn)運系數(shù)，表明油菜對鎘的吸收效率較高[45]。我國油菜種質(zhì)資源中不同油菜品種吸收累積鎘存在較大差異，有些油菜品種有較強的吸收累積鎘能力，具有用來修復鎘污染土壤的潛力。油菜可以作為修復鎘、鉛污染土壤的高生物量修復植物。

參考文獻

[1] 李玉軍，張志剛，匡政成，等.植棉修復鎘污染土壤研究進展[J].中國棉花，2017，44（4）：8-10.

[2] 欒云霞，王北洪，陸安祥，等.十字花科蔬菜對土壤中鎘的吸收積累特性研究[C]//中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護協(xié)會.十一五農(nóng)業(yè)環(huán)境研究回顧與展望——第四屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學術(shù)研討會論文集.北京：中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護協(xié)會，2011：7.

[3] 苗亞瓊，林清.廣西土壤重金屬鎘污染及對人體健康的危害[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41（5）：171-173.

[4] SAIER M HJR，TREVORS J T. Phytoremediation[J].Water Air Soil Pollut， 2010， 205（S1）：61-63.

[5] MUTHUSARAVANAN S，SIVARAJASEKAR N，VIVEK J S，et al.Phytoremediation of heavy metals：Mechanisms， methods and enhancements[J]. Environmental chemistry letters，2018，16（4）：1339-1359.

[6] 王漢中.以新需求為導向的油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略[J].中國油料作物學報，2018，40（5）：613-617.

[7] 王一興. 鎘對甘藍型油菜苗期生長的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2011.

[8] 鄭本川，李浩杰，張錦芳，等.重金屬鎘對甘藍型油菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2016，29（10）：2312-2318.

[9] 李秦，蒲生彥，劉國，等.甘藍型油菜Brassica napus對重金屬Cd污染的響應[C]//中國環(huán)境科學學會.2016中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集（第四卷）.北京：中國環(huán)境科學學會，2016：6.

[10] 季麗英，肖昕，馮啟言.鉛（Pb）和鎘（Cd）對油菜幼苗的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2006（3）：48-49.

[11] 趙錦慧，李震，王俊生，等.重金屬離子對油菜種子萌發(fā)特性的影響[J].周口師范學院學報，2017，34（5）：80-84.

[12] 趙玉紅，趙玉文，鄭雨，等.重金屬脅迫下青藏高原芥菜型油菜種子發(fā)芽特征研究[J].種子，2018，37（4）：11-16，22.

[13] 徐進，魏嵬，韓璐，等.重金屬對油菜種子萌發(fā)和胚根生長的影響[J].西北植物學報，2007，27（11）：2263-2268.

[14] 葉藍韓. 重金屬脅迫下油菜生理指標變化和金屬元素快速檢測方法研究[D].杭州：浙江大學，2018.

[15] 周旭丹，趙春莉，孫曉剛，等.薺菜和油菜對鎘污染土壤的修復效應研究[J].北方園藝，2015（6）：167-172.

[16] 劉文英，張東旭，張永芳，等.不同濃度鎘脅迫對3種芥菜型油菜幼苗生理特性的影響[J].山西大同大學學報（自然科學版），2014，30（4）：45-48.

[17] 南帥帥，王亞，劉強，等.油菜對鉛鎘污染土壤的修復效果研究[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2018，31（1）：5-8.

[18] 林昕. 利用油菜對鎘、鉛污染農(nóng)田土壤植物修復研究[D].昆明：昆明理工大學，2010.

[19] 程東娟，任振江，姜素云，等.覆膜對鎘污染土壤油菜生長特性影響研究[J].灌溉排水學報，2011，30（1）：100-102.

[20] 張敏. Cu、Cd脅迫對油菜生長的影響及其生物有效性[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學，2014.

[21] 武文飛，南忠仁，王勝利，等.單一與復合脅迫下油菜對鎘、鉛的吸收效應[J].環(huán)境科學，2012，33（9）：3253-3260.

