王志偉　李涵　鄒甜　孫波　龔思　陳澤南

摘 要： 為了評價Cd污染地區(qū)西瓜種植的安全性，通過對Cd污染地區(qū)的西瓜品種篩選和大棚長季節(jié)栽培試驗研究了58個西瓜品種對Cd積累的差異，以期篩選出低Cd積累的西瓜品種。研究結果表明，在土壤Cd含量低于0.973 mg·kg-1時，西瓜果實Cd含量均低于國家現(xiàn)行標準GB 2762-2012，其中‘黑媚娘的Cd含量最低。西瓜長季節(jié)栽培時果實中Cd含量隨著采收批次的增加呈增加趨勢，‘橙玉最后一批果實中Cd含量為28 μg·kg-1，因此在中度Cd污染地區(qū)西瓜生產是安全的，建議推廣種植‘黑媚娘‘超級京欣‘金鑫和‘金福等低Cd積累西瓜品種。

關鍵詞： 西瓜； 重金屬； Cd； 積累

Screening of low cadmium accumulation of watermelon cultivars

WANG Zhiwei1，2， LI Han3， ZOU Tian1， SUN Bo1， GONG Si1， CHEN Zenan1， SUN Xiaowu1

（1. College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China； 2. Hunan Vegetable Research Institute， Changsha 410125， Hunan， China；3. Hunan Crop Research Institute， Changsha 410125， Hunan， China）

Abstract：To assess the security of watermelon cultivation in Cd contaminated soil effectively and efficiently，the variation of Cd content in 58 watermelon genotype materials and the effect of Cd concentration in Cd contaminated farmland soil on Cd content in watermelons were investigated through field experiments and long season cultivation experiment in order to screenout Cd-pollution-safe watermelon cultivars. It was found that the content of Cd in watermelon fruits from the field with the soil Cd content below 0.973 mg·kg-1 is lower than the current national standard GB 2762-2012， the Cd content of ‘Heimeiniang is the lowest. The Cd content in watermelon fruit from long season cultivation with the increase of recovery batches showed a trend of increase， the Cd content in the last harvested fruits of 'Chengyu' is 28 μg·kg-1. Watermelon production in moderate Cd pollution area is safe， watermelon varieties ‘Heimeiniang， ‘Chaojijingxin， ‘Jin xin and ‘Jin Fu are recommended in planting low accumulation.

Key words： Watermelon； Heavy metal； Cadmium； Accumulation

隨著中國經濟社會的快速發(fā)展、礦產資源的開發(fā)以及農業(yè)生產中礦物肥料的使用，Cd 已經成為環(huán)境中的主要污染物之一。農業(yè)部的調查數據表明，中國的污灌區(qū)面積約140萬hm2，遭受重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%，其中輕度污染占46.7%，中度污染占9.7%，嚴重污染占8.4%，以Hg和Cd的污染面積最大。統(tǒng)計結果表明，目前中國污灌區(qū)有11處生產的大米中Cd含量嚴重超標，中國每年因重金屬污染導致的糧食減產超過1 000萬t，被重金屬污染的糧食多達1 200萬t，合計經濟損失至少200億元[1]。Cd是植物生長的非必需元素之一，很容易被根吸收且部分被運輸到地上部[2]。

植物修復是利用植物及其根際圈微生物體系來吸收、揮發(fā)、降解土壤中污染物質的方法[3]。近年來，已篩選出東南景天[4]、葛藍菜[5]等超富集植物，但是由于其對生長環(huán)境要求嚴格、生物量小，難以大面積的推廣應用。2014年湖南省開展重金屬超標地區(qū)種植結構調整，部分輕度和中度超標地區(qū)正在進行西瓜的試種[6]。西瓜果實汁多、味甜爽口，深受人們喜愛，是夏季主要消費水果之一。湖南省西瓜年播種面積在14萬hm2左右，位居全國第四，栽培歷史悠久、分布地域廣，由于其經濟效益相當可觀，已成為湖南產區(qū)重要的園藝作物[7]。篩選低Cd積累西瓜品種用于Cd超標地區(qū)種植結構的調整是近年來人們關注的熱點問題，筆者以湖南省主栽的58個西瓜品種（組合）為材料，通過露地一季栽培和大棚長季節(jié)栽培2種模式，明確了西瓜品種間Cd積累的差異性，篩選出了適于湖南重金屬污染區(qū)種植的西瓜品種，為重金屬污染區(qū)種植結構調整提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料

采用58個西瓜品種（組合）為試驗材料，包括有籽西瓜32份，無籽西瓜16份，小果型西瓜10份（表1）。

1.2 品種篩選試驗

試驗于2015年4—7月在湖南農業(yè)大學蔬菜瓜類研究所湘潭市響水試驗基地進行，響水基地土壤Cd含量和理化性質分別為：Cd質量分數 0.973 mg·kg-1、pH 7.14、有機質質量分數36.9 g·kg-1、堿解氮質量分數126.8 mg·kg-1、速效磷質量分數29.2 mg·kg-1、速效鉀質量分數71.2 mg·kg-1、陽離子交換量14.8 cmol（+）·kg-1。4月10日將2葉1心期的西瓜定植，采用2蔓整枝爬地栽培模式，株距60 cm，行距300 cm，隨機區(qū)組排列，每處理15株，3次重復，每株留1果，于西瓜果實成熟時測定Cd含量。

