镉低积累西瓜品种筛选研究

周 泉马陆平易学赛周 坚

（1湖南省西瓜育种工程实验室，湖南岳阳 414000；2湖南省岳阳市西甜瓜科学研究所，湖南岳阳 414000）

镉低积累西瓜品种筛选研究

周 泉11，22马陆平1易学赛1周 坚1

（1湖南省西瓜育种工程实验室，湖南岳阳 414000；2湖南省岳阳市西甜瓜科学研究所，湖南岳阳 414000）

2014～2015年在镉污染土壤上进行镉低积累西瓜品种筛选试验，对参试西瓜品种的茎蔓、叶片、根和果实中镉含量进行检测分析。试验结果表明：茎蔓中镉平均含量为0.057 0 mg·kg-1，叶片中镉平均含量为0.062 1 mg·kg-1，根中镉平均含量为0.054 8 mg·kg-1，果实中镉平均含量为0.009 2 mg·kg-1。参试西瓜品种果实中镉的含量均低于GB18406.1—2001农产品安全质量无公害蔬菜安全标准〔镉（Cd）≤0.05 mg·kg-1〕；西瓜各部位镉积累量：叶＞茎蔓＞根＞果实；在土壤镉含量0.310～9.480 mg·kg-1范围内，随着土壤中镉含量增大，西瓜果实中镉含量有逐渐增多的趋势。湘西瓜11号（洞庭1号）、湘西瓜19号（洞庭3号）、金丽黄、绿虎、蜜童、东方娇子、泉鑫2号、黑迷人等8个西瓜品种，在土壤镉含量9.480 mg·kg-1以下均可作为镉污染地区耕地修复及种植结构调整的优选品种。

镉低积累；西瓜；品种；筛选

镉（cadmium，Cd）是重金属污染中对人体最有害的元素之一，会导致人体慢性中毒和癌症等。世界卫生组织（WHO）将镉作为优先研究的食物污染物，联合环境规划署（DNFP）和国际劳动卫生重金属委员会把镉列为第6位危害人体健康的有害物质（刘杰，1998）。21世纪以来，随着工业化和城市化快速发展，我国正面临严重的镉污染危机，镉可在土壤等环境中迁移，并通过食物链直接或间接损害人们的身体健康。

土壤重金属污染是我国环境污染中面积最广、危害最大的环境问题之一（Yang et al.，2011）。近年来，农田土壤中有毒重金属含量急剧增加，果品生产过程中镉等重金属污染比较严重（刘杰 等，2014）。环境保护部曾对3.6万 hm2的基本农田保护区进行土壤重金属调查，发现超标率达12.1%（曾希柏 等，2007），尤其是城市郊区农田重金属污染已成为人们关注的焦点。城镇郊区重金属对耕地的污染主要是由工厂“三废”超标排放和施用生产垃圾肥（周建利和陈同斌，2002），以及我国的耕地大量使用磷肥造成的。由于自然磷矿具有相当高的镉含量，因此随着这些磷肥进入土壤，也加重了土壤中的镉浓度。基于以上问题，湖南省在湘江流域镉污染较重的区域开展了“镉低积累农作物筛选与选育科研协作攻关”项目。本试验通过2014～2015年的多点试验，在镉污染土壤上对不同西瓜品种的根、茎蔓、叶片和果实进行了镉含量检测分析，旨在为镉污染地区筛选优良的西瓜品种提供理论依据。

1　材料与方法

1.1供试材料

供试西瓜品种共8个，分别为：湘西瓜11号（洞庭1号）、湘西瓜19号（洞庭3号）、金丽黄（无籽西瓜）、绿虎（无籽西瓜）、蜜童（无籽西瓜）、东方娇子、泉鑫2号、黑迷人。供试试验点A、B、C、D的土壤均为稻田土；试验点E的土壤为红壤土（即成土母质）。前茬作物是大豆。

1.2试验方法

1.2.1试验设计 试验于2014～2015年进行， 2014年春季试验在株洲市芦淞区龙泉镇（A）进行；2015年试验点为株洲醴陵市枫林市乡（B）、湘潭市响塘镇（C）、湘潭市姜畬镇（D）和长沙市宁乡县回龙铺镇（E）。2014年4月5日播种，4月29日定植；2015年4月8日播种，5月2日定植。定植时西瓜幼苗均为二叶一心。采用露地爬地栽培，行距4 m，株距0.7 m，双向对爬，采用双蔓式整枝；每小区20株，3次重复，随机区组排列；其他管理同大田。

