盆栽和池栽对普通白菜镉累积差异性研究

 

摘　要：以不同基因型的普通白菜为试材，研究盆栽和池栽两种栽培方式下土壤中Cd浓度对普通白菜Cd累积的影响。结果表明：两种栽培模式下普通白菜的Cd累积量均随着土壤Cd浓度的增加而增加，但品种间差异明显；盆栽普通白菜的Cd累积量总体上高于池栽，在土壤Cd浓度为1.08mg·kg-1时盆栽普通白菜Cd累积量均值为115.08μg·kg-1，而池栽仅为64.57μg·kg-1。

 

福CCd)是分布广泛、危害性极大的重金属污染物，具有极强的可移动性，可通过生物富集作用进入人体，威胁人类的身体健康(Mohanetal.,2007；Kulaetal.,2010)，引发严重的环境问题和社会问题。蔬菜是人类重金属富集的主要来源(Zaidietal.,2005，白菜类蔬菜在国民消费中比重较大，因此研究白菜类蔬菜对重金属Cd的累积特性具有重要意义。

 

已有研究表明，蔬菜中重金属累积呈现较为明显的基因型差异，筛选重金属低累积品种已成为降低蔬菜重金属含量最直接、有效的途径(Wangetal.,2009；代成成，2010；Liuetal.,2010；Lietal.，2012；Liuetal.，2013:Xinetal.，2014；Heetal.,2015；Tangetal.,2016；刘峰等，2017)0蔬菜中重金属的累积量在一定程度上受土壤基本理化性质包括有机质含量、pH、土壤含水量、粘粒、CEC,Eh等的影响(Helmisaarietal.,2007；土坤等，2014；Leszczynska&Kwiatkowska-Malina,2015)，其中以pH、有机质含量影响较大(Adamuetal.,1989；杨洁等，2017；Yangetal.,2018)。

 

土壤中重金属Cd的存在形态也是影响作物Cd累积量的主要因素之一（何玉亭等，2018；罗惠莉等，2018）。但是，由于栽培方式的不同，即使在同种蔬菜、相同种植管理模式下，蔬菜中重金属累积量也可能出现较大的差异（徐丽红等，2007）。目前有关重金属污染土壤中蔬菜重金属累积规律研究主要采用实地调查法及盆栽试验法。

盆栽试验法较实地调查法更节约时间和成本，且重金属累积规律性更为明显，是蔬菜安全性生产研究中广泛采用的一种试验方法。本试验以普通白菜为研究对象，对盆栽和池栽两种栽培方式下不同基因型普通白菜中重金属Cd的累积特性进行比较分析，考察不同栽培方式对Cd累积的影响，以期为普通白菜重金属Cd累积规律研究提供理论参考。

 

1　材料与方法

 

1.1　试验材料

 

参试的10个普通白菜品种分别为536小白菜、黄金快菜、上海青、京研奶白菜、精品湘潭矮脚白、兔子腿矮脚白、矮抗佳雪、早熟5号、奶白1号、德高跃华，种子均购自湖南省长沙市马王堆种子市场。

 

1.2　试验方法

 

采用人工添加CdCl2溶液进行Cd污染普通白菜盆栽和池栽试验，所用土壤取自湖南省农业科学院蔬菜研究所高桥试验基地耕种层，土壤基本理化性质为：有机质含量20.10g·kg-1，全氮1.07g·kg-1，全磷0.98g·kg-1，全钾18.70g·kg-1，碱解氮95.70mg·kg-1，有效磷66.30mg·kg-1，速效钾139.70mg·kg-1，Cd0.01mg·kg-1，pH值4.76。

 

首先将供试土壤自然晒干、粉碎后过1cm×1cm筛，除去石砾、植物残体等杂物，按照10kg土壤配复混肥（N-P-K为15-15-15）5g的比例充分混匀，然后根据风干土壤用量人工添加CdCl2溶液（母液浓度为100mg·L-1），模拟不同Cd污染程度，使处理后土壤中Cd浓度分别在轻度（0.3～0.6mg·kg-1）、中度（0.7～1.5mg·kg-1）、重度（＞1.5mg·kg-1）3个浓度梯度内。



其中盆栽试验采用非金属工具将土壤装入内盆后，分别置于不同的平衡池中，完全灌水平衡3个月，平衡过程中加盖防水油布；平衡后采用五点取样法分别取1kg土壤，参照GB/T17141—1997标准，用硝酸、氢氟酸、高氯酸充分消解后，采用石墨炉原子吸收分光光度法测定土壤中Cd的实际浓度分别为0.42、1.08、3.69mg·kg-1。同样，栽培池土壤覆水平衡3个月后用于池栽试验，测得Cd实际浓度分别为0.56、1.08、2.33mg·kg-1。

 

试验于2017年9～12月在湖南省农业科学院蔬菜研究所高桥试验基地重金属低镉蔬菜品种筛选连栋温室中进行。普通白菜各品种均于9月18日进行育苗，育苗床土充分浇水，土壤湿度以最大持水量的65%～80%、空气湿度以80%～90%为宜，播种后室内温度白天保持在20～25℃，夜间不低于10℃。幼苗2～3片真叶时移栽，盆栽试验采用圆形塑料套盆，下底直径35cm，高40cm，上底直径40cm，底部留有排水孔，内盆和外盆间套塑料袋，防止浇水使Cd溶淋至外界环境中，每个品种每个浓度处理10盆，每盆3株，土壤装盆质量一致，土层深度30cm；池栽试验中栽培池长28m、宽1m、高0.4m，水泥沟渠两边各有约10cm的突出，土层深度控制在30cm，每个品种每个浓度处理种植30株。盆栽试验和池栽试验均采用随机区组排列，3次重复；浇水采用膜下滴灌，其他栽培管理措施同常规。

 

普通白菜达到采收标准（叶簇由旺盛生长转向闭合生长，心叶伸长到与外叶齐平）时进行取样，其中池栽试验取样时间为12月8日，盆栽试验为12月22日。每处理随机选取生长一致的植株5株，用木铲小心将植株整株挖出，自来水冲洗根部，用吸水纸吸取多余水分后进行地上部和地下部分离，将可食部位用组织研磨机打成匀浆，称取0.3～0.5g，经酸消解后参照GB/T5009.15—2014测定Cd含量。