李建國 陳院華 楊濤 呂貴芬

摘要：為了篩選和培育對重金屬Cd低積累、低位移、食用安全的蔬菜類型，以輕度Cd污染大田為蔬菜種植土壤環(huán)境，重點研究小白菜、大蒜和蘿卜3類蔬菜共10個品種對Cd的富集與運移能力，并分析不同品種蔬菜的食用安全性。結(jié)果表明，不同類型的蔬菜對Cd的富集、運移能力不同，其中可食部位Cd的富集能力總體表現(xiàn)為小白菜>蘿卜>大蒜，而Cd在植株體內(nèi)由根部向地上部的運移能力總體表現(xiàn)為蘿卜>小白菜>大蒜。在所檢測的蔬菜可食部位中，紫皮和白皮大蒜中Cd含量均低于食品中污染物限量的國家安全標準（0.1 mg/kg），污染指數(shù)均處于警戒限范圍內(nèi);而其他8個品種均受到不同程度的Cd污染，其中高梗小白菜、滿身紅蘿卜、青皮蘿卜屬中度污染，其余屬輕度污染。

關(guān)鍵詞：蔬菜;輕度Cd污染;富集運移;食用安全性

中圖分類號：X53? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）17-0109-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.17.029? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Abstract： In order to provide theoretical basis and production guidance for screening and cultivating edible safe vegetable types with low accumulation and low displacement of heavy metal cadmium， capacity of cadmium accumulation， migration and edible safety analysis of 10 varieties of three kinds of vegetables such as cabbage， garlic and radish were studied using mild cadmium contaminated field as vegetable soil environment. The results showed that different types of vegetables had different ability of accumulation and migration of heavy metal cadmium. In general， the accumulation capacity of cadmium in the edible parts of three categories vegetables was sorted from big to small： cabbage， radish and garlic，but the sequence of the cadmium migration capacity from the roots to the above ground part of plants in three categories vegetables was sorted from big to small： radish， cabbage and garlic. In the edible parts of vegetables tested， cadmium content of both purple garlic and white garlic are lower than limit of pollutants of national food safety standards（0.1 mg/kg）， and their pollution index are within the warning limit. However， the other 8 varieties were contaminated to some degree by Cd. For instance， Chinese cabbage with high stalk， carrots covered with red color and green turnip are moderately polluted， and the rest are slightly polluted.

Key words： vegetables; mild cadmium pollution; accumulation and migration; edible safety

隨著城市化進程的加快和工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是礦山開采、冶煉、電鍍和制革等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，含Cd重金屬農(nóng)藥和化肥的不合理使用，土壤環(huán)境Cd污染日益嚴重，且通過食物鏈對人和動物體產(chǎn)生危害[1-3]。通過篩選和培育重金屬污染預防品種，即篩選和培育具有低吸收、低積累土壤中重金屬特征的農(nóng)作物或作物品種，使其可食部位的重金屬含量低于相關(guān)食品安全標準的最大允許值， 從而保證農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)，可有效降低土壤重金屬污染對人類健康的潛在威脅[4-7]。降低植物產(chǎn)品重金屬含量可以從兩個方面著手：①降低土壤重金屬的含量和活性;②選用在食用部位累積量小的作物品種。由于植物存在遺傳特異性，故不同農(nóng)作物種類和品種之間對Cd的吸收和累積表現(xiàn)出較大的差異性[8]。據(jù)估計，人體中的Cd含量有70%來自于蔬菜[9，10]，而蔬菜與人們的日常生活息息相關(guān)，不可或缺。因此，篩選出對重金屬Cd低積累、低位移的蔬菜類型，保證輕度Cd污染田[11]中蔬菜的食用安全，具有重要意義。

