不同品種荷包豆在云南高寒山地的鎘鉛累積差異

摘要： 【目的】為降低高寒礦區(qū)荷包豆（Phaseolus coccineus L.） 的鎘（Cd） 和鉛（Pb） 含量，篩選適合該區(qū)域農(nóng)田種植的低累積、高品質(zhì)荷包豆品種?！痉椒ā坎捎迷颇现髟缘?0 個(gè)荷包豆品種，在蘭坪礦區(qū)周邊選取具有代表性的農(nóng)田進(jìn)行大田試驗(yàn)，通過測定氮（N）、磷（P）、鉀（K）、維生素C、蛋白質(zhì)、總淀粉及Cd、Pb 的含量等指標(biāo)，分析不同品種間荷包豆的礦質(zhì)養(yǎng)分、籽粒品質(zhì)及Cd、Pb 累積量差異?！窘Y(jié)果】不同品種荷包豆的生物量、礦質(zhì)養(yǎng)分含量、籽粒品質(zhì)及Cd、Pb 累積特征均存在顯著差異。生物量和產(chǎn)量的最大差異分別為3.88 倍和1.42 倍，籽粒N、P、K 含量的最大差異分別為1.42 倍、1.48 倍和1.40 倍，籽粒Cd、Pb 含量和累積量的最大差異分別為1.93 倍、5.71 倍和3.76 倍、4.29 倍，還原糖、維生素C、蛋白質(zhì)、可溶性糖、總淀粉含量的最大差異分別為1.98 倍、2.09 倍、1.43 倍、1.31 倍、1.42 倍。YN10 表現(xiàn)出高產(chǎn)（2 050 kg/hm2）、低Pb （0.17 mg/kg）性狀，YN03 表現(xiàn)出高產(chǎn)（2 048 kg/hm2）、低Cd （0.23 mg/kg） 性狀。相關(guān)性分析表明：籽粒Cd 含量與葉片N 含量以及根、莖、葉K 含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與籽?？偟矸?、維生素C 含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；籽粒Pb 含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)?！窘Y(jié)論】荷包豆Cd、Pb 吸收與礦質(zhì)養(yǎng)分、籽粒品質(zhì)密切相關(guān)。兼顧籽粒產(chǎn)量、重金屬累積量、品質(zhì)等因素，荷包豆品種YN10 和YN03 更適宜在蘭坪Cd、Pb 輕度污染區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞： 荷包豆；鎘鉛含量；礦質(zhì)養(yǎng)分；品質(zhì)；品種差異

中圖分類號： S643.101 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1004–390X （2024） 05?0141?10

重金屬對生態(tài)系統(tǒng)的污染是備受關(guān)注的環(huán)境問題之一[1]。云南省有色金屬礦產(chǎn)資源豐富，是中國重要的礦產(chǎn)資源基地。由于長期開采，云南省的土壤重金屬污染情況較為嚴(yán)重，尤其是土壤中的鎘（Cd）、鉛（Pb） 含量嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致周邊農(nóng)田的農(nóng)作物也出現(xiàn)Cd、Pb 超標(biāo)的現(xiàn)象，危害食品安全[2-3]。高寒山區(qū)植物生長緩慢，植物生長期短，植被生態(tài)脆弱，加上重金屬污染，植物極難生長。因此，修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬污染以保障高寒山區(qū)農(nóng)作物的生產(chǎn)安全，是當(dāng)前土壤和環(huán)境領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)[4]。

已有研究表明：植物對重金屬的吸收和累積不僅存在顯著的植物種間差異，同時(shí)存在種內(nèi)差異，如不同品種的大白菜[5]、玉米[6]、大豆[7]等作物對重金屬的吸收存在顯著差異[8]，由于植物存在遺傳特異性，故不同種類作物及其不同品種對Cd、Pb 的吸收和累積表現(xiàn)出較大的差異[9-10]。利用作物對重金屬吸收和累積的品種差異，篩選、種植重金屬累積量低的農(nóng)作物品種，已成為應(yīng)對土壤重金屬污染、保障食品安全的有效策略之一[11-14]。不同的農(nóng)作物品種具有不同的生態(tài)適栽區(qū)域，使得許多作物篩選結(jié)果具有很強(qiáng)的區(qū)域性[15-16]。由于環(huán)境與品種存在相互作用，土壤的理化性質(zhì)會嚴(yán)重影響植物對重金屬的吸收，導(dǎo)致不同土壤環(huán)境下作物重金屬的含量存在顯著差異[17-18]。

