全 文 ：中国农学通报 第 !!卷 第 期 !##$年 月
%&&’())*+&,-.%/+01234+05-+6&-.+
!!农业资源与环境科学
农业资源与环境科学
十字花科芸薹属叶菜类蔬菜主要包括结球白菜!
不结球白菜!结球甘蓝!抱子甘蓝!羽衣甘蓝!叶用芥菜
等 多年来# 结球白菜在中国各类蔬菜中栽培面积最
大#产量最高#在中国蔬菜生产和供应中具有举足轻重
的作用# 尤其在长江以北及西南地区对结球白菜的需
求和供应量最大# 播种面积占秋播面积的40%~60%#
而上市量则占秋菜的50%~70%$不结球白菜和结球甘
蓝等十字花科芸薹属叶菜类蔬菜在中国各省市地区也
普遍栽培#在蔬菜周年供应中占有重要地位[1] 在北京
主要栽培的芸薹属蔬菜品种有大白菜!油菜!雪里蕻!
芥菜!甘蓝!萝卜等[2] 十字花科芸薹属植物具有较强
的吸收累积Cd的能力[3,4] 目前中国受镉!砷!铬!铅等
重金属污染的耕地面积近2000万hm2#约占总耕地面
积的1/5# 重金属污染致使1200万t农产品不符合卫
生品质的要求[5] 中国科学院地理研究所的调查表明#
北京市生产的蔬菜中有30%的重金属超标[6] 由于Cd
不同品种芸薹属蔬菜吸收累积镉的差异
姚会敏!杜婷婷!苏德纯
% 中国农业大学资源与环境学院#北京 100094&
摘 要!采用温室土培盆栽试验方法!研究北京地区普遍种植的 18种十字花科芸薹属蔬菜在模拟镉
污染土壤上吸收累积镉的特征!结果表明在土壤镉浓度为 20mg/kg时!芸薹属不同类蔬菜及同类蔬
菜的不同品种之间吸收和累积镉能力存在显著差异! 大白菜北京小杂 55地上部镉含量最高!达
61.4mg/kg!而芥蓝香港白花中只有18.6mg/kg!两者之间相差3倍以上#不同品种蔬菜地上部吸镉量
和对土壤镉的富积系数也差异显著!最高吸镉量是最低吸镉量的5倍!大白菜北京小杂 55的富积系
数高达3.07!而芥蓝香港白花和菜薹金秋红2号只有0.93和0.97!均小于1$在镉污染的蔬菜地上选
择种植低积累镉的蔬菜品种是生产符合食品安全农产品的重要措施$
关键词!芸薹属蔬菜#镉#食品安全
!#$%&$ ’()*+ ,# -..&$&/)%0, %, 1+2+)3/+ 4(+.%+4 %, !#$$%&’ ()&%*+’+
702 83/9/+: ;3 3 ;6.%3+
?!#$%&% ’ ()*+,-) ./0 1/23,/45/67 893/. :&,3-+$6+,.$ ;/32),*36<: @6/1/+= ###ABC
-34)5.)6 D0E9/39 .2+.6+&40&/2+ F646 E6&649/+6E /+ 6/=%&66+ G6=6&0,56H 2I =,>**3?> 8,+?3@),.) .35&/G0&!
6E /+ =466+%23H6 ,J 0&29/. 0,H24’&/2+ H’6.&42’%2&296&4J- <%6 E/II646+.6 2I .0E9/39 3’&0K6 0+E 0..393!
50&/2+ 046 H/=+/I/.0+& /+ &%6 E/II646+& G6=6&0,56 K/+EH 0+E ,466EH /+ =,.**3?. F%6+ H2/5 .0E9/39 .2+.6+&40!
