適于浙江省種植的鎘低累積油菜品種篩選試驗

吳林土，葉春福，李貴松，徐火忠，郭彬，黃銳之

(1.松陽縣農業農村局，浙江 松陽 323400； 2.浙江省農業科學院a環境資源與土壤肥料研究所，b 病毒學與生物技術研究所，浙江 杭州 310021)

隨著我國工業化、農業集約化的快速發展，農田土壤污染形勢日趨嚴峻。調查表明，我國耕地點位重金屬超標率達19.4%，其中鎘(Cd)污染情況最為突出，約占重金屬總污染點位的36%。為了確保我國糧食安全，國家相繼頒布了《土壤污染防治行動計劃》和《土壤污染防治法》，明確了重金屬輕度污染農田上作物安全生產的一系列措施，其中，篩選重金屬低累積作物品種是確保農作物安全生產的首選技術之一。

稻、油輪作是我國南方普遍采取的種植制度。目前，國內外對于Cd低累積水稻品種篩選及相關阻控分子機制已開展了大量研究[1]，但相對于Cd低累積油菜品種的篩選研究還相對較少。十字花科植物如遏藍菜(Thlaspicaerulescens)[2]、印度芥菜(Brassicajunica)[3]等具有較強的Cd吸收特性，油菜屬于十字花科植物，同樣具有較強的吸Cd能力[4]。但是油菜籽粒的遷移系數較低[5-6]，且油菜籽中的Cd轉移到菜籽油中的比例僅為2%～10%[7-8]，因此，在Cd污染土壤上種植油菜安全風險較低。不同油菜品種對Cd的累積存在差異，如田效琴等[9]在成都平原田間調查發現，32個油菜品種對Cd的累積差異達4.9倍，且相同油菜品種不同器官對Cd的吸收累積也有差異，莖桿中Cd含量為籽粒的3～5倍。為了探尋適合于浙江省主栽的Cd低累積油菜品種，本研究收集油菜品種26個，在浙江某輕度Cd污染農田連續開展田間試驗，分析不同油菜品種莖桿及籽粒Cd的富集能力，同時，也為Cd污染農田安全利用提供重要的理論依據與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與處理設計

試驗于2018年在浙江中部某輕度Cd污染農田上進行。土壤類型為水稻土，pH 5.45，有機質含量18.3 g·kg-1，堿解氮含量125 mg·kg-1，速效磷含量mg·kg-1，全Cd含量0.46 mg·kg-1，醋酸提取態Cd含量0.17 mg·kg-1。根據GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準 (試行)》，該試驗田塊為輕度Cd污染土壤，前一季收獲的稻米部分Cd 含量超過食品安全國家標準限量值。

收集已審定并推廣的適合長三角地區種植的油菜品種26個，其中，包括滬油系列5個、浙雙系列3個、浙大系列3個、中雙系列3個、浙油系列5個，以及其他各地品種7個。

以品種為處理，小區面積2 m×3 m，株間距為30 cm×40 cm。所有小區田間管理保持一致，小區施肥和農藥施用方案與當地推薦方案保持一致，油菜收獲后將莖桿移出。

1.2 數據采集

每個品種采取3株平行樣，測定油菜莖桿和籽粒Cd含量，同時，考查油菜生物產量與經濟產量性狀。

將采集的油菜植株分成莖桿和籽粒兩部分，70 ℃烘至恒重，采用純硝酸-微波消解儀消解。土壤樣本風干過篩后，采用硝酸、氫氟酸、過氧化氫7∶1∶2的消解體系，微波消解儀消解。消解溶液定容后，ICP-MS法測定Cd含量。

1.3 數據處理

采用SPSS 20在P<0.05水平進行方差分析(ANOVA)，結果以3次分析的平均值±標準誤表示。

2 結果與分析

2.1 產量、含油量及產油量

油菜實測產量結果如表1所示。不同品種單株油菜籽產量變幅較大，為13.1～28.7 g，其中，最高為浙大630，最低為滬油16；而含油量變幅不大，為38.77%～50.06%，其中，最高為浙油50，最低為中雙8號；單株產油量為5.1～14.4 g，其中最高為浙大630，最低為滬油16。油菜單株產油量主要取決于其油菜籽的產量。

表1 不同油菜品種的菜籽產量、含油量及產油量

進一步分析表明，同一系列不同品種油菜籽產量也存在顯著差異。如浙雙8號單株油菜籽產量為24.0 g，而浙雙6號僅為16.1 g。整體上看，浙大系列的單株產量和含油量相對較高，獲得的單株產油量也最高。

2.2 Cd含量

表2可以看出，供試的26個油菜品種莖桿Cd含量均值為0.63 mg·kg-1，變幅在0.38～1.02 mg·kg-1，最低與最高品種差距為0.64 mg·kg-1。其中Cd含量最低的品種為滬油17，最高品種為陽光2009。浙油系列莖桿Cd含量較高，均值為0.69 mg·kg-1，而浙雙最低，均值為0.51 mg·kg-1。整體上看，莖桿Cd含量主要在0.40～0.70 mg·kg-1分布，即低于0.70 mg·kg-1的油菜品種達20個。

表2 不同油菜品種的莖桿、籽粒Cd含量及遷移系數

26個品種籽粒Cd含量均值為0.13 mg·kg-1，變幅為0.063～0.260 mg·kg-1，最低品種與最高品種差距為0.197 mg·kg-1， Cd含量最低的品種為滬油16，最高品種為浙雙3號。浙雙系列相對較高，均值為0.19 mg·kg-1，而滬油系列最低，均值為0.10 mg·kg-1。籽粒Cd含量主要在0.06～0.15 mg·kg-1分布，即低于0.15 mg·kg-1的油菜品種達19個。根據GB 2762—2012《食品中污染物限量》的相關標準，油菜籽粒中Cd的限量為 0.5 mg·kg-1。由此標準看，26個品種籽粒中Cd含量均不超標。實際上，Cd的每月耐受攝入量為25 μg·kg-1[8]，油菜籽榨油后Cd含量僅為油菜籽中的2%～10%，以最大Cd含量、最大比例計算，其含量也僅為 26 μg·kg-1。根據《中國居民膳食指南》建議，每人每月食用油攝入量不宜超過0.75 kg。若食用含Cd 26 μg·kg-1的食用油1個月，其Cd攝入量為 19.5 μg·kg-1，仍低于每月可耐受的攝入量，不存在食用風險。因此，以上品種均可安全種植。

2.3 Cd富集系數及遷移系數

富集系數是植株Cd含量與土壤Cd含量的比值，代表了植物對Cd的吸收能力。遷移系數為籽粒與莖桿Cd含量的比值，代表了Cd向作物可食部位中的遷移風險。表3可以看出，油菜莖桿的富集系數普遍高于籽粒的富集系數，表明油菜吸收的Cd主要儲存于莖桿當中，而向籽粒遷移的量較少。遷移系數均遠小于1，進一步證明了油菜屬于莖桿高富集、籽粒低富集的作物品種。不同品種莖桿—籽粒遷移系數差異顯著，最低為0.09(陽光2009)，最高為0.59(浙雙3號)。

表3 油菜莖桿和籽粒Cd富集系數及遷移系數

3 討論

26個供試品種中，浙大和浙油系列單株產油量較高，分別為13.6和11.4 g，莖桿Cd含量相對較高的品系為滬油和浙大系列，而籽粒Cd含量相對較低的系列為滬油和浙大系列。浙大系列籽粒Cd含量低、莖桿Cd含量高、產量高，其中浙大630品種最優，適合該地區推廣種植。