荷包豆（Phaseolus coccineus L.） 隸屬于豆科（Fabaceae） 菜豆屬（Phaseolus），是中國西南地區(qū)重要的1 年生糧食作物，在高寒礦山污染地區(qū)廣泛種植[19]。由于生長環(huán)境復(fù)雜、重金屬污染、肥力下降等因素，嚴(yán)重威脅高寒山區(qū)荷包豆的可持續(xù)生產(chǎn)，但目前鮮有針對高寒山區(qū)荷包豆重金屬吸收和累積的品種差異研究。本研究以10 個(gè)適宜在云南省怒江傈僳族自治州蘭坪白族普米族自治縣來龍村種植的荷包豆品種為材料進(jìn)行大田試驗(yàn)，測定不同品種荷包豆根、莖、葉、籽粒的礦質(zhì)養(yǎng)分、營養(yǎng)品質(zhì)及Cd、Pb 含量等指標(biāo)，分析不同品種荷包豆的礦質(zhì)養(yǎng)分、營養(yǎng)品質(zhì)及重金屬累積的差異，篩選在高寒氣候疊加土壤重金屬污染背景下，更適合當(dāng)?shù)胤N植的荷包豆品種，為其在西南高寒地區(qū)的安全種植提供實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于云南省怒江傈僳族自治州蘭坪白族普米族自治縣來龍村（26°27′23.91″N，99°28′33.47″E），海拔2 480 m，年平均氣溫10 ℃，年降水量1 002 mm，屬季風(fēng)山地氣候。試驗(yàn)地周圍有1 個(gè)大型鉛鋅礦，礦區(qū)周邊農(nóng)田均已受到不同程度的Cd、Pb 污染。土壤基本理化性質(zhì)為：pH8.09，有機(jī)質(zhì)含量32.30 g/kg，全氮（N）、全磷（P）和全鉀（K） 含量分別為3.96、0.57 和9.36 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為140.42、39.81和165.36 mg/kg，全量Cd 為25.96 mg/kg，全量Pb為246.39 mg/kg。試驗(yàn)區(qū)Cd 含量超過《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）[20]中規(guī)定的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管制值（pHgt;7.5，Cd≤4 mg/kg，Pb≤1 000 mg/kg）6.49 倍，屬于重度Cd 超標(biāo)農(nóng)田土壤。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物荷包豆屬長日照作物，生長期約60～90 d， 喜溫暖濕潤氣候， 適溫能力強(qiáng)， 在15～30 ℃ 下均能良好生長；具有耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐熱等特性，環(huán)境適應(yīng)力較強(qiáng)。本研究選取YN01、YN02、YN03、YN04、YN05、YN06、YN07、YN08、YN09 和YN10 共10 個(gè)荷包豆品種，由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供，均為云南高寒山區(qū)主栽品種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2020 年5 月3 日開展大田試驗(yàn)。在種植荷包豆前，測定土壤背景值。每個(gè)荷包豆品種設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，共30 個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積為20 m2，小區(qū)之間間隔35 cm，設(shè)置覆膜隔離板，防止小區(qū)之間串水串肥，小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列。幼苗出土（40 d） 后，搭設(shè)攀緣支架，以利于采光；開花結(jié)莢后，結(jié)合天氣狀況和植株長勢進(jìn)行灌溉，一般每周灌1 次透水。于2020 年10 月15 日（荷包豆完熟期） 采樣，裝袋保存，并保留根際土。

1.4 測定指標(biāo)及其方法

1.4.1 荷包豆的生物量與產(chǎn)量

（1） 生物量。采用五點(diǎn)取樣法采集植物樣品，每個(gè)小區(qū)采集5 株荷包豆。將采集的植物樣品分為根、莖、葉、籽粒4 個(gè)部分，各部位用清水洗凈后再用去離子水沖洗；在105 ℃ 烘箱中殺青30 min，再調(diào)至75 ℃ 至樣品完全烘干，稱量干質(zhì)量。用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎，過100 目篩備用。

