适于浙江省种植的镉低累积油菜品种筛选试验

吴林土，叶春福，李贵松，徐火忠，郭彬，黄锐之

(1.松阳县农业农村局，浙江 松阳 323400； 2.浙江省农业科学院a环境资源与土壤肥料研究所，b 病毒学与生物技术研究所，浙江 杭州 310021)

随着我国工业化、农业集约化的快速发展，农田土壤污染形势日趋严峻。调查表明，我国耕地点位重金属超标率达19.4%，其中镉(Cd)污染情况最为突出，约占重金属总污染点位的36%。为了确保我国粮食安全，国家相继颁布了《土壤污染防治行动计划》和《土壤污染防治法》，明确了重金属轻度污染农田上作物安全生产的一系列措施，其中，筛选重金属低累积作物品种是确保农作物安全生产的首选技术之一。

稻、油轮作是我国南方普遍采取的种植制度。目前，国内外对于Cd低累积水稻品种筛选及相关阻控分子机制已开展了大量研究[1]，但相对于Cd低累积油菜品种的筛选研究还相对较少。十字花科植物如遏蓝菜(Thlaspicaerulescens)[2]、印度芥菜(Brassicajunica)[3]等具有较强的Cd吸收特性，油菜属于十字花科植物，同样具有较强的吸Cd能力[4]。但是油菜籽粒的迁移系数较低[5-6]，且油菜籽中的Cd转移到菜籽油中的比例仅为2%～10%[7-8]，因此，在Cd污染土壤上种植油菜安全风险较低。不同油菜品种对Cd的累积存在差异，如田效琴等[9]在成都平原田间调查发现，32个油菜品种对Cd的累积差异达4.9倍，且相同油菜品种不同器官对Cd的吸收累积也有差异，茎杆中Cd含量为籽粒的3～5倍。为了探寻适合于浙江省主栽的Cd低累积油菜品种，本研究收集油菜品种26个，在浙江某轻度Cd污染农田连续开展田间试验，分析不同油菜品种茎杆及籽粒Cd的富集能力，同时，也为Cd污染农田安全利用提供重要的理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料与处理设计

试验于2018年在浙江中部某轻度Cd污染农田上进行。土壤类型为水稻土，pH 5.45，有机质含量18.3 g·kg-1，碱解氮含量125 mg·kg-1，速效磷含量mg·kg-1，全Cd含量0.46 mg·kg-1，醋酸提取态Cd含量0.17 mg·kg-1。根据GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准 (试行)》，该试验田块为轻度Cd污染土壤，前一季收获的稻米部分Cd 含量超过食品安全国家标准限量值。

收集已审定并推广的适合长三角地区种植的油菜品种26个，其中，包括沪油系列5个、浙双系列3个、浙大系列3个、中双系列3个、浙油系列5个，以及其他各地品种7个。

以品种为处理，小区面积2 m×3 m，株间距为30 cm×40 cm。所有小区田间管理保持一致，小区施肥和农药施用方案与当地推荐方案保持一致，油菜收获后将茎杆移出。

1.2 数据采集

每个品种采取3株平行样，测定油菜茎杆和籽粒Cd含量，同时，考查油菜生物产量与经济产量性状。

将采集的油菜植株分成茎杆和籽粒两部分，70 ℃烘至恒重，采用纯硝酸-微波消解仪消解。土壤样本风干过筛后，采用硝酸、氢氟酸、过氧化氢7∶1∶2的消解体系，微波消解仪消解。消解溶液定容后，ICP-MS法测定Cd含量。

1.3 数据处理

采用SPSS 20在P<0.05水平进行方差分析(ANOVA)，结果以3次分析的平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 产量、含油量及产油量

油菜实测产量结果如表1所示。不同品种单株油菜籽产量变幅较大，为13.1～28.7 g，其中，最高为浙大630，最低为沪油16；而含油量变幅不大，为38.77%～50.06%，其中，最高为浙油50，最低为中双8号；单株产油量为5.1～14.4 g，其中最高为浙大630，最低为沪油16。油菜单株产油量主要取决于其油菜籽的产量。

表1 不同油菜品种的菜籽产量、含油量及产油量

进一步分析表明，同一系列不同品种油菜籽产量也存在显著差异。如浙双8号单株油菜籽产量为24.0 g，而浙双6号仅为16.1 g。整体上看，浙大系列的单株产量和含油量相对较高，获得的单株产油量也最高。

2.2 Cd含量

表2可以看出，供试的26个油菜品种茎杆Cd含量均值为0.63 mg·kg-1，变幅在0.38～1.02 mg·kg-1，最低与最高品种差距为0.64 mg·kg-1。其中Cd含量最低的品种为沪油17，最高品种为阳光2009。浙油系列茎杆Cd含量较高，均值为0.69 mg·kg-1，而浙双最低，均值为0.51 mg·kg-1。整体上看，茎杆Cd含量主要在0.40～0.70 mg·kg-1分布，即低于0.70 mg·kg-1的油菜品种达20个。

表2 不同油菜品种的茎杆、籽粒Cd含量及迁移系数

26个品种籽粒Cd含量均值为0.13 mg·kg-1，变幅为0.063～0.260 mg·kg-1，最低品种与最高品种差距为0.197 mg·kg-1， Cd含量最低的品种为沪油16，最高品种为浙双3号。浙双系列相对较高，均值为0.19 mg·kg-1，而沪油系列最低，均值为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的油菜品种达19个。根据GB 2762—2012《食品中污染物限量》的相关标准，油菜籽粒中Cd的限量为 0.5 mg·kg-1。由此标准看，26个品种籽粒中Cd含量均不超标。实际上，Cd的每月耐受摄入量为25 μg·kg-1[8]，油菜籽榨油后Cd含量仅为油菜籽中的2%～10%，以最大Cd含量、最大比例计算，其含量也仅为 26 μg·kg-1。根据《中国居民膳食指南》建议，每人每月食用油摄入量不宜超过0.75 kg。若食用含Cd 26 μg·kg-1的食用油1个月，其Cd摄入量为 19.5 μg·kg-1，仍低于每月可耐受的摄入量，不存在食用风险。因此，以上品种均可安全种植。

2.3 Cd富集系数及迁移系数

富集系数是植株Cd含量与土壤Cd含量的比值，代表了植物对Cd的吸收能力。迁移系数为籽粒与茎杆Cd含量的比值，代表了Cd向作物可食部位中的迁移风险。表3可以看出，油菜茎杆的富集系数普遍高于籽粒的富集系数，表明油菜吸收的Cd主要储存于茎杆当中，而向籽粒迁移的量较少。迁移系数均远小于1，进一步证明了油菜属于茎杆高富集、籽粒低富集的作物品种。不同品种茎杆—籽粒迁移系数差异显著，最低为0.09(阳光2009)，最高为0.59(浙双3号)。

表3 油菜茎杆和籽粒Cd富集系数及迁移系数

3 讨论

26个供试品种中，浙大和浙油系列单株产油量较高，分别为13.6和11.4 g，茎杆Cd含量相对较高的品系为沪油和浙大系列，而籽粒Cd含量相对较低的系列为沪油和浙大系列。浙大系列籽粒Cd含量低、茎杆Cd含量高、产量高，其中浙大630品种最优，适合该地区推广种植。