[22] 傅桂平，衣純真，張福鎖，等.潮土中鋅對油菜吸收鎘的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，1996，1（5）：85-88.

[23] 楊洋，黎紅亮，陳志鵬，等.郴州尾礦區(qū)不同油菜品種對重金屬吸收積累特性的比較[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2015，32（4）：370-376.

[24] 馮剛，王鑫，白九元，等.油菜對Cd污染土壤的修復潛力分析[J].四川大學學報（自然科學版），2018，55（1）：172-178.

[25] 武琳霞，丁小霞，李培武，等.我國油菜鎘污染及菜籽油質(zhì)量安全性評估[J].農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全，2016（1）：41-46.

[26] 張守文，呼世斌，肖璇，等.油菜對Cd污染土壤的植物修復[J].西北農(nóng)業(yè)學報，2009，18（4）：197-201.

[27] 魏曉燕. 黃河蘭州段直灌區(qū)蔬菜中重金屬的積累、遷移轉(zhuǎn)化及毒性效應研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2013.

[28] 楊紅飛，王友保，李建龍.銅、鋅污染對水稻土中油菜（Brassica chinensis L.）生長的影響及累積效應研究[J].生態(tài)環(huán)境學報，2011，20（10）：1470-1477.

[29] 齊田田，余垚，王琪，等.土壤調(diào)控劑對鎘污染土壤植物修復效率的影響[J].環(huán)境科學與技術(shù)，2016，39（S2）：288-293.

[30] 陳雨，祝方.螯合劑-油菜聯(lián)合修復對鎘污染土壤酶活性的影響[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2015，41（5）：75-78.

[31] 張淼. 改良劑對鎘污染土壤中水稻、油菜吸收積累鎘的影響[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學，2016.

[32] 李丹，李俊華，蒙佩佩，等.有機肥對鎘污染土壤修復效應的影響[J].新疆農(nóng)墾科技，2015，38（6）：58-59.

[33] 劉安輝，趙魯，李旭軍，等.氮肥對鎘污染土壤上小油菜生長及鎘吸收特征的影響[J].中國土壤與肥料，2014（2）：77-81.

[34] 王顯路，丁冠豪.汞污染土壤的化學強化油菜修復研究[J].當代化工，2018，47（3）：532-535.

[35] 朱生翠，曾曉希，湯建新，等.毛霉QS1對貴州油菜修復鎘污染土壤的強化作用[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2014，53（18）：4282-4285.

[36] 胡志偉. 植物促生細菌強化能源植物修復銅污染土壤效應及其機制研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2013.

[37] 高永東. 木霉菌-油菜聯(lián)合吸附重金屬技術(shù)構(gòu)建與作用機理初步研究[D].上海：上海交通大學，2008.

[38] 謝運河，紀雄輝，李莓，等.籽粒硫苷特性對甘藍型油菜吸收積累Cd的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2015，23（8）：994-1000.

[39] 劉靜軼. 發(fā)根農(nóng)桿菌介導IRT1基因轉(zhuǎn)化鎘超富集植物油菜的研究[D].北京：北京交通大學，2014.

[40] 王激清，張寶悅，蘇德純.修復鎘污染土壤的油菜品種的篩選及吸收累積特征研究——高積累鎘油菜品種的篩選（Ⅰ）[J].河北北方學院學報（自然科學版），2005（1）：58-61.

[41] 金甌. 重金屬超積累和排異油菜材料的篩選及相關(guān)性狀的QTL分析[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2016.

[42] 蘇徳純，黃煥忠.油菜作為超累積植物修復鎘污染土壤的潛力[J].中國環(huán)境科學，2002（1）：48-51.

[43] 宋俊英. 蕓薹屬植物對砷脅迫的反應及其機理研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2010.

[44] MOURATO M P，MOREIRA I N，LEITO I，et al.Effect of heavy metals in plants of the Genus Brassica[J]. International journal of molecular sciences， 2015，16（8）：17975-17998.

[45] 林昕，高建培.油菜對鎘、鉛復合污染土壤修復潛力的研究[J].大理學院學報，2010，9（4）：76-80.