陳志琴，劉奇珍，林強(qiáng)，陸利民，陸萍，金海洋，黃璐璐，楊肖娥*

（1.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院污染環(huán)境修復(fù)與生態(tài)健康教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058；2.上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201103；3.上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海 201201；4.上海市嘉定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201899）

鎘（Cd）作為一種非必需金屬元素，不僅對動物和植物有一定的毒害作用，而且可以通過受污染的食物鏈進(jìn)入人體，長期積累會對人體健康造成威脅。土壤中鎘污染濃度過高會導(dǎo)致種植在該土壤上的農(nóng)作物產(chǎn)量下降與品質(zhì)降低。蔬菜不僅是人類的主要食物來源，同時也是鎘攝入的主要途徑之一。在眾多蔬菜品種中，葉菜在我國種植范圍廣、消費(fèi)量大，同時其對鎘的積累能力最強(qiáng)。因此，減少毒性鎘在食用部位的積累對保障食品安全生產(chǎn)至關(guān)重要。

為了生產(chǎn)可食用部分重金屬含量低于最大允許濃度的安全農(nóng)產(chǎn)品，國內(nèi)外采取了許多農(nóng)業(yè)措施對金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)治理，其中包括應(yīng)用有機(jī)/無機(jī)改良劑，外源施用微生物肥料、生長調(diào)節(jié)劑，以及改變種植模式等。對于中等和輕微污染農(nóng)田，由于發(fā)展中國家對糧食生產(chǎn)的高需求而無法采用休耕土地的方法進(jìn)行修復(fù)，最好的措施是生產(chǎn)和種植可食部位重金屬低積累的作物品種。同時還可以結(jié)合有利于降低蔬菜重金屬吸收的農(nóng)藝措施和化學(xué)調(diào)節(jié)劑。這種結(jié)合能夠充分利用自然資源，最大限度減少重金屬在土壤-植物系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)移，為農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)提供一種經(jīng)濟(jì)高效、普遍接受的邊生產(chǎn)邊修復(fù)模式。因此，篩選和培育重金屬低積累的蔬菜品種能夠?yàn)橹苯釉谥亟饘傥廴就寥乐性耘嗵峁┻m宜的蔬菜品種或?yàn)橹亟饘俚头e累蔬菜品種的培育提供遺傳材料。

近年來，研究者在不同蔬菜品種鎘積累差異上進(jìn)行了諸多研究。涂春艷等通過實(shí)地調(diào)查適宜南丹礦區(qū)種植的蔬菜品種的污染情況發(fā)現(xiàn)，不同蔬菜品種鎘富集規(guī)律為葉菜類＞茄科類＞塊根類＞瓠果類＞豇豆類，研究證實(shí)葉菜類蔬菜比其他蔬菜更容易積累重金屬。此外，同屬不同種葉菜也會因種間差異產(chǎn)生鎘積累的差異，如劉桂華等用酸性黃壤進(jìn)行盆栽試驗(yàn)比較了莧菜、油菜、芹菜12 個蔬菜品種對鎘的吸收差異，不同蔬菜品種鎘富集能力表現(xiàn)為莧菜＞油菜＞芹菜，結(jié)合聚類分析初步篩選出四季小香芹為低積累葉菜類蔬菜品種。鎘在同屬同基因型葉菜品種的不同部位也會存在顯著差異，如大白菜、青菜和菠菜等蔬菜對重金屬的吸收與積累存在物種、品種和同一作物不同器官間的顯著差異。李學(xué)德發(fā)現(xiàn)菠菜鎘含量在各部位中分布規(guī)律為葉＞根＞莖，在青菜中為葉＞莖。FENG 等在田間條件下，研究了赤泥、硅鈣肥、磷酸鈉和鈣鎂肥4種添加劑和2種葉面肥（鈣和鋅）對2 個品種小白菜鎘毒性降低的影響，表明種植低積累作物品種的同時結(jié)合使用不同的農(nóng)業(yè)措施，能夠降低植物對鎘的吸收和積累。

