水培條件下不同普通白菜品種鎘鉛累積和轉(zhuǎn)運(yùn)差異

郭雄昌 隋秀玉 伍祎翌 辛在軍 孫小艷，*

（1 江西省重金屬污染生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)研究中心，江西省科學(xué)院微生物研究所，江西南昌 330096；2 江西省科學(xué)院生物資源研究所，江西南昌 330096；3 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，江西南昌 330006）

蔬菜作為人類(lèi)日常飲食必需食物，含有大量礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，是人體平衡膳食的重要組成成分。我國(guó)蔬菜年產(chǎn)量超7 億t，是世界第一生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)（薛亮 等，2021）。但隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，農(nóng)田土壤環(huán)境污染尤其是重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，蔬菜產(chǎn)品重金屬超標(biāo)現(xiàn)象頻發(fā)，給蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人類(lèi)健康帶來(lái)巨大威脅（馮英 等，2018）。鉛是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）公布的人體毒性最強(qiáng)的重金屬元素，廣泛分布并存于自然界中，是環(huán)境中常見(jiàn)的化學(xué)毒物。據(jù)2014 年全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)顯示（https：//www.mee.gov.cn/gkml/sthjbgw/qt/201404/W020140417558995804588.pdf），我國(guó)土壤污染物總點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%，耕地的點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%；重金屬超標(biāo)點(diǎn)位占總點(diǎn)位的82.8%，其中鎘、鉛超標(biāo)點(diǎn)位占比高達(dá)到7.0%和1.5%。郭愛(ài)珍等（2016）對(duì)全國(guó)菜地土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，華中地區(qū)菜地污染較為嚴(yán)重，華南地區(qū)主要存在鎘、鉛污染，華東地區(qū)存在不同程度的鎘、汞、鉛、鉻、砷污染，華北地區(qū)部分存在鉛、鉻污染。且近年來(lái)對(duì)各地區(qū)蔬菜產(chǎn)品抽檢結(jié)果也顯示，重金屬超標(biāo)情況較為嚴(yán)重，有些地區(qū)抽檢重金屬超標(biāo)率高達(dá)90%以上（陳志良 等，2017）。李秀蘭和胡雪峰（2005）對(duì)上海市寶山區(qū)蔬菜進(jìn)行重金屬抽樣調(diào)查，發(fā)現(xiàn)鉛、鎘的超標(biāo)率分別為12.01%和13.29%。與根菜類(lèi)、豆類(lèi)、塊莖類(lèi)蔬菜相比，葉菜類(lèi)蔬菜是鎘和鉛暴露的主要途徑（Wang et al.，2017）。大量研究發(fā)現(xiàn)，不同蔬菜種類(lèi)甚至同一蔬菜種類(lèi)不同品種對(duì)重金屬鎘、鉛等累積量存在顯著差異（Liu et al.，2010a，2010b）。因此，研究蔬菜不同品種鎘、鉛吸收富集特征，篩選重金屬低富集且抗鎘、鉛毒害能力強(qiáng)的蔬菜品種，成為控制葉菜類(lèi)蔬菜鎘、鉛超標(biāo)，保障其可食用部分安全最簡(jiǎn)單、有效的途徑之一（Yu et al.，2006；Liu et al.，2010a，2010b）。