1.2.2检验方法 试验按照湖南省农产品检验检测中心发布的取样方法进行田间取样。分别于2014年7月2日、2015年7月5日果实成熟后，对每个西瓜品种随机取样株60 cm内的根和根际土壤、4条茎蔓、叶片1 kg及果实4个。所有试验样本均由湖南省农产品检验检测中心进行镉含量检测。检测方法依据GB/T5009.11—2003、GB5009.12—2010、GB/T5009.15—2003、GB/T5009.17—2003、GB/T5009.123—2003、GB17141—1997、GB15618—1995等。

2　结果与分析

2.1试验土壤检测结果

检测结果表明，A、B、C、D、E试点的土壤镉含量分别为0.556、9.480、0.450、0.580、0.310 mg·kg-1。根据GB15618—1995Ⅱ类土壤环境质量执行二级（pH≤6.5）标准：镉（Cd）≤0.30 mg·kg-1，各试验点的土壤镉含量均已超标。其中试点B土壤镉含量达9.480 mg·kg-1，是上述标准值的31.60倍，属重污染；试点D、A、C土壤镉含量分别是上述标准值的1.93、1.85倍和1.50倍，均属于中度污染；试点E土壤镉含量只超出上述标准值0.01 mg·kg-1，属轻度污染。5个试验点土壤污染程度由大到小依次排列为：B＞D＞A＞C＞E。

2.2不同西瓜品种果实中镉含量的差异

由表1可以看出，参试西瓜品种果实中镉的平均含量由低到高依次为：泉鑫2号（0.005 1 mg·kg-1）、洞庭3号（0.006 9 mg·kg-1）、绿虎（0.007 2 mg·kg-1）、 蜜 童（0.008 4 mg·kg-1）、黑迷人（0.010 8 mg·kg-1）、东方娇子（0.011 2 mg·kg-1）、洞庭1号（0.011 5 mg·kg-1）、金丽黄（0.012 2 mg·kg-1）。通过SPSS进行单因素方差分析，结果表明，在P＜0.05水平上各西瓜品种之间果实中镉含量差异均不显著。

表1　不同西瓜品种果实中镉含量的差异 　mg·kg-1

参试西瓜品种果实镉含量的幅度在0.002 0～0.034 0 mg·kg-1之间，根据GB18406.1—2001农产品安全质量无公害蔬菜安全标准：镉（Cd）≤0.05 mg·kg-1，8个西瓜品种果实镉含量均比GB18406.1—2001标准镉含量低，均符合GB18406.1—2001农产品安全质量无公害蔬菜安全标准。

2.3不同镉污染土壤中西瓜果实镉含量的差异

由表2可知，A、B、C、D、E 5个试验点土壤镉含量与各试验点西瓜果实的镉平均含量由大到小的排列顺序相同，均为B＞D＞A＞C＞E。通过SPSS相关性分析，土壤镉含量与果实镉含量的皮尔森（Pearson）相关系数r＞0.822，表明土壤镉含量在0.310～9.480 mg·kg-1范围内，随着土壤中镉含量增大，西瓜果实中镉含量有逐渐增多的趋势，两者之间呈正相关。

表2　不同土壤及西瓜果实中镉含量的差异 mg·kg-1

2.4西瓜植株不同部位中镉含量的分布差异

由表3可知，果实中镉平均含量为0.009 2 mg·kg-1、根中镉平均含量为0.054 8 mg·kg-1、茎蔓中镉平均含量为0.057 0 mg·kg-1、叶中镉平均含量为0.062 1 mg·kg-1；西瓜不同部位中镉积累量依次为叶＞茎蔓＞根＞果实，叶、茎蔓、根的镉含量分别是果实镉平均含量的6.75、6.20、5.96倍。因此，在镉污染区域的土壤上种植西瓜，建议在西瓜采收完成后，收集新鲜的西瓜茎蔓、叶片和根，通过集中销毁等处理措施，防止西瓜植株富集的镉再次进入土壤，以达到修复镉污染区域土壤的目的。