&/2+ /H !# 9=)K=- @6/1/+= L/02*0 MM?D%/+6H6 .0,,0=6N %0H &%6 %/=%6H& >%22& .0E9/39 .2+.6+&40&/2+ &%0& /H
$-B 9=)K=O 82+= P2+= ,0/%30QH ?D%/+6H6 K056N H%22& .0E9/39 .2+.6+&40&/2+: %2F6G64: /H 2+5J R-$ 9=)
K=!- @ST 092+= 055 &%6 H’6./6H G6=6&0,56H 6L/H& H/=+/I/.0+& E/II646+.6- <%6 @ST 2I L/02*0 MM?D%/+6H6 .0,!
,0=6N /H %/=% &2 U-#V- @3& &%0& 2I 82+= P2+= ,0/%30 ?D%/+6H6 K056N 0+E 1/+W/3%2+=! F0H 13H& #-AU: #-AV
46H’6.&/G65J- @2&% F646 56HH &%0+ - <%6 6E/,56 ’04& H0I6&J 2I G6=6&0,56H F/55 ,6 %/=%64 /I 82+= P2+= ,0/!
%30 ?D%/+6H6 K056N 0+E 1/+W/3%2+=! 046 ’50+&6E 2+ &%6 5/=%& .0E9/39 .2+&09/+0&6E I04950+E-
7+8 905#46 X6=6&0,56 2I ,40HH/.0: D0E9/39: T22E H0I6&J
基金项目!国家重点基础研究规划% 973&项目’ 重金属在土壤(植物系统中迁移!转化!积累规律与农产品安全)% 2002CB410804&和国家自然科学基金’ 通
过作物种间互做降低农产品中镉含量机理研究)% 30471005&项目资助
第一作者简介!姚会敏#女#1976年出生#硕士研究生学历 #研究方向 *重金属污染与食品安全 Tel:010-62733497,E-mail:dcsu@cau.edu.cn#通信地址 *
100094北京市海淀区圆明园西路 2号#中国农业大学资环学院植物营养系
通讯作者!苏德纯
收稿日期!2005-09-22#修回日期*2005-09-27
!#+ +
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.12006 !#$%&
’(()*++,#(-./’0#12$%#3.#4(./#
的生物有效性高! 与其它重金属元素相比更易在农产
品中积累! 因而重金属含量超标的农产品中 Cd排在
首位由于植物存在遗传特异性!故不同种类和品种之
间对镉的吸收和累积表现出较大的差异性! 叶菜类蔬
菜和水稻通常能吸收并积累较多的镉[7] 沈阳市近郊
的各种蔬菜中的重金属含量研究结果表明!蔬菜中Cd
污染均比较严重 ! 其中大白菜中 Cd的超标率为
100%[8]南京城郊18个点青菜叶样分析表明!Cd含量
全部超过食品卫生标准!最高超出17倍[9] 由于植物
吸收的Cd大部分累积在茎叶中! 只有一部分会转移
到子粒或果实中去! 因而对污染农田上生产的叶菜类
蔬菜的食品安全性影响更大 随着人们生活水平的不
断提高!人均蔬菜消费量也在迅速增加!中国蔬菜种植
面积已仅次于粮食居第二位! 蔬菜地大部分又在城市
周围!受污染的菜田土壤的比例比粮田更高由于土壤
重金属不能降解!修复治理重金属污染土壤比较困难
在轻度Cd污染土壤上种植低吸收#低积累的Cd的蔬
菜品种是保证食品安全的重要措施 研究表明不同芸
苔属蔬菜品种的地上部Cd含量之间存在显著差异[10]
不同品种菜心对 Cd的吸收累积也具有明显差异!食
用部位含Cd量可相差1倍以上[11]笔者的目的是研究
北京普遍种植的芸薹属叶菜类蔬菜品种的吸收积累
Cd特征!筛选低吸收#低积累Cd的蔬菜品种!为在轻
度污染农田上生产符合食品安全标准的蔬菜产品提供
依据
1材料与方法
1.1试验材料
供试植物为北京地区目前较普遍种植的 18种十
字花科芸薹属蔬菜!主要分为大白菜#小白菜#油菜#乌
塌菜#菜薹#芥蓝六大类 品种名称见表1
试验所使用的土壤采自中国农业大学科学园实验
地!土壤基本理化性质如下$质地为中壤土!pH7.66(土
水比 1:5)! 有机碳含量 1.26%! 阳离子交换量 20.1
cmol/kg!土壤全镉含量 0.06mg/kg!有效镉% DTPA浸
提&含量0.02mg/kg土壤风干并过2mm筛!土壤投加
镉为 20mg/kg土!把相应量的 CdSO4配成溶液!分别
与过2mm筛土壤反复混合均匀! 然后在温室中稳定
6个月! 并施入底肥$N$0.30g/kg土!P2O5$0.20g/kg
表 1供试芸薹属蔬菜品种
土 !K2O$0.30g/kg土 ! 施入形态分别为 NH4NO3!