（2） 籽粒產(chǎn)量。采摘每個(gè)小區(qū)所有荷包豆的籽粒，自然晾干后稱量，記為小區(qū)產(chǎn)量，并折算為公頃產(chǎn)量。

1.4.2 荷包豆的重金屬含量

稱取荷包豆根、莖、葉和籽粒干樣各0.10 g，用HNO3—H2O2 消煮，將濾液定容至50 mL 容量瓶中。采用火焰原子吸收分光光度計(jì)測定荷包豆植株各部位的Cd、Pb 含量[21]，并按照公式計(jì)算各部位的Cd、Pb 累積量：重金屬累積量=重金屬含量×生物量。

1.4.3 荷包豆植株的礦質(zhì)養(yǎng)分與籽粒品質(zhì)

稱取荷包豆根、莖、葉和籽粒干樣各0.10 g，用H2SO4—H2O2 消煮，分別用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法和火焰光度法測定荷包豆植株的N、P、K 含量[21]，并按照公式計(jì)算各部位的N、P、K 吸收量：礦質(zhì)養(yǎng)分吸收量=礦質(zhì)養(yǎng)分含量×生物量。采用還原糖、可溶性糖、蛋白質(zhì)、淀粉和維生素C 試劑盒（蘇州格銳思生物科技有限公司） 分別測定對應(yīng)指標(biāo)的含量，操作步驟按說明書進(jìn)行。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

各指標(biāo)測定重復(fù)3 次，使用Excel 2007 進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，并以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示；使用SPSS 22.0 進(jìn)行相關(guān)性和顯著性分析，并采用LSD 法檢驗(yàn)在0.05 和0.01 水平上的顯著性；使用Origin 9.1 制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種荷包豆的單株生物量和籽粒產(chǎn)量

由表1 可知：不同品種荷包豆的根、莖、葉生物量存在差異，分別為8.12～31.53、38.19～67.30、13.55～23.01 g。YN10 的根系生物量最高，YN02的根系生物量最低，兩者差異顯著；YN06 的莖稈生物量最高，YN08 的莖稈生物量最低，兩者差異顯著；YN07 的葉片生物量顯著高于其他品種，YN01 的葉片生物量最低。總體來看，不同品種荷包豆的生物量表現(xiàn)為莖gt;葉gt;根，10 個(gè)品種根、莖、葉的生物量最大差異分別為3.88 倍、1.76 倍和1.70 倍。

由表1 還可知：不同品種荷包豆的籽粒產(chǎn)量為1 537～2 178 kg/hm2，平均值為1 945.77 kg/hm2，品種間差異較小，最大差異為1.42 倍。YN01 的產(chǎn)量最高，其次為YN10、YN03 和YN06，這些品種的產(chǎn)量均顯著高于YN09，YN09 的產(chǎn)量最低。

2.2 不同品種荷包豆的礦質(zhì)養(yǎng)分

由表2 可知：不同品種荷包豆根、莖、葉和籽粒的N 含量存在差異，分別為1.02～1.89、0.49～0.88、2.28～3.47 和2.70～3.83 g/kg，平均值分別為1.40、 0.68、 2.74 和3.21 g/kg。YN09 的根系N 含量最高，YN01 的根系N 含量最低，兩者差異為1.85 倍；YN06 的莖稈N 含量最高，YN07 的莖稈N 含量最低，兩者差異為1.80 倍；YN06 的葉片N 含量最高，YN10 的葉片N 含量最低，兩者差異為1.52 倍；YN07 的籽粒N 含量最高，YN01的籽粒N 含量最低，兩者差異為1.42 倍。不同品種荷包豆各部位的N 含量總體表現(xiàn)為籽粒gt;葉gt;根gt;莖。