1.3 大棚長季節(jié)試驗

在品種篩選的基礎上，于2016年選擇‘隆發(fā)88（W9）、‘大玉4號（W6）、‘黑馬王子（W3）、‘黑媚娘（Y29）、‘超級京欣（Y13）、‘金鑫（Y31）、‘早蜜（Y32）、‘和欣（Y8）、‘小玉7號（X6）、‘金福（X5）、‘紅小玉（X10）、‘黃小玉2號（X7）、‘橙玉（X3）在湘潭基地進行大棚長季節(jié)栽培。2月20日定植，株行距、留瓜方法同1.2。在4月25日，西瓜果實成熟時，采集西瓜果實測定Cd含量，隨后于10月10日清園前采集最后一批成熟的西瓜果實（有籽西瓜和小果型西瓜第6批，無籽西瓜第5批），測定Cd含量。

1.4 Cd含量測定方法

西瓜果實中Cd含量檢測參照GB/T 5009.15-2014石墨爐原子吸收光譜測定法進行檢測，將檢測樣品清洗干凈后打成勻漿，消化后，在原子吸收分光光度計波長228.8 nm處進行檢測。土壤中Cd含量委托湖南省農業(yè)科學院農化檢測中心測定。

1.5 數據處理

采用 Excel 2013對數據進行數據的整理分析，DPS 7.05軟件進行統(tǒng)計聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不同西瓜品種Cd含量分析

在中度Cd含量（0.6 mg·kg-1

依據西瓜果實中Cd含量聚類分析的結果（圖1），在0.77分離距離上將58個西瓜品種分為4類。第Ⅰ類：高積累品種（Cd含量>12 μg·kg-1），僅1個品種（組合）Y12（‘Z206）；第Ⅱ類：較高積累品種（Cd含量>10 μg·kg-1），共3個品種，分別為W9（‘隆發(fā)88）、X3（‘橙玉）、W12（‘洞庭1號）；第Ⅲ類：低積累品種（Cd含量<3.0 μg·kg-1），共3個品種，分別為Y13（‘超級京欣）、Y29（‘黑媚娘）、Y31（‘金鑫）；第Ⅳ類：較低積累品種（組合）（Cd含量3.0～10 μg·kg-1），共51個品種。

2.2 長季節(jié)栽培西瓜果實Cd積累量的變化

從圖2中可以看出，西瓜長季節(jié)栽培中，采收的最后一批西瓜果實Cd含量較第一批都呈明顯增加的趨勢，但是，‘橙玉是最后一批西瓜果實Cd含量最高的品種，僅為28 μg·kg-1，低于國家現(xiàn)行標準規(guī)定的50 μg·kg-1。此外，長季節(jié)栽培采收的第一批西瓜果實中，不同類型和不同品種西瓜的Cd積累量高低與品種篩選試驗結果一致。

3 討論與結論

近年來，在保證農產品質量安全的前提下篩選Cd低積累品種，合理利用重金屬污染耕地成為農業(yè)生產的重要方向[8]。前人在小麥、玉米、水稻、油菜等[9-13]糧食作物，辣椒、煙草、蔬菜等[14-16]經濟作物上的研究結果表明，同種作物不同品種在重金屬積累量方面存在顯著差異，因此，篩選重金屬污染地區(qū)低積累品種是十分必要、可行的。

西瓜根據倍性的不同可以分為三倍體無籽西瓜和二倍體有籽西瓜，二倍體有籽西瓜根據果實的大小可以分為中大果型和小果型。三倍體西瓜具有生長勢強、抗病性強等特點，小果型西瓜由于單瓜質量小、果皮薄、口感好等特點深受消費者喜愛。重金屬污染區(qū)應根據當地的實際情況種植不同類型的西瓜，因此篩選重金屬低累積西瓜品種是目前重金屬污染地區(qū)種植結構調整的一個重要方向。李涵等[6]通過盆栽試驗研究了三倍體西瓜‘黑馬王子和二倍體中果型西瓜‘黑媚娘的Cd積累規(guī)律，為該地區(qū)的西瓜種植提供了參考，但是生產中推廣的西瓜品種較多，因此需進行大量的品種篩選試驗，才可以科學地指導生產。

筆者在Cd含量0.973 mg·kg-1的土壤中進行試驗，結果表明，西瓜果實中Cd含量在西瓜品種篩選與長季節(jié)栽培試驗中的結果基本一致，不同類型品種（組合）間存在差異，‘Z206的Cd含量最高，為12.13 μg·kg-1，‘黑媚娘的Cd含量最低，為2.33 μg·kg-1，長季節(jié)栽培中‘橙玉最后一批西瓜果實Cd含量最高，為28 μg·kg-1。西瓜果實中Cd含量隨著生育期和采收期的延長呈增加趨勢，這與劉峰等[14]研究的辣椒果實中Cd含量隨坐果時間的延長而增加的結果一致。因為作物對重金屬的積累存在著明顯的時間差異，因此認為在Cd低積累西瓜篩選過程中，明確不同時期西瓜的Cd積累規(guī)律具有重要意義。

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