KH2PO4!K2SO4
1.2试验方法
试验采用温室土培盆栽的方法于 2004年 3月到
11月间在北京中国农业大学植物营养系温室中进行!
每个处理设 3次重复! 共 54盆 试验采用 10cm!
11cm的塑料小盆!每盆装模拟的镉污染土壤500g 将
18种十字花科芸薹属蔬菜种植于模拟镉污染土壤中!
待出苗后!每盆保留3株!生长过程中用自来水浇灌!
生长8个星期后收获植株地上部% 可食用部分& !先用
自来水将样品上的泥土洗净!再用去离子水漂洗数次
将洗干净的植物样品置于 95的烘箱中杀青 30min!
而后在70#下烘干称重 烘干的植物样品用陶瓷研钵
研碎至粉末状备用
植物样品% 蔬菜地上部可食用部分&用硝酸-高氯
酸消化!原子吸收光谱法测定每个样品中镉的含量!并
计算各品种蔬菜对土壤镉的富集系数 分析过程用国
家标准植物样进行分析质量控制
数据用 SAS软件进行单因素方差分析并进行多
重比较
2结果与讨论
2.1不同芸薹属蔬菜体内镉含量差异
图1是18种供试芸薹属蔬菜地上部镉含量从图
1可以看出! 同在土壤镉含量为20mg/kg的条件下生
长的不同品种芸薹属蔬菜! 其地上部镉含量存在显著
差异 大白菜北京小杂 55地上部镉含量最高 !达
61.4mg/kg!而芥蓝香港白花中只有 18.6mg/kg!前者
是后者的3倍多 同一类蔬菜的不同品种之间也存在
显著差异!1到7号全部为大白菜!其中2号北京小杂
55和6号北京小杂56体内镉含量显著高于其它5个
大白菜品种!4号北京小杂60体内镉含量最低! 只有
21.1mg/kg 另外!10号油菜五月慢和11号油菜京绿
2号#13号乌塌菜中八叶地上部镉含量也显著高于同
类的其它品种以上结果表明!芸薹属不同类蔬菜及同
类蔬菜的不同品种之间吸收和累积镉能力存在显著差
异因此!在轻度镉污染的蔬菜地上种植不同种类或同
农业资源与环境科学!!’ ’
中国农学通报 第 !!卷 第 期 !##$年 月
%&&’())*+&,-.%/+01234+05-+6&-.+
种类不同品种的蔬菜所生产的蔬菜的食品安全性是不
一样的!芸薹属蔬菜是叶菜类蔬菜的主要蔬菜类型可
以通过选择低吸收#低积累的蔬菜品种达到在轻度镉
污染土壤上生产出符合食品安全的蔬菜!相反即使在
污染程度很轻的土壤上 如果种植积累镉能力很高的
蔬菜品种 也会造成生产的蔬菜不符合食品安全标准
的问题!了解不同种类#同种类不同品种蔬菜的吸收累
积镉的差异 选择合适的品种是生产符合食品安全标
准蔬菜的重要途径之一!