表3　西瓜不同部位中镉含量的分布差异 　mg·kg-1

3　结论与讨论

2014～2015年在镉污染土壤上进行镉低积累西瓜品种筛选试验，试验结果表明：参试西瓜品种果实镉含量幅度在0.002 0～0.034 0 mg·kg-1之间。本试验在土壤镉含量为9.480 mg·kg-1的条件下种植西瓜，西瓜果实中镉最高含量为0.034 0 mg·kg-1，其西瓜果实均符合GB18406.1—2001农产品安全质量无公害蔬菜安全标准（镉≤0.05 mg·kg-1）。西瓜各部位镉积累量：叶＞茎蔓＞根＞果实。在土壤镉含量0.310～9.480 mg·kg-1范围内，随着土壤中镉含量增大，西瓜果实中镉含量有逐渐增多的趋势。湘西瓜11号（洞庭1号）、湘西瓜19号（洞庭3号）、金丽黄、绿虎、蜜童、东方娇子、泉鑫2号、黑迷人西瓜品种，在土壤镉含量9.480 mg·kg-1以下均可作为镉污染地区耕地修复及种植结构调整的优选品种。

镉低积累西瓜品种的筛选与选育研究，为镉污染地区耕地修复、种植结构调整和筛选优良品种提供了理论依据，对湖南省及全国镉等重金属污染耕地修复及农作物种植调整具有较强的指导意义，是一项改善环境与保障食品安全的重大举措。

刘杰.1998.镉的毒性和毒理学研究进展.中华劳动卫生职业病杂志，16（1）：2-4.

刘杰，罗尊长，肖小平，余崇祥，洪曦，孙耿.2014.湘潭市郊响水乡稻田土壤重金属污染评价及空间分析.湖南农业科学，（11）：38-41，49.

曾希柏，李莲芳，梅旭荣.2007.中国蔬菜土壤重金属含量及来源分析.中国农业科学，40（11）：2507-2517.

周建利，陈同斌.2002.我国城郊菜地土壤和蔬菜重金属污染研究现状与展望.湖北农学院学报，22（5）：476-480.

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Studies on Screening Watermelon Varieties with Low Cadmium Accumulation

ZHOU Quan1，2，MA Lu-ping1，YI Xue-sai1， ZHOU Jian1
（1Watermelon Breeding Engineering Laboratory of Hunan Province，Yueyang 414000， Hunan，China；2Watermelon and Melon Institute of Yueyang City，Yueyang 414000，Hunan，China）

Through multiple spots experiments from 2014-2015， this study carried out test for screening low cadmium accumulation watermelon varieties on cadmium polluted soil，and analyzed the cadmium contents in watermelon vine，leaf，root and fruits.The results showed that the average cadmium content in vine was 0.057 0 mg·kg-1，in leaf was 0.062 1 mg·kg-1，in root was 0.054 8 mg·kg-1，in fruit was 0.009 2 mg·kg-1.The cadmium contents in fruit of tested watermelon varieties were all below GB18406.1—2001 Agricultural Product Safety and Quality Pollution Free Vegetable Safety Standards（cadmium＜ 0.05 mg·kg-1）. The cadmium content in different parts of watermelon was leaf＞ vine＞ root＞ fruit.In soil，the cadmium content was within the range of 0.310-9.480 mg·kg-1.Along with the increase of cadmium content in soil，cadmium content in watermelon fruit would increase gradually.When the cadmium content in soil was below 9.480 mg·kg-1， the following 8 watermelon varieties‘Xiangxigua No.11’（‘Dongting No.1’），‘Xiangxigua No.19’（‘Dongting No.3’），‘Jinlihuang’，‘Lyuhu’，‘Mitong’，‘Dongfangjiaozi’，‘Quanxin No.2’，‘Heimiren’could be used as the optimal selection of cultivated land restoration and planting structure adjustment in cadmium polluted area.

Low cadmium accumulation；Watermelon；Varieties；Screening

周泉，男，研究员，教授，专业方向：西甜瓜育种和科技管理，E-mail：zhouquan2571@163.com

2016-05-05；接受日期：2016-08-04

湖南省农业委员会项目〔湘农联（2014，55号）〕