由表3 可知：不同品種荷包豆根、莖、葉和籽粒的P 含量存在差異，分別為0.82～2.15、0.09～0.81、0.29～2.29 和1.42～2.10 g/kg，平均值分別為1.61、 0.35、 1.27 和1.81 g/kg。YN05 的根系P 含量最高，與YN10、YN08、YN06 無顯著差異，但顯著高于其他品種，YN01 的根系P 含量最低，品種間的根系P 含量最大差異達(dá)7.68 倍。YN08的莖稈P 含量最高，與YN02 無顯著差異，但顯著高于其他品種，YN04 的莖稈P 含量最低，品種間的莖稈P 含量最大差異達(dá)9.00 倍。YN05 的葉片P 含量最高，YN01 的葉片P 含量最低，兩者差異達(dá)7.90 倍。YN07 的籽粒P 含量最高，YN02 的籽粒P 含量最低，兩者差異達(dá)1.48 倍。總體來看，荷包豆的P 主要集中在籽粒部分。

由表4 可知：不同品種荷包豆根、莖、葉和籽粒的K 含量存在差異， 分別為5.65～22.67、7.15～28.36、5.93～26.55 和35.96～50.28 g/kg， 平均值分別為16.71、20.31、17.11 和42.35 g/kg。YN05 的根系K 含量最高，YN10 的根系K 含量最低，兩者差異達(dá)4.01 倍；YN03 的莖稈K 含量最高，YN10 的莖稈K 含量最低，兩者差異達(dá)3.97 倍；YN07 的葉片K 含量最高，YN10 的葉片K 含量最低，兩者差異達(dá)4.48 倍；YN07 的籽粒K 含量最高，YN06 的籽粒K 含量最低，兩者差異達(dá)1.40 倍?？傮w來看，荷包豆的K 主要集中在籽粒部分。

2.3 不同品種荷包豆的Cd、Pb 含量及累積特征

由表5 可知：不同品種荷包豆的根、莖、葉、籽粒Cd、 Pb 含量均存在差異。 參試荷包豆根系Cd含量為1.10～3.98 mg/kg， 平均值為2.86 mg/kg，最大差異為3.62 倍；莖稈Cd 含量為0.46～2.47 mg/kg，平均值為1.34 mg/kg，最大差異為5.36 倍；葉片Cd含量為0.74～2.63 mg/kg，平均值為1.53 mg/kg，最大差異為3.55 倍；籽粒Cd 含量為0.23～0.45 mg/kg，平均含量為0.32 mg/kg，最大差異為1.93 倍。參試荷包豆根系Pb 含量為42.53～189.45 mg/kg，平均值為105.27 mg/kg，最大差異為4.45 倍；莖稈Pb含量為0.32～10.04 mg/kg，平均值為1.77 mg/kg，最大差異為31.38 倍； 葉片Pb 含量為0.83～24.01 mg/kg，平均值為7.87 mg/kg，最大差異為28.93 倍；籽粒Pb 含量為0.17～0.97 mg/kg，平均含量為0.34 mg/kg，最大差異為5.71 倍。

單株荷包豆的平均根系Cd 累積量為0.040 mg，最高的是YN06 和YN10 （0.066 mg），最低的是YN03（0.024 mg），最大差異為2.75 倍；平均莖稈Cd累積量為0.073 mg，最高的是YN02 （0.122 mg），最低的是YN10 （0.027 mg），最大差異為4.52 倍；平均葉片Cd 累積量為0.028 mg，最高的是YN02（0.050 mg），最低的是YN05 和YN07 （0.017 mg），最大差異為2.94 倍； 平均籽粒Cd 累積量為0.120 mg，最高的是YN10 （為0.271 mg），最低的是YN09 （0.072 mg），最大差異為3.76 倍。綜合而言，莖稈和籽粒的Cd 累積量占比最高（圖1）。

單株荷包豆的平均根系Pb 累積量為1.505 mg，最高的是YN06 （3.187 mg）， 最低的是YN02（0.482 mg），最大差異為6.61 倍；平均莖稈Pb 累積量為0.114 mg， 最高的是YN06 （0.676 mg），最低的是YN02 （0.021 mg），最大差異為32.19 倍；平均葉片Pb 累積量為0.145 mg，最高的是YN06（0.455 mg），最低的是YN09 （0.017 mg），最大差異為26.76 倍；平均籽粒Pb 累積量為0.112 mg，最高的是YN09 （0.249 mg）， 最低的是YN02（0.058 mg），最大差異為4.29 倍。綜合而言，根系的Pb 累積量占比最高（圖1）。