2.2不同芸薹属蔬菜地上部生物量和地上部吸镉量
芸薹属植物具有较高的抗镉毒能力! 笔者的相关
研究表明在石灰性土壤上20mg/kg的镉含量不会对
其生长产生影响[12]!该试验条件下18种芸薹属蔬菜也
均未出现镉毒害现象! 表2中不同蔬菜间地上部干重
存在显著差异 这主要是由不同种或品种蔬菜的生物
学特性差异造成的! 地上部吸镉量是地上部干重和体
内镉含量的综合反映!从表2可以看出不同品种蔬菜
间地上部吸镉量差异显著最高相差5倍!如大白菜北
京小杂55的地上部吸镉量是菜薹四九菜心和芥蓝香
港白花的地上部吸镉量的近5倍! 除了从食品安全角
图 1模拟镉污染土壤上不同芸薹属蔬菜品种体内镉含量差异
注$不同品种间无共同字母者表示经统计检验含量差异达到显著性 (p<0.05)
表 2镉污染土壤上不同芸薹属蔬菜品种的地上部干重和地上部吸镉量
度考虑 选择出低积累的蔬菜品种在轻度污染的农田
上种植以获得符合食品安全蔬菜产品外 因芸薹属植
物的某些品种具有较高的耐镉毒能力和吸收累积镉能
力 人们也从另外一个角度筛选高积累品种做为镉污
染土壤的修复植物来利用[13,14]! 大白菜北京小杂55既
有较高的生物量又有很高的吸收累积镉能力因而它
也有潜力做为镉污染土壤的修复植物 通过植物提取
修复镉污染的农田土壤!
2.3不同芸薹属蔬菜对土壤镉的生物富积系数!BAF
植物对重金属的生物富积系数% BAF&也称吸收系
数 是指植物地上部某重金属的含量与其生长介质中
某重金属含量之比! 生物富集系数是植物将重金属吸
收转移到体内并在体内累积的能力大小的评价指标
常用此来反映元素在土壤-植物体系中迁移的难易程
度!富积系数越高表明此植物地上部对该重金属的累
积能力越大! 从图2不同芸薹属蔬菜品种对镉的富积
系数可以看出18种芸薹属蔬菜地上部的镉富积系数
也存在显著差异 大白菜北京小杂55和北京小杂56
的镉富积系数显著高于其它16种芸薹属蔬菜!在土壤
镉含量20mg/kg的条件下大白菜北京小杂55的镉富
农业资源与环境科学 !#’ ’
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.12006 !#$%&
’(()*++,#(-./’0#12$%#3.#4(./#
积系数高达 3.07,北京小杂 56的镉富积系数也达
2.34! 同样条件下芥蓝香港白花和菜薹金秋红2号的
地上部镉富积系数只有0.93和0.97均小于1!单对大
白菜类而言 不同品种之间地上部镉富积系数也存在
显著差异在同样的条件下1到7号大白菜地上部干
重之间无明显差异# 表 2$ 但地上部镉富积系数存在
显著差异 # 图2$ 北京小杂60地上部镉富积系数最
低为 1.06约是北京小杂 55的 1/3% 从 18种芸薹属
蔬菜地上部镉富积系数总体情况看 大白菜北京小杂
55和北京小杂56&小白菜五月慢和乌塌菜中八叶属镉
高积累蔬菜品种在土壤镉含量 20mg/kg的条件下它
们地上部镉富积系数均高于1.9在有镉污染的土壤上
种植这几种蔬菜所生产的蔬菜产品 其食品安全性存
在问题的可能性也最高!相反18种芸薹属蔬菜中芥
蓝香港白花&菜薹金秋红2号和大白菜小杂60地上部
镉富积系数最低均为1左右!在轻度镉污染农田上种
植这3种芸薹属蔬菜所生产的蔬菜产品的食品安全性
较高!