目前關(guān)于蔬菜對重金屬吸收和積累方面的研究報道較多[2-10]，但是大多數(shù)研究關(guān)注的是蔬菜在人為添加Cd濃度不同條件下的盆栽試驗或者是Cd重點污染區(qū)土壤條件下蔬菜對Cd的富集評價，前者研究的蔬菜所生長的環(huán)境與大田實際情況存在著明顯差距，因而其研究成果的應(yīng)用推廣價值不高，后者研究的蔬菜在高濃度土壤Cd環(huán)境生長其Cd含量常常超標[12]，對篩選安全的蔬菜類型缺乏指導性。為此，本研究以輕度Cd污染大田為蔬菜生長土壤環(huán)境，以葉類、莖類、根類3類日常蔬菜為研究對象，研究不同類型蔬菜在輕度Cd污染大田生長環(huán)境下Cd富集位移情況，為篩選在輕度Cd污染大田環(huán)境下種植食用安全的蔬菜類型提供理論依據(jù)和生產(chǎn)指導。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地點及土壤背景值

試驗地點在貴溪市Cd輕度污染田。土壤背景值為：總Cd 0.60 mg/kg，有效態(tài)Cd 0.38 mg/kg，有機質(zhì)38.8 g/kg，全氮3.0 g/kg，全磷1.3 g/kg，全鉀15.1 g/kg，速效磷23.0 mg/kg，速效鉀93.1 mg/kg，pH 6.3。

1.2? 材料

5個白菜品種，2個大蒜品種，3個蘿卜品種，共3類蔬菜10個品種，其中白菜屬于葉菜類，大蒜、蘿卜屬于根莖類。分別為：五月慢小白菜（A1）、蘇州青小白菜（A2）、高梗小白菜（A3）、嫩香兒小白菜（A4）、上海青小白菜（A5）、紫皮大蒜（B1）、白皮大蒜（B2）、白皮蘿卜（C1）、滿身紅蘿卜（C2）、青皮蘿卜（C3）。

1.3? 方法

1.3.1? 試驗設(shè)置? 試驗按照10種蔬菜設(shè)置10個處理，3次重復。小區(qū)面積12 m2，2017年12月3日播種，2018年3月10日采樣分析。施肥種類為45%顆粒復合肥，用肥量450 kg/hm2。

1.3.2? 蔬菜樣品Cd的測定? 樣品經(jīng)硝酸、過氧化氫消解后，注入原子吸收分光光度計石墨爐中，電熱原子化后吸收228.8 nm共振線，在一定濃度范圍，其吸收值與Cd含量成正比，與標準系列比較定量。測定儀器為PE-900T原子吸收分光光度計。

1.3.3? 計算方法

式中，Pi為單因子污染指數(shù);Ci為蔬菜中重金屬質(zhì)量分數(shù)，mg/kg，以鮮重計;Si為重金屬污染物限量標準，mg/kg;每種重金屬在不同蔬菜中的限量標準參照食品安全國家標準《食品中污染物限量》（GB 2762—2017）。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 蔬菜不同部位Cd含量分布

表1是3大類蔬菜中10種蔬菜的莖葉、根部用原子吸收分光光度儀所檢測的Cd含量，圖1為根據(jù)表1數(shù)據(jù)所作的蔬菜各部位Cd含量。從圖1和表1可看出，不同類型蔬菜的不同部位Cd含量有明顯差別，小白菜類Cd含量為0.201～1.028 mg/kg;大蒜類Cd含量為0.083～0.253 mg/kg;蘿卜類Cd含量為0.133～0.298 mg/kg。其中可食部位Cd含量大小的順序為小白菜>蘿卜>大蒜。從不同部位分析，3類蔬菜可食部位和不可食部位中Cd含量變化趨勢大體一致，總體表現(xiàn)為可食部位Cd含量<不可食部位Cd含量。同一類蔬菜的不同品種其可食部分對Cd含量也存在差異，小白菜類Cd含量大小表現(xiàn)為高梗小白菜>上海青小白菜>嫩香兒小白菜>蘇州青小白菜>五月慢小白菜;大蒜類可食部分Cd含量大小表現(xiàn)為白皮大蒜>紫皮大蒜;蘿卜類蔬菜可食部分Cd含量大小表現(xiàn)為青皮蘿卜>滿身紅蘿卜>白皮蘿卜。對照《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017），葉菜類蔬菜Cd含量≤0.2 mg/kg，塊根和塊莖蔬菜≤0.1 mg/kg，從圖1可知，除了大蒜類可食部位Cd含量低于標準線外，其他蔬菜品種均不同程度超標。