普通白菜〔Brassica campestrisL.ssp.chinensis（L.）Makino var.communisTsen et Lee〕為十字花科蕓薹屬白菜亞種的一個(gè)變種，是我國(guó)中南部地區(qū)主要蔬菜種類(lèi)之一（張瑞明和孔令娟，2011）。十字花科蕓薹屬植物具有較強(qiáng)的鎘富集能力，即使在種植土壤沒(méi)有超標(biāo)的情況下，其食用部分仍然會(huì)出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)現(xiàn)象（Brown et al.，1995）。大量研究表明，不同白菜類(lèi)蔬菜品種吸收富集鎘、鉛等重金屬的能力存在顯著差異（劉志華 等，2008；劉維濤 等，2009；Liu et al.，2009，2010a，2010b；Chen et al.，2012）。鄭愛(ài)珍和王萬(wàn)君（2007）采用水培方式研究了12 個(gè)普通白菜品種和12 個(gè)大白菜品種鎘吸收累積差異，結(jié)果表明普通白菜和大白菜生長(zhǎng)受到不同程度的抑制作用，且不同品種對(duì)鎘吸收累積差異顯著，普通白菜鎘含量明顯高于大白菜。但目前已有的普通白菜品種篩選研究主要集中在鎘、鉛等重金屬單一處理?xiàng)l件下，對(duì)鎘鉛復(fù)合污染條件下普通白菜鎘、鉛的富集效應(yīng)和鎘、鉛交互作用研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)采用水培方式，探討鎘鉛單一脅迫和鎘鉛復(fù)合脅迫條件下17 個(gè)普通白菜品種吸收累積鎘、鉛的差異，以期為保障普通白菜的安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試普通白菜為我國(guó)南方地區(qū)常規(guī)種植的17個(gè)品種，種子購(gòu)自江西省南昌市禾之元種業(yè)公司、廣東省梅州穗豐種業(yè)公司、浙江省臺(tái)州山頭人種業(yè)公司等，具體品種名稱(chēng)為：四季小白菜、綠油亮、德高綠翔雞毛菜、德高夏龍7 號(hào)、白牡丹雜交矮腳白、雜交矮腳白（白梗）、春不老（白梗）、F1若葉小白菜、紫衣天使、杭州油冬兒、F1健秀黑葉白菜、正旺達(dá)88 小白菜、四季快菜、圣綠快3 號(hào)、中蔬快菜1 號(hào)、圣翠快菜、速生568（快菜）小白菜。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在江西省科學(xué)院微生物研究所植物培養(yǎng)人工氣候箱（HLI1000C 智能人工氣候箱，上海舍巖儀器有限公司）實(shí)施，分別于2021 年7、9、11月開(kāi)展3 次平行試驗(yàn)。種子經(jīng)10% H2O2消毒10 min，用去離子水沖洗干凈，置于培養(yǎng)皿中22 ℃避光催芽，1～2 d 后見(jiàn)光培養(yǎng)，5～6 d 后轉(zhuǎn)移至1 L 的培養(yǎng)盒中育苗，采用1/2 Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)6 d，再轉(zhuǎn)移至Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)6 d 后進(jìn)行重金屬鎘鉛脅迫處理，生長(zhǎng)期間營(yíng)養(yǎng)液pH 值調(diào)整至5.8～6.0，每3 d 更換1 次營(yíng)養(yǎng)液。每品種設(shè)3 個(gè)處理：?jiǎn)我绘k脅迫，鎘1 mg·kg-1；單一鉛脅迫，鉛25 mg·kg-1；鎘鉛復(fù)合脅迫，鎘1 mg·kg-1+鉛25 mg·kg-1；以未添加鎘、鉛處理為對(duì)照，每個(gè)品種每處理10 株幼苗。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

鎘鉛脅迫處理10 d 后收獲，每3 株幼苗混合作為1 份樣品，3 次重復(fù)。植株用去離子水沖洗干凈，吸水紙吸干水分，用不銹鋼剪刀從莖基部剪下根系，分別收集，然后105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干至恒重，分別測(cè)定地上部和根系生物量，取平均值。

分別取地上部和根系干樣，研磨后準(zhǔn)確稱(chēng)取0.100 0 g，加入5 mL HNO3-HF（4V∶1V）混合液，過(guò)夜后放入微波消解儀（MDS-8G Q 多通量微波消解系統(tǒng)，上海新儀微波化學(xué)科技有限公司）中控溫消煮至透明澄清；定容后使用ELEMENT 高分辨率電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（HR-ICP-MS，美國(guó)賽默飛世爾科技公司）測(cè)定鎘、鉛含量，取平均值。所用酸試劑均為色譜純；微波消煮管和試管使用前均用10%硝酸溶液浸泡36 h，并用去離子水清洗3次后烘干待用。