3结论
十字花科芸薹属叶菜类蔬菜在蔬菜生产中占有重
要地位 但此类蔬菜也是吸收累积镉能力较强的一类
蔬菜! 该试验条件下的 18种芸薹属蔬菜地上部镉含
量&吸镉量和镉富积系数存在显著差异!大白菜北京小
杂55和北京小杂56& 小白菜五月慢和乌塌菜中八叶
属镉高积累蔬菜品种在土壤镉含量 20mg/kg的条件
下 它们地上部镉含量& 对土壤镉的富积系数均高于
1.9’而相同条件下芥蓝香港白花&菜薹金秋红2号和
大白菜小杂60地上部镉含量和镉富积系数都很低均
为1左右在轻度镉污染的农田土壤上种植其产品的
食用安全性较高!了解不同种类&同种类不同品种蔬菜
的吸收累积镉的差异 在镉污染土壤上选择合适的蔬
菜品种种植 是生产符合食品安全标准蔬菜的重要途
径之一!
参考文献
1 运广荣.中国蔬菜实用新技术大全(北方蔬菜卷[M].北京:北京科学
技术出版,2004.1~108
2 岳福洪.中国农业全书(北京卷[M].北京:中国农业出版社,1999.18
3 EbbsSD,LasatMM,BradyDJ,etal.Phytoextrationofcadmiumand
zincfromacontaminatedsoil[J].JournalofEnvironmentalQuality,
1997,26:1424~1430
4 BrownSL,ChaneyRL,AngleJS,etal.Zincandcadmiumuptakeby
hyperaccumulator!#$%&’ ()*+,#*%(*-% andmetaltolerantSilene
vulgarisgrownonsludge-amendedsoils[J].EnvironmentalScience&
Technology,1995,29:1581~1585
5 万云兵,仇荣亮,陈志良,等.重金属污染土壤中提高植物提取修复功
效的探讨[J].环境污染治理技术与设备,2002,3(4):56~59
6 周东美,郝秀珍,薛艳,等.污染土壤的修复技术研究进展[J].生态环
境,2004,13(2):234~242
7 杨肖娥,杨明杰.镉从农业土壤向人类食物链的迁移[J].广州微量元
素科学,1996,3(7):1~13
8 付玉华,李艳金.沈阳市郊区蔬菜污染调查[J].农业环境保护,1999,18
(1):36~37
9 丁爱芳,潘根兴.南京城郊零散菜地土壤与蔬菜重金属含量及健康
风险分析[J].生态环境,2003,12(4):409~411
10 王松良,郑金贵.芸苔属蔬菜的 Cd富集特性及其修复土壤 Cd污染
的潜力[J].福建农林大学学报(自然科学版),2004,33(1):94~99
11 吴启堂,王广寿,谭秀芳,等.不同水稻&菜心品种和化肥形态对作物吸
收累积镉的影响[J].华南农业大学学报,1994,15(4):1~6
12 RuSH,WangJQ,SuD C.CharacteristicsofCduptakeand
accumulationintwoCdaccumulatoroilseedrapespecies[J].Journalof
EnvironmentalSciences,2004,16(4):594~598
13 苏德纯,黄焕忠.油菜作为超积累植物修复镉污染土壤的潜力研
究[J].中国环境科学,2002,22(1):48~51
14 SuDC,WongJW C.SelectionofMustardOilseedRape(.+)%%’()
/,-(*) L.)forPhytoremediationofCadmiumContaminatedSoil[J].
BuletinEnvironmentalContaminationtoxicology,2004,72:991~998
) 责任编辑*秦守亮$
图 2模拟镉污染土壤上不同芸薹属蔬菜品种对镉的富积系数
注*不同品种间无共同字母者表示经统计检验含量差异达到显著性 (p<0.05)
农业资源与环境科学!#+ (