不同基因型農(nóng)作物間可食部位重金屬積累的差異可能導(dǎo)致不同的健康風(fēng)險，例如，即使在輕度或非污染土壤中種植高積累水稻品種，其鎘含量也可能超過食品安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須對新開發(fā)或廣泛種植品種的重金屬積累能力進(jìn)行評價，以確保重金屬低積累蔬菜品種的應(yīng)用，特別是在中、輕微污染農(nóng)田上的種植，從而保障蔬菜安全生產(chǎn)。本研究采用大田試驗(yàn)研究了適宜上海地區(qū)廣泛種植的13 個不同葉菜品種在鎘污染農(nóng)田中的生長情況，鎘吸收、積累與轉(zhuǎn)運(yùn)差異，并篩選出適合當(dāng)?shù)胤N植的鎘低積累葉菜品種；闡明了環(huán)境和品種對蔬菜可食部位重金屬含量的影響及其相互關(guān)系；同時確定了土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥對降低葉菜可食部位鎘積累的作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

研究地點(diǎn)位于上海市浦東新區(qū)大團(tuán)鎮(zhèn)團(tuán)新村某鎘污染試驗(yàn)農(nóng)田，在蔬菜種植前，按照五點(diǎn)取樣法，采集耕層（0～20 cm）土壤樣品并測定其理化性質(zhì)。土壤基本理化性質(zhì)采用鮑士旦的方法測定。表層土壤陰干后磨碎過1 mm 和0.149 mm 篩，混勻備用。過1 mm 篩土樣：采用PB-10 型酸度計在1∶2.5 的土壤/水懸浮液水土界面測定pH 值；采用堿解擴(kuò)散法測定土壤堿解氮含量；用中性1 mol·LNHOAc提取土壤速效鉀，振蕩30 min 后，采用火焰光度法測定土壤速效鉀含量；用0.5 mol·LNaHCO（pH=8.5）提取土壤有效磷，振蕩30 min，采用鉬銻抗比色法測定土壤有效磷含量；利用DTPA-TEA-CaCl（HJ 804—2016）浸提液提取（pH=7.3±0.2），采用ICP-OES 測定土壤有效態(tài)鎘含量。過0.149 mm 篩土樣：采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量；采用NaOH 熔融，鉬銻抗比色法測定土壤全磷含量；采用NaOH 熔融，火焰光度法測定土壤全鉀含量；采用HNO-HF-HClO濕法消解（GB 15618—2018），ICP-MS（7500a，Agilent，美國）測定土壤重金屬全量。土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Selected physico-chemical properties of the tested soils

1.2 試驗(yàn)處理

品種篩選試驗(yàn)：試驗(yàn)共計15 個葉菜品種，具體如表2所示，其中品種10（V10，常豐）與品種15（V15，華美）未出苗舍棄，共計13 個處理，每個處理生物學(xué)重復(fù)3 次，共39 個小區(qū)，每個小區(qū)面積7.8 m，隨機(jī)區(qū)組排列。根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，于2019年9月初規(guī)劃小區(qū)并整好田塊，葉菜種子人工撒播。蔬菜生長期間水肥管理和其他田間管理措施均按當(dāng)?shù)卦械姆N植習(xí)慣進(jìn)行，2019年11月4日收獲。

表2 供試蔬菜品種Table 2 Tested leafy vegetables cultivars

施肥試驗(yàn)：在品種篩選的同時進(jìn)行蔬菜土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥單獨(dú)與聯(lián)合效果試驗(yàn)。土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑由蘭溪欣森肥業(yè)有限公司配制，主要成分為石灰+沸石+生物炭+堆肥（菇渣有機(jī)肥），針對該試驗(yàn)地為堿性土壤，肥料有所改良。重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥由湖州康壽生物科技有限公司配制，主要成分為鋅+鐵+納米硅+氨基酸，是一種葉面鋅肥。兩種肥料均為前期篩選所得，土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑用量為4 500 kg·hm，作基肥，重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥為15 L·hm。蔬菜選取廣泛種植的葉菜品種上海矮青為研究對象，試驗(yàn)設(shè)4 個處理，即不施土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥處理（T1），單施土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑處理（T2），單施重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥處理（T3），土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥聯(lián)合施用處理（T4）。每個處理重復(fù)3次，共12 個小區(qū)，每個小區(qū)面積約29 m，隨機(jī)區(qū)組排列。其他操作同品種篩選試驗(yàn)。