2.4 不同品種荷包豆的籽粒品質(zhì)

由表6 可知：不同荷包豆的籽粒品質(zhì)存在差異。籽粒總淀粉的平均含量為51.32 mg/g，YN10的最高，YN08 的最低，最大差異為1.42 倍；可溶性糖的平均含量為27.75 mg/g，YN08 的最高，YN03 的最低，最大差異為1.31 倍；蛋白質(zhì)含量的平均值為0.93 mg/g，YN09 的最高，YN02的最低，最大差異為1.43 倍；維生素C 含量的平均值為0.06 mg/g，YN01、YN10 和YN05 的最高，YN07 的最低，最大差異為2.09 倍。還原糖含量的平均值為1.49 mg/g，YN01 的最高，YN02 的最低，最大差異為1.98 倍。綜合來看，不同品種籽粒中總淀粉和可溶性糖的含量最高，其次為蛋白質(zhì)和還原糖的含量，維生素C 含量最低。

2.5 相關(guān)性分析

由表7 可知：根系生物量與根系Cd 含量、莖稈Cd 含量、籽粒Cd 含量呈極顯著正相關(guān)，與根系Pb 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；莖稈生物量與莖稈Pb 含量呈極顯著正相關(guān)；籽粒產(chǎn)量與根系Cd 含量呈顯著正相關(guān)，與籽粒Pb 含量則呈極顯著負(fù)相關(guān)。

由表8 可知：在重金屬含量與礦質(zhì)養(yǎng)分方面，根系Cd 含量與莖稈P 含量呈極顯著正相關(guān)；莖稈Cd 含量與莖稈P 含量呈極顯著正相關(guān)，與籽粒P 含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；葉片Cd 含量與葉片、籽粒N 含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與根、莖、葉K含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；籽粒Cd 含量與根系N 含量呈顯著正相關(guān)，與葉片N 含量以及根、莖、葉K 含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；根系Pb 含量與葉片、籽粒N 含量以及根系K 含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；莖稈Pb 含量與根、莖、葉N 含量以及葉片P 含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；葉片Pb 含量與葉片N、P 含量呈極顯著正相關(guān)。在重金屬含量與籽粒品質(zhì)方面，蛋白質(zhì)含量與葉片Cd 含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒Pb 含量呈極顯著正相關(guān)；總淀粉含量與籽粒Cd 含量呈極顯著正相關(guān)；維生素C 含量與莖稈Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒Cd 含量呈顯著正相關(guān)；還原糖含量與莖稈Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；可溶性糖含量與根、莖Cd 含量以及葉片Pb 含量呈顯著正相關(guān)，與葉片Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 討論

3.1 不同品種荷包豆的重金屬含量對生物量、籽粒產(chǎn)量的影響

已有研究證實(shí)：不同濃度重金屬脅迫對不同作物的生長影響具有品種差異，但低濃度下促進(jìn)、高濃度下抑制生長的效應(yīng)普遍存在[22-23]。重金屬脅迫會導(dǎo)致作物生理代謝過程的紊亂，使其正常生長受到干擾，以致作物的生物量及產(chǎn)量受到影響[24]。根系是植物從土壤中吸收水分和無機(jī)養(yǎng)分的重要營養(yǎng)器官，也是最先感知到土壤環(huán)境中非生物逆境脅迫的器官，因此，根系生物量可以直觀地反映植物在脅迫環(huán)境中的適應(yīng)能力[25]。本研究發(fā)現(xiàn)：根系生物量與根系、籽粒的Cd 含量呈極顯著正相關(guān)，與根系Pb 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；籽粒產(chǎn)量與籽粒Pb 含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。根系富集了大量重金屬，但很少將重金屬轉(zhuǎn)移到果實(shí)中，究其原因可能是根、莖、葉主要由植物纖維組成，而果實(shí)的主要成分是淀粉，Cd、Pb主要?dú)埩粼诶w維中，而淀粉對Cd、Pb 的蓄積作用較弱，因此，作物的根和莖可作為阻止Cd、Pb 向籽粒中遷移的屏障[26]， 從而減少重金屬Cd、Pb 對籽粒的危害，但荷包豆的根系生長受到抑制，導(dǎo)致根系生物量降低。

