外源铜添加对西兰花铜吸收和积累的影响

陈剑 齐文 何玲玲 檀国印 项玉英

摘要 采用大棚土培盆栽试验研究4个不同品种西兰花对Cu的吸收富集规律。结果表明，随着土壤中添加Cu浓度的提高，西兰花花球和根部中的Cu含量均呈上升趋势;不同浓度处理下，花球中的Cu含量高于根部;4个品种西兰花花球的Cu含量与其在土壤中的含量均呈线性正相关;4个品种对Cu吸收能力表现为“耐寒优秀”>“台绿1号”>“浙青95”>“海绿”。综合而言，西兰花是对Cu吸收富集能力较弱的作物，在铜污染区可以作为低积累的蔬菜品种进行推广种植。

关键词 西兰花;Cu;盆栽试验;富集系数

中图分类号 S63文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）20-0046-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.20.013

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of ExogenousCopper on the Absorption and Accumulation of Copper in Broccoli

CHEN Jian，QI Wen，HE Ling ling et al

（Taizhou Academy of Agricultural Sciences，Linhai，Zhejiang 317000）

Abstract The absorption and enrichment of Cu in 4 different broccoli cultivars were studied by greenhouse soil culture pot experiment.The results showed that with the increase of Cu concentration in soil， Cu content in broccoli bulb and root showed an increasing trend.Cu content in flower bulb was higher than that in root under different concentrations.The Cu content of four varieties of broccoli flower bulb was linearly and positively correlated with its content in soil. The order of Cu absorption capacity of the four cultivars was "excellent cold tolerance" >， "Tailü No.1" >， "Zheqing 95" > "Hailü".In general， broccoli wasa crop with weak Cu absorption and enrichment ability， and it can be promoted and planted as a vegetable variety with low accumulation in the copper pollution zone.

Key words Broccoli;Cu;Pot experiment;Enrichment coefficient

铜是植物生长必需的微量元素，但过量的铜会对植物造成严重的危害。土壤铜污染的主要来源均与人类活动有关，如矿山的开发、工业三废、城市垃圾、污泥、污水和含铜农药的使用等[1-3]。我国主要城市的土壤均存在不同程度的铜污染[4]，环境介质中高浓度的铜污染可以造成蔬菜中铜的积累，从而通过食物链转移威胁人体的健康[5]。目前，我国关于外源铜胁迫对常见蔬菜及农作物的毒害效应已有大量研究[6-9]，但针对蔬菜对铜吸收规律的研究较少。西兰花作为浙江省特色蔬菜，主要分布在台州、杭州、宁波等地区，是我国在国际市场上比较有竞争力的蔬菜品种，也是当地农民致富创收的重要来源，其质量安全不仅影响到国内居民的身体健康，还影响到我国在国际市场的公众形象[10]。关于重金属铜在西兰花体内的吸收、积累以及分配规律的研究尚未见报道。笔者采用大棚盆栽试验研究不同品种的西兰花对土壤中铜的吸收分配规律，旨在为铜污染地区的西兰花种植提供参考和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试西兰花共有4个品种，分别为“海绿”“浙青95”“耐寒优秀”和“台绿1号”，以“台绿1号”为对照品种。供试重金属试剂为CuSO4·5H2O。供试盆钵大小一致，底部密封。供试土壤采自台州市农业科学院天台基地附近的水稻土，土壤中重金屬Cu本底值为11.35 mg/kg，符合《土壤环境质量（重金属）标准》中适合于农田土壤环境的二级指标。

1.2 试验设计

试验在台州市农业科学研究院天台基地塑料大棚内进行，供试土壤经晒干、敲细、去杂、充分拌匀后装盆备用，每盆装干土15 kg;将CuSO4·5H2O试剂按照浓度梯度（表1）配制成溶液，均匀喷洒在土壤中，搅拌均匀后将土壤重新装盆，每个处理设平行试验4盆，西兰花采用穴盘育苗后于9月底移栽。待西兰花达到采摘标准后，采集各株花球及地下根系部分，分别测定其重金属含量。

1.3 数据分析

土壤和植株中的Cu测定方法参照国家标准进行;试验所得数据使用Microsoft Excel 2010和SPSS 19软件进行处理和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度处理下西兰花不同部位的Cu含量

由表2可知，参试各品种西兰花花球及根部中的Cu含量均随着土壤中添加Cu浓度的升高而升高;在不同浓度处理下，参试各品种花球中的Cu含量高于根部;各参试西兰花品种对Cu的吸收能力存在一定差异，其中“耐寒优秀”强于对照品种“台绿1号”，“海绿”与“浙青95”对Cu的吸收能力弱于“台绿1号”;在5级浓度处理下，各品种花球中的Cu含量仍处于较低水平，可以推断西兰花属于对Cu吸收富集能力较弱的作物，在铜污染区可以作为低积累的蔬菜品种进行推广种植。

2.2 西兰花花球的Cu含量与土壤中添加的Cu浓度的相关性

根据各参试品种西兰花花球中的Cu含量，可以得出西兰花花球对土壤中Cu的吸收富集方程（x、y分别为土壤、西兰花花球中Cu的含量），部分花球样品中的Cu含量由于未达到最低检出限值，根据（HJ/T 166—2004）的相关规定，按照1/2最低检出浓度值进行统计处理。由表3可知，各参试品种西兰花的花球对土壤中Cu的吸收富集规律均符合线性回归方程，其决定系数分别为0.828 1、0.881 7、0.832 5和0.814 说明4个参试西兰花品种花球中的Cu含量均受土壤中Cu浓度的影响较大。

2.3 西兰花不同部位对Cu的富集能力

由于蔬菜中重金属含量受到土壤重金属含量的影响，因此可用富集系数来衡量蔬菜吸收重金属元素能力的强弱。富集系数是指蔬菜中某污染物含量占土壤中该污染物含量的百分率。富集系数越大，表明作物越易从土壤中吸收该元素，即该元素的迁移性越强[11]。由表4可知，参试的4个西兰花品种花球及根部对Cu的富集系数均随着土壤中Cu浓度的升高而降低;花球部位对Cu的富集能力强于根部，说明Cu元素在西兰花体内运输能力较强;在不同浓度处理下，参试品种对Cu的富集系数差异不大。

富集系数在0.5～1.5时，表示该部位重金属含量与土壤中该重金属的含量属同一水平;富集系数小于0.5时，表示该部位重金属含量较土壤中该重金属的含量相对贫化，即低于土壤中相应重金属含量的水平[12]。西兰花2个部位对Cu的富集系数均小于0.5，说明西兰花对Cu的吸收富集能力较弱。

3 结论与讨论

该研究中参试的4个西兰花品种花球和根部中的Cu含量均随着土壤中添加Cu浓度的增加而增加;花球中的Cu含量在不同浓度处理下均高于根部，说明Cu元素在西兰花体内运输能力较强;花球中的Cu含量与土壤中添加的Cu浓度呈较强的正相关关系，这与檀国印等[13]和黄永東等[14]关于蔬菜对重金属的吸收积累研究结果基本相似。

参试的4个西兰花品种对Cu元素的吸收能力有一定差异，吸收能力从大到小依次为“耐寒优秀”“台绿1号”“浙青95”“海绿”;在5级浓度处理下，各品种花球中的Cu含量仍处于较低水平，且花球和根部对Cu的富集系数在不同浓度处理下均小于0.5，可以推断西兰花属于对Cu吸收富集能力较弱的作物，在铜污染区可以作为低积累的蔬菜品种进行推广种植。

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