1.3 樣品采集與分析

葉菜成熟期，分別在品種篩選與施肥試驗(yàn)小區(qū)采用五點(diǎn)取樣法共采集51份植株-土壤配對樣品，每份樣品均為混合樣品（10 株植株樣品，表層0～20 cm 混合土壤約1 kg）。品種篩選試驗(yàn)每小區(qū)割取1 m植株，施肥試驗(yàn)每小區(qū)割取2 m植株，測定產(chǎn)量。將植株樣品分為根部和地上部，根部用20 mmol·LEDTA-Na浸泡15 min 以去除吸附在根表面的元素，再用自來水沖洗干凈后用去離子水潤洗3 次。樣品置于烘箱，105 ℃殺青30 min后在65 ℃下烘干至質(zhì)量恒定，稱質(zhì)量。將樣品用粉碎機(jī)研磨過100目篩后裝袋、編號、備用。植株中重金屬鎘采用HNO∶HO（∶=5∶1）消 解（GB/T 17141—1997）后，使 用ICP-MS（7500a，Agilent，美國）進(jìn)行分析測定。

土壤樣品自然風(fēng)干后磨細(xì)過0.149 mm和1 mm篩，混勻備用。過0.149 mm 篩土壤用于測定土壤重金屬全量，采用HNO-HF-HClO濕法消解（GB 15618—2018）10 h 后采用ICP-MS（7500a，Agilent，美國）測定。過1 mm 篩土壤用于測定土壤有效態(tài)鎘含量，利用DTPA-TEA-CaCl（HJ 804—2016）提?。╬H=7.3±0.2）2 h 后過濾，采用ICP-OES 測定。同時對土壤和植物標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行消化和分析以保證準(zhǔn)確性，土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07429[（0.21±0.02）mg·kg]測定結(jié)果為（0.22±0.02）mg·kg，植物標(biāo) 準(zhǔn) 樣品GBW100351[（0.42±0.02）mg·kg]測定結(jié)果為（0.41±0.02）mg·kg。土壤基本理化性質(zhì)采用鮑士旦的方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0 進(jìn)行單因素方差分析，Duncan 新復(fù)極差法檢驗(yàn)不同葉菜品種間植株鎘含量、土壤重金屬含量、產(chǎn)量和生物量等所有相關(guān)數(shù)據(jù)間的差異顯著性（＜0.05）。所有數(shù)據(jù)的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)誤差均采用Excel 2010軟件處理，采用Origin 2021制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉菜不同部位鎘含量特征

不同品種葉菜鎘含量存在顯著差異，同一品種葉菜不同部位的鎘含量也存在顯著差異，總體分布規(guī)律為地上部高于根部（圖1）。所有葉菜品種的地上部鎘含量范圍為1.58～12.80 mg·kg（以鮮質(zhì)量計，下同），平均值為4.70 mg·kg，最高值為最低值的8.1倍。不同品種葉菜表現(xiàn)出生菜地上部鎘含量顯著高于青菜和菠菜的規(guī)律，供試生菜品種中，品種V8（益農(nóng)）地上部鎘含量最高，品種V9（種都）含量次之，分別為12.80 mg·kg和11.61 mg·kg。青菜地上部鎘含量均低于平均鎘含量，其中品種V14（富貴快菜）地上部鎘含量最低，為1.58 mg·kg，顯著低于其他葉菜品種。根據(jù)食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2017），葉菜可食部位鎘標(biāo)準(zhǔn)限值為0.2 mg·kg（以鮮質(zhì)量計），不同品種葉菜可食部位鎘含量超標(biāo)情況如表3 所示：供試生菜和菠菜鎘含量均超出了限量標(biāo)準(zhǔn)，且生菜超標(biāo)程度顯著高于菠菜，而供試的所有青菜品種均未出現(xiàn)超標(biāo)情況。

表3 不同葉菜品種可食部位鎘超標(biāo)情況Table 3 Excess Cd content in different varieties of leafy vegetables

圖1 不同葉菜品種地上部和根部鎘含量Figure 1 Cd contents in shoot and root among 13 leafy vegetables cultivars

不同品種葉菜根部鎘含量變化范圍為0.24～3.54 mg·kg，平均值為1.45 mg·kg，根部鎘含量表現(xiàn)為生菜品種普遍高于青菜和菠菜。在供試生菜品種中，品種V9（種都）根部鎘含量（3.45 mg·kg）顯著高于品種V8（益農(nóng)）（2.56 mg·kg）。在所有葉菜品種中，品種V11（金申）菠菜根部鎘含量最高，達(dá)到3.54 mg·kg，其他菠菜品種與青菜品種根部鎘含量均普遍低于平均根部鎘含量。根部鎘含量最低的品種是V14（富貴快菜），為青菜品種（0.24 mg·kg），顯著低于鎘含量最高品種93%。

