柳 玲，楊俊杰，許 龍,王 佳,王麗香

(1.陜西省環(huán)境科學(xué)研究院，陜西 西安 710061;2.寧夏農(nóng)墾賀蘭山種業(yè)有限公司，寧夏 銀川 750021)

隨著綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題已引起國(guó)家的高度重視。土壤和農(nóng)作物中重金屬已作為“全國(guó)農(nóng)用地土壤污染狀況詳查”必測(cè)項(xiàng)目。土壤中重金屬元素可通過(guò)大量食用蔬菜進(jìn)入食物鏈[1]，因此，蔬菜的安全問(wèn)題也受到人們的廣泛關(guān)注。土壤中的有效態(tài)鉻的生物有效性較高，易在蔬菜中累積，給人類健康帶來(lái)極大危害。有關(guān)芹菜對(duì)重金屬鉻的吸收雖有一些研究，但對(duì)芹菜可食部分鉻含量與品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)較少。筆者研究通過(guò)測(cè)定不同品種芹菜在Cr6+脅迫下鉻吸收量以及芹菜各品質(zhì)指標(biāo)，用灰度關(guān)聯(lián)分析方法驗(yàn)證評(píng)價(jià)3種芹菜的品質(zhì)特性，以篩選出重金屬低累積高品質(zhì)芹菜品種，為有機(jī)設(shè)施蔬菜種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

供試芹菜為北京文圖拉芹菜、美國(guó)西芹和日本西芹。

主要儀器設(shè)備： ICE3500型火焰原子吸收分光光度計(jì)，L6S型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，DHG-9145A型電熱鼓風(fēng)干燥箱。HZQ-X500型恒溫振蕩器，ME204型電子天平等。

1.2 試驗(yàn)方法

采用盆栽方法，具體見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2～3]。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 土壤和芹菜中Cr含量的測(cè)定 充分混勻整盆土后用四分法縮分至約100 g，縮分后的土樣經(jīng)風(fēng)干后除去石子和動(dòng)植物殘?bào)w，用木棒研壓，通過(guò)2 mm尼龍篩，用瑪瑙研缽見(jiàn)溝通過(guò)2 mm尼龍篩土樣研磨至全部通過(guò)100目，混勻后嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中全消解方法消解后測(cè)定Cr含量[4]。將干凈的芹菜80℃烘干，用火焰原子吸收光度法分別測(cè)定莖和葉中Cr含量[5～6]。

1.3.2 芹菜生理品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 將其中一整盆芹菜全部沖洗干凈，于80℃烘干至恒重，稱量干重，測(cè)得生物量；可溶性蛋白、可溶性糖、Vc含量、纖維素、硝酸鹽含量均采用鮮樣測(cè)定[7]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與評(píng)價(jià)

數(shù)據(jù)用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用灰度關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[8～9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cr6+脅迫下芹菜生物量的變化

試驗(yàn)中高濃度( 60 mg·kg-1) Cr6+脅迫下，3種芹菜干重顯著低于對(duì)照(P<0. 05)，可食部分生物量分別比對(duì)照降低了75.7%、59.4%和60.5%，其中北京文圖拉地可食部分生物量下降幅度相對(duì)較大，美國(guó)西芹可食部分生物量下降幅度相對(duì)較小。土壤中高濃度Cr6+含量對(duì)美國(guó)西芹影響相對(duì)較小。

2.2 Cr6+脅迫對(duì)芹菜可食部分Cr含量的影響

從表2可以看出，3種芹菜可食部分Cr含量均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，芹菜葉部為重金屬Cr的主要富集器官。在高濃度(60 mg·kg-1)Cr6+脅迫下，美國(guó)西芹葉部Cr吸收量相對(duì)較低(219.96 mg·kg-1DW)，北京文圖拉葉部Cr吸收量相對(duì)較高(257.75 mg·kg-1DW)。

2.3 3種芹菜品質(zhì)的灰度關(guān)聯(lián)分析綜合評(píng)價(jià)

選擇芹菜葉Cr含量、Vc含量、硝酸鹽含量、纖維素含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量6個(gè)指標(biāo)，計(jì)算灰度關(guān)聯(lián)系數(shù)(γ) 和灰度關(guān)聯(lián)度(T)，依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度(T) 進(jìn)行品系間比較分析總評(píng)結(jié)果(表4) 顯示，在較低濃度(15 mg·kg-1)和高濃度(60 mg·kg-1)Cr6+脅迫下，美國(guó)西芹品質(zhì)最好(T=0.78和T=0.67)，北京文圖拉品質(zhì)最差(T=0.58和T=0.61)，日本西芹介于二者之間(T=0.61和T=0.63)。在較低濃度與高濃度Cr脅迫下美國(guó)西芹品質(zhì)較高，相對(duì)穩(wěn)定。

表1 Cr6+脅迫下芹菜生物量的變化

表2 Cr6+脅迫下芹菜可食部分Cr含量

注: 北京文圖拉、美國(guó)西芹和日本西芹Cr含量數(shù)據(jù)來(lái)源于參考文獻(xiàn)[2,10]。

表3 不同濃度Cr6+脅迫下3種芹菜灰色關(guān)聯(lián)度(T)變化

3 討論

研究表明3種芹菜在高濃度(60 mg·kg-1)Cr6+脅迫下產(chǎn)量急速下降，北京文圖拉對(duì)Cr脅迫更為敏感。蔬菜中的重金屬含量與土壤重金屬含量及蔬菜對(duì)其富集能力相關(guān)[11]。試驗(yàn)中芹菜葉部為重金屬Cr的主要富集器官，雖然芹菜葉中含有較豐富的Vc，但是考慮到食品安全問(wèn)題，建議食用芹菜時(shí)主要以芹菜莖為主。研究發(fā)現(xiàn)，蔬菜對(duì)重金屬富集能力存在基因型差異，因此，設(shè)施蔬菜種植中應(yīng)選擇重金屬低累積品種[12]。3種芹菜對(duì)Cr的吸收表現(xiàn)一定的差異性，在同一Cr脅迫濃度下，北京文圖拉葉部富集了較多的Cr，美國(guó)西芹葉部相對(duì)富集較少。芹菜對(duì)Cr脅迫的各種生理響應(yīng)及品質(zhì)參數(shù)存在顯著的品種間遺傳差異, 其中可溶性蛋白、硝酸鹽、Vc是對(duì)Cr脅迫響應(yīng)較敏感的生理參數(shù), 而纖維素含量對(duì)Cr的脅迫響應(yīng)最不敏感。 綜合6個(gè)生理及品質(zhì)參數(shù)的分析, 在供試的3個(gè)芹菜品種中，北京文圖拉為Cr敏感型品種，美國(guó)西芹表現(xiàn)為Cr鈍感型品種。

在有機(jī)設(shè)施蔬菜種植中應(yīng)選用重金屬低累積品種。通過(guò)芹菜葉Cr含量以及品質(zhì)指標(biāo)，結(jié)合灰度關(guān)聯(lián)分析驗(yàn)證，在較低、高濃度(15、60 mg·kg-1)Cr6+脅迫下美國(guó)西芹灰度關(guān)聯(lián)度(T) 值最大，表明Cr6+脅迫下，美國(guó)西芹具有相對(duì)穩(wěn)定的品質(zhì)，為Cr低積累芹菜品種。綜合生物量、Cr含量及芹菜各品質(zhì)灰度關(guān)聯(lián)分析結(jié)果可知，美國(guó)西芹是優(yōu)先推廣的芹菜品種。