1.4 數(shù)據(jù)分析

植物對(duì)重金屬的耐性指數(shù)（tolerance index，TI）可用來(lái)衡量不同普通白菜品種的耐鎘、鉛性能差異（Bassegio et al.，2020）。

TI=〔（處理生物量-對(duì)照生物量）/對(duì)照生物量〕×100%

耐性指數(shù)為正值，說(shuō)明鎘（鉛）脅迫促進(jìn)該品種的生長(zhǎng)，值越大促進(jìn)作用越大；耐性指數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明鎘（鉛）脅迫抑制該品種的生長(zhǎng)，值越小抑制作用越大。

重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（translocation factor，TF）是指植株地上部重金屬含量與地下部重金屬含量的比值，用來(lái)評(píng)價(jià)植物將重金屬?gòu)牡叵虏肯虻厣喜康倪\(yùn)輸和富集能力。

式中，CA為植株地上部鎘（鉛）含量，CB為地下部鎘（鉛）含量。

采用SPSS 18.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鎘鉛脅迫對(duì)不同普通白菜品種生物量的影響

從表1、2 可以看出，未經(jīng)鎘鉛脅迫（CK）的17個(gè)普通白菜品種植株地上部和根系生物量存在較大差異，根系生物量范圍為0.017～0.131 g·株-1，地上部生物量范圍為0.442～1.805 g·株-1，其中地上部生物量最大的四季小白菜是生物量最小的綠油亮的4.08 倍。鎘、鉛單一脅迫和鎘鉛復(fù)合脅迫下正旺達(dá)88 小白菜、四季小白菜、德高綠翔雞毛菜地上部生物量與對(duì)照相比均顯著降低；圣綠快3號(hào)、圣翠快菜地上部和根系生物量與對(duì)照相比均增加，特別是鎘鉛復(fù)合脅迫的地上部和根系生物量均顯著增加；雜交矮腳白、綠油亮、紫衣天使、四季快菜、中蔬快菜1 號(hào)、速生568 小白菜地上部生物量均未受到顯著影響，但與對(duì)照相比，單一鉛脅迫和鎘鉛復(fù)合脅迫顯著促進(jìn)雜交矮腳白、中蔬快菜1號(hào)、速生568 小白菜根系生物量；綠油亮、紫衣天使、四季快菜地上部和根系生物量與對(duì)照相比均無(wú)顯著差異。此外，單一鎘脅迫下地上部生物量增加的普通白菜品種有7 個(gè)，大部分為快菜類(lèi)型；除圣綠快3 號(hào)、圣翠快菜、中蔬快菜1 號(hào)、速生568 小白菜外，單一鉛脅迫對(duì)其他13 個(gè)普通白菜品種地上部生物量均表現(xiàn)不同程度的生長(zhǎng)抑制作用。春不老在鎘、鉛單一脅迫下地上部生物量與對(duì)照相比無(wú)顯著差異，但鎘鉛復(fù)合脅迫顯著促進(jìn)其地上部生物量的增加；F1若葉小白菜在鎘、鉛單一脅迫下生物量被顯著抑制，但鎘鉛復(fù)合脅迫顯著緩解了其生長(zhǎng)抑制作用。