2.2 不同品種葉菜鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)與富集特征

葉菜的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）是地上部與根部鎘含量的比值，反映葉菜根部向可食部位的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。如圖2所示，供試葉菜品種的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.65～4.01，平均值為1.73。在所有供試葉菜品種中，品種V3（新夏青6 號）轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低，為0.65，其次為品種V4（金品雞毛菜3 號）、V1（征夏）和V2（新夏青3 號），4 種均為青菜品種。品種V8（益農(nóng)）轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最高，為4.01，是轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低品種的6.1 倍。生菜品種中V8（益農(nóng)）和V9（種都）以及菠菜品種V12（博豐）、V13（大力士）和V11（金申）的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均較高，青菜品種中V14（富貴快菜）顯著高于其他青菜品種，生菜類、菠菜類和青菜類品種之間存在顯著差異。

圖2 不同葉菜品種轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與富集系數(shù)Figure 2 Cd translocation factor（TF）of rice and Cd bioaacmulation factor（BCF）among 13 leafy vegetables cultivars

葉菜的富集系數(shù)（BCF）根據(jù)地上部鎘含量與其對應(yīng)的土壤鎘含量的比值計算，葉菜地上部富集系數(shù)能夠在一定程度上反映葉菜可食部位對鎘的吸收積累情況。13個葉菜品種的富集系數(shù)變幅在1.2～9.4之間，平均值為3.9。菠菜和生菜的富集系數(shù)普遍高于青菜。其中，菠菜品種V11（金申）富集系數(shù)最高，達(dá)到9.4，青菜品種V4（金品雞毛菜3號）富集系數(shù)最低，為1.2。所有供試生菜類和菠菜類蔬菜的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與富集系數(shù)均大于1，說明這兩類葉菜吸收的鎘易向可食部位遷移，且在可食部位的積累能力較強(qiáng)。青菜品種V4（金品雞毛菜3 號）、V2（新夏青3 號）和V6（夏福）同其他葉菜品種相比表現(xiàn)出較低的鎘富集能力和較低的根部向可食部位轉(zhuǎn)運(yùn)能力。

2.3 不同葉菜品種的產(chǎn)量差異

從圖3可以看出，13個品種葉菜產(chǎn)量存在一定的差異，產(chǎn)量變化幅度為16 540～38 268 kg·hm，平均值為29 286 kg·hm。不同屬葉菜產(chǎn)量之間存在顯著差異，青菜的產(chǎn)量普遍高于菠菜和生菜，所有青菜產(chǎn)量均高于平均產(chǎn)量，菠菜和生菜產(chǎn)量均低于平均產(chǎn)量。青菜品種中V5（虹橋五號）產(chǎn)量最低，為34 321 kg·hm，顯著低于V14（富貴快菜）。在所有葉菜品種中，產(chǎn)量最高的品種是V14（富貴快菜），其次為品種V2（新夏青3 號），產(chǎn)量分別為38 268 kg·hm與36 302 kg·hm，V13（大力士）產(chǎn)量最低，為16 540 kg·hm，最高產(chǎn)量是最低產(chǎn)量的2.3倍。

圖3 不同葉菜品種產(chǎn)量Figure 3 Yield of different leafy vegetables cultivars

2.4 葉菜可食部位鎘含量相關(guān)分析

將葉菜可食部位鎘含量與葉菜產(chǎn)量、根部鎘含量、可食部位轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位富集系數(shù)、土壤pH、全量鎘和有效態(tài)鎘進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如圖4 所示?？墒巢课绘k含量與土壤pH、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位鎘富集系數(shù)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.65、0.63 和0.57；可食部位鎘含量與葉菜產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.61；可食部位鎘含量與根部鎘含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.79。說明在所有指標(biāo)中，葉菜可食部位鎘含量主要受葉菜產(chǎn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位鎘富集系數(shù)、根系鎘含量和土壤pH的影響，其中，受根部鎘含量的影響最大。

圖4 葉菜可食部位鎘含量相關(guān)分析Figure 4 Correlation analysis of Cd content in edible parts