2.2? 蔬菜不同部位Cd富集和運移能力

表2是不同類型蔬菜不同部位對Cd富集和位移系數(shù)。由表2可知，不同類型的蔬菜對Cd的富集系數(shù)有差異。富集系數(shù)越大，其富集能力也越大，可見不同類型蔬菜對Cd的富集能力存在較大差別。以可食部位為例，各類蔬菜的Cd富集能力總體趨勢為小白菜>蘿卜>大蒜，其中富集能力最強的是高梗小白菜，其富集系數(shù)為0.813，而富集能力最弱的是紫皮大蒜，其富集系數(shù)只有0.138。對于不可食部位，其總體趨勢表現(xiàn)為小白菜類富集能力較強，蘿卜類和大蒜類富集能力較弱，其中富集能力最強的是高梗小白菜，富集系數(shù)為1.713，富集能力最弱的是紫皮大蒜，富集系數(shù)為0.340。

試驗還探討了3類蔬菜可食部位與不可食部位的單位質(zhì)量鮮樣中Cd富集量之間的關(guān)系。從圖2可以看出，不同類蔬菜10個品種的可食部位與不可食部位Cd富集量呈現(xiàn)較明顯的線性關(guān)系，線性方程為y=2.28x-0.056，R2為0.920。

在不同類型蔬菜中，重金屬Cd在體內(nèi)由根部向地上部的位移能力有差異，表現(xiàn)為植物體內(nèi)Cd的位移系數(shù)不同。小白菜類蔬菜植株體內(nèi)Cd的位移系數(shù)為0.41～0.53，地上部位的Cd含量明顯低于地下部位。大蒜類蔬菜植株體內(nèi)Cd的位移系數(shù)為0.38～0.41，略低于小白菜，但是蘿卜類蔬菜植株內(nèi)由根部向地上部的運移能力很強，地上部位的Cd含量明顯高于地下部位，其Cd的位移系數(shù)達到1.41～1.71。就3類蔬菜植物體內(nèi)Cd的運移特性而言，Cd在3類蔬菜體內(nèi)從根部向地上部的運移能力總體表現(xiàn)為蘿卜>小白菜>大蒜，其原因可能是由于大蒜和白菜根系細而多，比表面積大，根系與土壤接觸面大，導致根系表面吸附的重金屬Cd多，而蘿卜為塊根蔬菜，根系少，比表面積小，根系與土壤接觸面積小，導致根系表面吸附的重金屬Cd少，使得根部單位質(zhì)量Cd富集量低于莖葉單位質(zhì)量Cd富集量。

2.3? 不同類型蔬菜食用安全性分析

對照《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017），不同類型蔬菜可食部位和不可食部位的Cd含量超標情況存在明顯差異（表3）。不可食部位污染指數(shù)總體表現(xiàn)為小白菜類污染指數(shù)較高，大蒜和蘿卜類污染指數(shù)較低。其中高梗小白菜不可食部分污染指數(shù)最高，為5.14。而可食部位的污染指數(shù)總體表現(xiàn)為蘿卜類和小白菜類污染指數(shù)較高，大蒜污染指數(shù)較低。其中高梗小白菜可食部位污染指數(shù)最高，為2.44，大蒜類中紫皮大蒜和白皮大蒜種可食部位的污染指數(shù)均較低，分別為0.83和0.96。根據(jù)《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762—2017）和單因子污染指數(shù)法的判定標準，在所檢測的3大類蔬菜共10個品種的可食部位中，紫皮和白皮大蒜中Cd含量均低于食品中污染物限量的國家安全標準（0.1 mg/kg），兩者的污染指數(shù)均處于警戒限范圍內(nèi);而其他8個品種均受到不同程度的Cd污染，其中高梗小白菜、滿身紅蘿卜、青皮蘿卜屬中度污染，其余屬輕度污染。