表1 鎘鉛脅迫對(duì)不同普通白菜品種地上部生物量的影響 （DW）

表2 鎘鉛脅迫對(duì)不同普通白菜品種根系生物量的影響 （DW）

2.2 鎘鉛脅迫對(duì)不同普通白菜品種耐性指數(shù)的影響

除利用生物量、株高、根長(zhǎng)等指標(biāo)表征植物對(duì)重金屬的耐受性外，重金屬耐性指數(shù)也是衡量不同普通白菜品種對(duì)鎘鉛耐性差異的指標(biāo)之一。從圖1 可以看出，鎘鉛脅迫下大部分普通白菜品種的耐性指數(shù)都為負(fù)值，其中單一鎘脅迫下F1健秀黑葉白菜的耐性指數(shù)最小，為-66.71%；單一鉛脅迫下德高綠翔雞毛菜的耐性指數(shù)最小，為-80.71%，該品種鎘耐性指數(shù)也較低，為-53.05%；此外，四季小白菜對(duì)鎘鉛脅迫的耐受性也較差，耐性指數(shù)分別為-55.53%（單一鎘脅迫）、-59.78%（單一鉛脅迫）、-52.74%（鎘鉛復(fù)合脅迫），說(shuō)明鎘鉛脅迫對(duì)部分普通白菜品種的生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的抑制作用。鎘、鉛單一脅迫對(duì)大部分普通白菜品種生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，但很多品種在鎘鉛復(fù)合脅迫下這種生長(zhǎng)抑制作用得到不同程度緩解，如正旺達(dá)88 小白菜、雜交矮腳白、春不老、綠油亮、四季小白菜、F1若葉小白菜等。

圖1 不同普通白菜品種在鎘、鉛單一脅迫和鎘鉛復(fù)合脅迫下的耐性指數(shù)特征

從圖1 還可以看出，圣綠快3 號(hào)、圣翠快菜、中蔬快菜1 號(hào)、速生568 小白菜等快菜類(lèi)型普通白菜品種在鎘、鉛單一脅迫和鎘鉛復(fù)合脅迫下，耐性指數(shù)呈現(xiàn)正值；且除速生568 小白菜外，鎘鉛復(fù)合脅迫進(jìn)一步強(qiáng)化了鎘、鉛對(duì)這些品種的生長(zhǎng)促進(jìn)作用，其中圣翠快菜鎘、鉛單一脅迫下耐性指數(shù)分別為54.10%和93.28%，鎘鉛復(fù)合脅迫下耐性指數(shù)達(dá)到112.31%。

2.3 鎘鉛脅迫對(duì)不同普通白菜品種植株鎘、鉛含量的影響

從圖2 可以看出，單一鎘脅迫下不同普通白菜品種地上部鎘含量差異明顯，鎘含量范圍為103.4～183.0 mg·kg-1，其中德高夏龍7 號(hào)、綠油亮、中蔬快菜1 號(hào)地上部鎘含量顯著高于其他品種，春不老、四季小白菜地上部鎘含量明顯低于其他品種；鎘鉛復(fù)合脅迫下17 個(gè)普通白菜品種地上部鎘含量范圍為69.4～142.1 mg·kg-1，圣綠快3 號(hào)地上部鎘含量顯著低于其他品種。除德高綠翔雞毛菜外，鎘鉛復(fù)合脅迫均比單一鎘脅迫降低普通白菜地上部對(duì)鎘的累積，且有14 個(gè)品種兩處理間差異達(dá)到顯著水平。

圖2 單一鎘脅迫、鎘鉛復(fù)合脅迫下不同普通白菜品種地上部鎘含量差異

從圖3 可以看出，單一鉛脅迫下不同普通白菜品種地上部鉛含量差異明顯，鉛含量范圍為21.64～75.19 mg·kg-1，正旺達(dá)88 小白菜、中蔬快菜1 號(hào)地上部鉛含量相對(duì)較低，紫衣天使地上部鉛含量顯著高于其他品種，且比最低的正旺達(dá)88 小白菜高2.47 倍。鎘鉛復(fù)合脅迫下17 個(gè)普通白菜品種地上部鉛含量范圍為12.66～31.91 mg·kg-1，均較單一鉛脅迫低，其中13 個(gè)品種兩處理間差異達(dá)到顯著水平。

綜上，鎘、鉛在普通白菜中的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)具有競(jìng)爭(zhēng)拮抗作用。

2.4 鎘鉛脅迫對(duì)不同普通白菜品種鎘、鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的影響

轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)是指植株地上部與地下部重金屬元素含量的比值，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)越大，說(shuō)明重金屬?gòu)母迪蛑仓甑厣喜哭D(zhuǎn)運(yùn)能力越強(qiáng)。單一鎘脅迫、鎘鉛復(fù)合脅迫下17 個(gè)普通白菜品種鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍分別為0.104～0.295、0.104～0.222，平均值分別為0.197、0.154；單一鎘脅迫、鎘鉛復(fù)合脅迫下，鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最大的品種均為綠油亮，鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最小的品種分別是德高綠翔雞毛菜、紫衣天使（圖4）。單一鉛脅迫、鎘鉛復(fù)合脅迫下17 個(gè)普通白菜品種鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別為0.057～0.283、0.027～0.187，平均值分別為0.131、0.077；單一鉛脅迫、鎘鉛復(fù)合脅迫下，鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最大的品種分別是四季小白菜、春不老，鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最小的品種分別為德高綠翔雞毛菜、德高夏龍7 號(hào)（圖5）。

圖4 單一鎘脅迫、鎘鉛復(fù)合脅迫下不同普通白菜品種鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)差異

圖5 單一鉛脅迫、鎘鉛復(fù)合脅迫下不同普通白菜品種鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)差異

從圖4、5 還可以看出，鎘、鉛單一脅迫和鎘鉛復(fù)合脅迫下17 個(gè)普通白菜品種的鎘、鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1，說(shuō)明參試普通白菜品種根系的鎘、鉛含量高于地上部的含量，普通白菜吸收鎘、鉛后主要累積部位是根部；此外，鉛的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均值低于鎘的，說(shuō)明鉛更易滯留在根系中，普通白菜根系中鎘向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)能力高于鉛。

3 討論

鎘、鉛是植物非必需元素，低濃度鎘、鉛對(duì)植物有一定的促生長(zhǎng)作用，但超過(guò)一定濃度后植物的生長(zhǎng)將受到抑制，生物量降低，而且不同植物種類(lèi)、同一種類(lèi)不同品種對(duì)鎘、鉛的反應(yīng)差異性較大（Wang et al.，2006；Yu et al.，2006）。低 濃度 鎘對(duì)植物的生長(zhǎng)促進(jìn)作用可能與植物激素相關(guān)，金屬離子可通過(guò)激活細(xì)胞分裂素代謝相關(guān)的酶促進(jìn)植株生長(zhǎng)和發(fā)育（Nyitrai et al.，2004）。本試驗(yàn)中，鎘鉛脅迫下不同普通白菜品種的地上部和根系生物量（干質(zhì)量）存在明顯差異，大多數(shù)品種受到不同程度抑制，但圣綠快3 號(hào)、圣翠快菜、中蔬快菜1 號(hào)的生物量有所升高，耐性指數(shù)為正值，表明短期鎘鉛脅迫對(duì)快菜類(lèi)型普通白菜生物量累積具有促進(jìn)作用，這可能與其在低鎘鉛脅迫時(shí)激發(fā)的“生長(zhǎng)稀釋”機(jī)制有關(guān)（陳辰 等，2020）。不同普通白菜品種應(yīng)答鎘鉛脅迫的生長(zhǎng)差異性為深入研究普通白菜耐重金屬的基因調(diào)控機(jī)制提供了遺傳材料和研究方向。

白菜類(lèi)蔬菜栽培品種對(duì)鎘鉛吸收、積累能力存在較大差異（井彩巧，2006；鄭愛(ài)珍和王萬(wàn)君，2007；劉維濤 等，2009；Liu et al.，2009，2019；李必元 等，2011；Chen et al.，2012）。在水培條件下，50 μmol·L-1鎘處理的12 個(gè)普通白菜品種和12 個(gè)大白菜品種植株地上部生物量均顯著下降，普通白菜地上部鎘累積量顯著高于大白菜，且品種間地上部鎘積累量存在顯著性差異，其中普通白菜品種五月慢，大白菜品種膠白6 號(hào)、豐抗80、豐抗90 植株生物量受鎘抑制程度較低，地上部鎘含量相對(duì)較低（鄭愛(ài)珍和王萬(wàn)君，2007）。土壤栽培條件下，1.0、5.0 mg·kg-1鎘處理的40 個(gè)河北地區(qū)普遍種植的白菜類(lèi)蔬菜品種地上部鎘含量范圍分別為0.029～0.121、0.166～0.684 mg·kg-1，品種間對(duì)鎘的富集能力存在顯著差異，其中多維462、新鄉(xiāng)小包23 等品種鎘富集系數(shù)在2 個(gè)鎘處理濃度下均較高，在0.114～0.137 之間，而北京新3 號(hào)、北京小雜60 則明顯較低，在1.0 mg·kg-1鎘處理下富集系數(shù)分別為0.034、0.029，5.0 mg·kg-1鎘處理下富集系數(shù)分別為0.033、0.039（茹淑華 等，2013）。