2.5 土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥單獨(dú)或聯(lián)合施用對上海矮青生長及鎘積累的影響

從圖5 可以看出，施用土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑與重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥對降低上海矮青可食部位鎘含量有一定效果，單獨(dú)或聯(lián)合施用均可顯著降低上海矮青可食部位鎘含量，T2、T3、T4 處理分別較T1處理（4.90 mg·kg）降低49%、31%和70%。在所有處理中T4處理降低上海矮青可食部位鎘含量的效果最顯著，可食部位鎘含量達(dá)到最低，為1.48 mg·kg。不同處理對上海矮青根部鎘含量也有一定的影響，4 個處理下上海矮青的根部鎘含量差異顯著，T2 處理根部鎘含量最高，達(dá)到1.23 mg·kg，T3處理根部鎘含量最低，為0.47 mg·kg，較T1 處理顯著降低24%。根據(jù)圖6可知，T2、T3和T4處理顯著降低了上海矮青的富集系數(shù)，與T1 處理相比分別降低了55%、69%、89%，其中T4 處理富集系數(shù)最低，為0.6，該處理降低富集系數(shù)的效果最顯著。施用調(diào)理劑對轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)也產(chǎn)生一定影響，T2、T3 和T4 處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著低于T1 處理，T4 處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)較T1 處理顯著降低了80%。T2 處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低，較T1 處理低86%。除此之外，單獨(dú)或者聯(lián)合施用調(diào)理劑對上海矮青的產(chǎn)量也產(chǎn)生了一定的影響（圖7）。T2 處理產(chǎn)量最高，為39 602 kg·hm，較T1 處理提高5%。T3 產(chǎn)量次之，為38 597 kg·hm，較T1 處理高2%。T4 處理產(chǎn)量最低，可能是由于撒播的出苗問題。

圖5 不同處理上海矮青地上部和根部鎘含量Figure 5 Cd contents in shoot and root of Shanghai Aiqing under different treatments

圖6 不同處理上海矮青轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)Figure 6 TF and BCF of Shanghai Aiqing under different treatments

圖7 不同處理上海矮青產(chǎn)量Figure 7 Yield of Shanghai Aiqing under different treatments

3 討論

蔬菜，尤其是葉菜類蔬菜相較于其他類型的農(nóng)作物更易吸收和積累重金屬。陳永等研究南京市郊區(qū)蔬菜基地64 個蔬菜樣品對重金屬的富集能力規(guī)律，結(jié)果表現(xiàn)為葉菜類＞根莖類＞茄果類。楊暉等采集了云南省麗水市周邊蔬菜基地的5 類7 種蔬菜，發(fā)現(xiàn)蔬菜對重金屬元素的積累表現(xiàn)為葉菜類＞花菜類＞根莖類＞茄果類。可見溫室菜地鎘污染已成為莖葉類蔬菜可持續(xù)生產(chǎn)的一大限制。植物基因型是影響植物吸收重金屬最重要的植物因子，同一植物的不同基因型品種對重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累能力具有顯著差異。因此，在重金屬污染農(nóng)田種植低積累基因型品種，可能是減少重金屬向可食部位遷移并進(jìn)一步保障人體健康的有效策略。

近年來許多研究者在低積累品種篩選方面進(jìn)行了大量研究。WANG 等在低鎘污染土壤（0.66 mg·kg）中進(jìn)行田間試驗(yàn)，比較了21 個大白菜品種的鎘耐受、地上部鎘濃度、鎘富集因子和轉(zhuǎn)運(yùn)因子等指標(biāo)，篩選出7 個安全基因型品種。TANG 等分別在松陽輕度鎘鉛污染農(nóng)田和衢州中度鎘鉛污染農(nóng)田上比較了17 個蠶豆品種對鎘和鉛的植物修復(fù)潛力，最終篩選出10 個高產(chǎn)且可食部位重金屬低積累的蠶豆品種。QIU 等通過盆栽實(shí)驗(yàn)從31 個花椰菜品種中篩選并驗(yàn)證出了6 個鎘低積累品種。根據(jù)葉菜類蔬菜鎘的最高允許含量為0.2 mg·kg（GB 2762—2017），本研究供試的13 種葉菜類蔬菜中生菜和菠菜均超出鎘最大限量標(biāo)準(zhǔn)，且生菜可食部位受污染程度顯著高于菠菜，這可能是因?yàn)樯藢︽k有較高的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力，因此被認(rèn)為是鎘積累作物。所有供試青菜品種地上部鎘含量均未超標(biāo)，且顯著低于供試生菜品種。品種V14（富貴快菜）地上部鎘含量最低，各青菜品種可食部位鎘含量依次為V14（富貴快菜）＜V4（金品雞毛菜3 號）＜V6（夏福）＜V7（華王）＜V2（新夏青3號）＜V1（征夏）＜V5（虹橋五號）＜V3（新夏青6號）。研究表明，不同種類、不同品種的葉菜類蔬菜存在明顯不同的抗重金屬脅迫能力和重金屬積累水平，這主要與某些通道蛋白有關(guān)，金屬通道蛋白基因的表達(dá)量能夠影響鎘轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白量，進(jìn)而影響作物對鎘的吸收；同時，不同蔬菜作物基因造成的根際氧化膜、根際分泌物、細(xì)胞壁結(jié)合位點(diǎn)、原生質(zhì)成分、液泡中的化學(xué)成分等的差異，使得蔬菜對重金屬鎘的吸收、積累能力不同。重金屬的積累不僅在物種和品種之間存在較大差異，在同一植物的各器官之間也存在差異。重金屬離子通過土壤進(jìn)入蔬菜根系后，首先在根系中積累，隨后通過木質(zhì)部轉(zhuǎn)運(yùn)至莖部，再通過木質(zhì)部和韌皮部從莖部轉(zhuǎn)運(yùn)至可食部位。不同轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)造成蔬菜各個器官重金屬含量的差異，一般為吸收器官＞輸導(dǎo)器官、同化器官＞繁殖器官。但本研究中供試葉菜品種鎘在不同部位的分布規(guī)律為地上部＞根部，這可能是由于葉菜吸收的重金屬不僅來源于土壤中重金屬，植物葉片還能通過其表面氣孔吸收大氣粉塵中攜帶的重金屬。葉菜即使生長在非污染的土壤上，鎘也主要分配在葉片中。

生物量是反映植物對重金屬耐性的重要指標(biāo)之一，不同葉菜品種對鎘的耐受性不同，葉菜產(chǎn)量因品種耐性差異受到的影響也不同，所以進(jìn)行不同品種鎘積累差異評價時除了要關(guān)注可食部位鎘含量，也要考慮該脅迫環(huán)境條件下作物產(chǎn)量的差異。MI 等報道，35 個不同基因型的大白菜鮮質(zhì)量表現(xiàn)出明顯差異，重金屬高積累的大白菜品種總體上生物量較低。不同基因型芹菜在同一地塊上的生長狀況存在明顯差異，最高的可食部位生物量是最低的8.30倍。TANG 等研究發(fā)現(xiàn)97 個不同基因型芥菜的產(chǎn)量差異較大，范圍在32.57～62.00 t·hm，最高產(chǎn)量是最低產(chǎn)量的1.9倍。本研究結(jié)果顯示不同葉菜品種之間產(chǎn)量差異顯著，葉菜品種產(chǎn)量的規(guī)律表現(xiàn)為青菜產(chǎn)量高于生菜和菠菜，依次為V14（富貴快菜）＞V2（新夏青3 號）＞V6（夏福）＞V3（新夏青6 號）＞V1（征夏）＞V4（金品雞毛菜3 號）＞V7（華王）＞V5（虹橋5 號）＞V8（益農(nóng)）＞V11（金申）＞V12（博豐）＞V9（種都）＞V13（大力士）。

目前，低積累品種篩選尚未形成系統(tǒng)而完整的標(biāo)準(zhǔn)，BAKER 等認(rèn)為鎘低積累作物應(yīng)具備可食部位鎘含量低于國家限量標(biāo)準(zhǔn)和轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1 兩個條件。劉維濤等綜合前人研究，將可食部位低吸收鎘且鎘含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)、作物本身鎘耐性較強(qiáng)不會受到脅迫、在較高污染條件下生物量不下降仍能正常生長、可食部位-土壤富集系數(shù)及可食部位-根部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1這4個條件作為篩選鎘低積累作物的標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1也可作為低積累作物早期篩選的一個重要因素，且相關(guān)性分析表明（圖4），葉菜可食部位鎘含量與轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)存在顯著正相關(guān)關(guān)系。在本研究中V1（征夏）、V2（新夏青3號）、V3（新夏青6號）、V4（金品雞毛菜3號）、V6（夏福）和V7（華王）轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1。綜合可食部位鎘含量、葉菜產(chǎn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，V4（金品雞毛菜3號）、V2（新夏青3號）和V6（夏福）3個品種既能保證葉菜安全生產(chǎn)，又能保證產(chǎn)量不受影響，且具有較低的根部-可食部位鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。