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，參試普通白菜品種的鎘、鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與地上部鎘、鉛含量并不存在明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如綠油亮，鎘鉛單一脅迫下植株地上部鎘、鉛含量較高，鎘、鉛的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)也較高；但德高夏龍7 號(hào)地上部鎘、鉛含量較高，而鎘、鉛的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)卻相對(duì)較低。這一結(jié)果與植物根系對(duì)重金屬鎘、鉛的截留作用密切相關(guān)。根系對(duì)重金屬的吸收和截留，以及重金屬?gòu)母迪虻厣喜哭D(zhuǎn)運(yùn)能力的差異決定了農(nóng)產(chǎn)品可食用部分的重金屬含量（張標(biāo)金 等，2015）。在鎘鉛脅迫下，普通白菜植株生長(zhǎng)、生理生化、分子調(diào)控等方面均會(huì)產(chǎn)生一系列適應(yīng)機(jī)制，調(diào)控植株對(duì)鎘、鉛的吸收，如組成根系細(xì)胞壁的大分子物質(zhì)含有大量負(fù)電基團(tuán)，將金屬陽(yáng)離子固定于根系細(xì)胞壁（張旭紅 等，2008），根系還可促進(jìn)植物絡(luò)合素、金屬硫蛋白等小分子物質(zhì)與重金屬離子結(jié)合，減少根系重金屬向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)；此外，基因型的差異也導(dǎo)致其對(duì)重金屬鎘鉛吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在較大差異（Jing，2006）。本試驗(yàn)中，大部分鎘鉛離子積累在普通白菜根系中，單一鎘脅迫下17 個(gè)普通白菜品種平均鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為0.197，單一鉛脅迫的平均鉛轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為0.131，說(shuō)明普通白菜根系吸收的Cd 較易遷移到地上部，而Pb 的轉(zhuǎn)運(yùn)能力相對(duì)較弱（王浩 等，2009）。這一結(jié)果亦與劉維濤等（2009）的研究結(jié)論相似，300、500 mg·kg-1鉛處理的19 個(gè)大白菜品種的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均＜ 0.40。植物根系固定的鎘在細(xì)胞中主要以有效性較高的可溶態(tài)存在，易于在植物體內(nèi)運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)，而植物根系中的鉛離子大部分以活性較低的醋酸和鹽酸提取態(tài)沉積在細(xì)胞壁或儲(chǔ)存于液泡中，移動(dòng)性很差（段德超等，2014）。植物根系對(duì)鉛較強(qiáng)的截留固定能力在馬鈴薯等植物中也被證實(shí)（黃芳 等，2019）。這種元素性質(zhì)差異和普通白菜體內(nèi)鎘鉛運(yùn)輸通道差異所導(dǎo)致的鎘、鉛遷移能力差異性為其在鎘鉛復(fù)合污染農(nóng)用地中實(shí)施“控鎘穩(wěn)鉛”技術(shù)提供了新的安全控制技術(shù)思路。