相關(guān)性分析表明，富集系數(shù)與地上部鎘含量顯著正相關(guān)，在本研究中各供試葉菜品種富集系數(shù)均大于1，這可能是由該菜地鎘污染程度較高，而葉菜類蔬菜對鎘的富集能力較強(qiáng)所致。劉桂華等的研究表明，隨土壤鎘污染濃度增加，3 類葉菜類蔬菜地上部對鎘的累積呈明顯的增加趨勢，說明植物對鎘的吸收積累在很大程度上依賴于外界鎘的濃度。姚春霞等通過比較14 種蔬菜中鉻、鎘、汞和砷的富集含量證實(shí)了葉菜類蔬菜相比于其他蔬菜更容易積累重金屬。研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥、生物炭、鋅肥、谷胱甘肽、硅和鐵能顯著降低作物對重金屬的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥是一種葉面鋅肥，葉面噴施后一方面植物體內(nèi)鋅含量提高，鋅與鎘離子存在拮抗作用，增強(qiáng)了光合產(chǎn)物向作物的轉(zhuǎn)運(yùn)；另一方面可溶性蛋白的濃度提高，增加可溶性蛋白對活性氧的清除作用以及對鎘的螯合作用，增強(qiáng)膜的穩(wěn)定性，減少鎘向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)。生物炭比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)好、陽離子交換量高，能夠抑制重金屬和營養(yǎng)物質(zhì)向地下水的浸出，提高營養(yǎng)物質(zhì)的有效性。堆肥中含有的豐富有機(jī)質(zhì)，對改善土壤結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用。石灰和沸石作為無機(jī)改良劑，因?yàn)樽陨韷A性較高而與大量的陽離子主要通過固定重金屬的方式促進(jìn)作物生長。這些物質(zhì)以適當(dāng)比例配制成的土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑，能夠改善土壤的理化或生物特性，從而促進(jìn)植物吸收土壤中的養(yǎng)分。因此，本研究在單獨(dú)或聯(lián)合施用含有這些成分的土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥后，高污染條件下上海矮青在保證產(chǎn)量的同時降低了可食部位鎘含量，其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)也均降低，聯(lián)合施用條件下上海矮青富集系數(shù)降至0.6，且可食部位鎘含量在最大允許限量范圍內(nèi)。

4 結(jié)論

（1）綜合考慮葉菜可食部位鎘含量、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)，適合在上海地區(qū)種植的葉菜品種為金品雞毛菜3號、新夏青3號和夏福，以上品種既能安全保障可食部位鎘含量，又能保證葉菜高產(chǎn)。

（2）葉菜有較強(qiáng)的鎘富集能力，不同葉菜品種及同一葉菜品種不同部位吸收、積累鎘的能力存在顯著差異。青菜比生菜和菠菜積累鎘的能力更低，不同部位鎘總體分布規(guī)律為可食部位＞根部。

（3）相關(guān)性分析表明，可食部位鎘含量與土壤pH、葉菜轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、可食部位鎘富集系數(shù)呈顯著正相關(guān)，與葉菜產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，與根部鎘含量呈極顯著正相關(guān)。葉菜可食部位鎘含量受根部鎘含量影響最大，受土壤總鎘影響最小。

（4）單獨(dú)或聯(lián)合施用土壤重金屬穩(wěn)定調(diào)理劑和重金屬葉面阻控營養(yǎng)強(qiáng)化肥在保證上海矮青產(chǎn)量的條件下降低了可食部位鎘含量、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)，聯(lián)合施用條件下上海矮青富集系數(shù)降至0.6，同時可食部位鎘含量在最大允許限量范圍內(nèi)。

（5）綜上，利用低積累品種，并采取合理的農(nóng)藝/化學(xué)措施，是降低中輕度甚至是重度污染土壤中重金屬積累，保障農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的有效策略。