值得關(guān)注的是，鎘鉛共存對(duì)不同植物不同器官產(chǎn)生的鎘鉛吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)效應(yīng)類(lèi)型和程度存在較大差異（武文飛 等，2012）。本試驗(yàn)中，除德高綠翔雞毛菜外鎘鉛復(fù)合脅迫下普通白菜地上部鎘、鉛含量相對(duì)單一鎘脅迫或單一鉛脅迫都呈降低趨勢(shì)，大部分品種處理間差異均達(dá)顯著水平，說(shuō)明普通白菜地上部對(duì)鎘、鉛的吸收存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。相似的結(jié)果在菜薹（菜心）（Qiu et al.，2011）、向日葵和蓖麻（Liu et al.，2008）等植物中被證實(shí)。這一現(xiàn)象可能歸因于Cd 和Pb 均為二價(jià)陽(yáng)離子，對(duì)部分植物體內(nèi)有機(jī)組分的親和力相近，相互間產(chǎn)生拮抗效應(yīng)從而形成了生物有效性更低的金屬絡(luò)合物。劉家女等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，金盞菊地上部Cd 和Pb 吸收表現(xiàn)出拮抗關(guān)系，Pb 對(duì)根部Cd 累積有抑制作用，Cd對(duì)根部Pb 累積表現(xiàn)出促進(jìn)效應(yīng)；Pb 對(duì)鳳仙花地上部Cd 積累有顯著的促進(jìn)作用，但Cd 對(duì)地上部Pb積累卻顯著抑制，Cd、Pb 互作對(duì)根系Cd、Pb 累積沒(méi)有顯著影響。大量研究還表明，高濃度的鎘或鉛處理抑制植物的生長(zhǎng)和代謝，從而影響植物對(duì)重金屬的耐受和吸收能力（賀玉姣 等，2008）。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在單一鉛脅迫下對(duì)鉛富集能力較弱的普通白菜品種在鎘鉛復(fù)合脅迫下地上部鉛含量也較低，說(shuō)明普通白菜鉛累積特征差異具有品種穩(wěn)定性（Qiu et al.，2011），正旺達(dá)88 小白菜、中蔬快菜1 號(hào)、圣翠快菜等鉛低累積品種在鉛污染土壤中種植鉛超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。而鎘作為高活性離子，在植物中的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、累積受多種因素影響。本試驗(yàn)中，除德高綠翔雞毛菜外，與單一鎘脅迫相比，鎘鉛復(fù)合脅迫下普通白菜品種地上部鎘含量都不同程度降低，但降低幅度差異較大，如在鎘單一脅迫下春不老、四季小白菜、速生568 小白菜等品種地上部鎘含量相對(duì)較低，但鎘鉛復(fù)合脅迫下地上部鎘含量降低幅度較低，而正旺達(dá)88 小白菜、紫衣天使、圣綠快3 號(hào)、F1健秀黑葉白菜等品種地上部鎘含量降低的幅度明顯高于其他品種，地上部鎘含量也明顯低于其他品種。綜上，普通白菜對(duì)鎘的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)能力受鉛離子影響相對(duì)較大，且普通白菜品種間鎘鉛的拮抗轉(zhuǎn)運(yùn)作用程度差異較大，需進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

17 個(gè)普通白菜品種在鎘1 mg·kg-1、鉛25 mg·kg-1單一脅迫下，植株生物量存在顯著差異，大部分品種生長(zhǎng)受到抑制，但對(duì)快菜類(lèi)型品種大多表現(xiàn)促進(jìn)作用，且地上部鎘鉛含量相對(duì)較低；普通白菜根系和地上部的鎘、鉛富集能力存在顯著品種差異，根系是鎘、鉛的主要累積部位，且根系對(duì)鉛的固定能力高于鎘；鎘鉛復(fù)合脅迫可不同程度緩解鎘、鉛單一脅迫對(duì)普通白菜的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)，與鎘、鉛單一脅迫相比，鎘鉛復(fù)合脅迫下的大部分普通白菜品種地上部鎘、鉛含量顯著降低，說(shuō)明普通白菜地上部對(duì)鎘、鉛的吸收存在一定競(jìng)爭(zhēng)作用；在單一鉛脅迫和鎘鉛復(fù)合脅迫下，正旺達(dá)88 小白菜、中蔬快菜1 號(hào)、圣翠快菜地上部鉛含量較低，屬鉛低積累品種，在重金屬污染農(nóng)田中種植鉛超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。