3.2 不同品種荷包豆的重金屬含量對籽粒礦質(zhì)養(yǎng)分的影響

N、P、K 是作物生長發(fā)育所必需的3 種大量營養(yǎng)元素。N 是蛋白質(zhì)、葉綠素、核酸、酶等重要生命物質(zhì)的組成部分，是植物結(jié)構(gòu)組分元素；P 在ATP 反應(yīng)、糖類代謝、蛋白質(zhì)代謝以及脂類代謝中起重要作用；K 作為重要的抗逆元素，對植物細(xì)胞滲透壓和膨壓的調(diào)節(jié)具有重要作用[27]。本研究表明：根系Cd 含量與莖稈P 含量呈極顯著正相關(guān)；莖稈Cd 含量與莖稈P 含量呈極顯著正相關(guān)，與籽粒P 含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；葉片Cd 含量與葉片、籽粒N 含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與根、莖、葉K 含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；籽粒Cd 含量與根系N 含量呈顯著正相關(guān)，與葉片N 含量以及根、莖、葉K 含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。這表明Cd 污染與荷包豆對N、P、K 的吸收既存在協(xié)同作用，又存在拮抗作用。Cd2+與養(yǎng)分競爭植物根系吸收的部位，高濃度的重金屬可能會影響?zhàn)B分的吸收和運(yùn)輸機(jī)制，進(jìn)而干擾植物的正常代謝[28]。這一現(xiàn)象是否與荷包豆的品種及耐Cd 機(jī)制有關(guān)，還有待于進(jìn)一步的研究。本研究還表明：根系Pb 含量與葉片、籽粒N 含量以及根系K 含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；莖稈Pb含量與根、莖、葉N 含量以及葉片P 含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；葉片Pb 含量與葉片N、P 含量呈極顯著正相關(guān)。這表明Pb 與N、P、K 的吸收存在協(xié)同作用，并且Pb 可以促進(jìn)荷包豆對N、P、K 的吸收，從而降低Pb 對荷包豆的毒害作用，這與劉小文等[29]和劉碧英等[30]的研究結(jié)論相同，究其原因可能與荷包豆的耐Pb 機(jī)制有關(guān)，還有待于進(jìn)一步的研究。

3.3 不同品種荷包豆的重金屬含量對籽粒品質(zhì)的影響

本研究發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)含量與葉片Cd 含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒Pb 含量呈極顯著正相關(guān)；總淀粉含量與籽粒Cd 含量呈極顯著正相關(guān)；維生素C 含量與莖稈Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒Cd 含量呈顯著正相關(guān)；還原糖含量與莖稈Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；可溶性糖含量與根、莖Cd 含量以及葉片Pb 含量呈顯著正相關(guān)，與葉片Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)。這表明Pb 對籽粒產(chǎn)生蛋白質(zhì)和可溶性糖有協(xié)同作用；Cd 對籽粒產(chǎn)生蛋白質(zhì)和還原糖有拮抗作用，但對籽粒產(chǎn)生淀粉有協(xié)同作用，對產(chǎn)生維生素C 和可溶性糖既有協(xié)同也有拮抗作用。蛋白質(zhì)濃度可間接反映作物進(jìn)行各種代謝活動的強(qiáng)弱[31]，Cd2+濃度過高時(shí)，可能與—SH 結(jié)合導(dǎo)致代謝酶失活，可溶性蛋白合成受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量減少；而低濃度Cd2+能夠迅速刺激蛋白質(zhì)合成，產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)總量增加[32]。Cd 促進(jìn)淀粉的產(chǎn)生可能是由于光合作用的產(chǎn)物在Cd 影響下被直接轉(zhuǎn)化為淀粉[33]?？扇苄蕴鞘侵参矬w內(nèi)碳素營養(yǎng)狀況及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)性狀的重要指標(biāo)之一[34-36]。高濃度的Cd2+可能抑制了可溶性糖合成酶的活性，導(dǎo)致植物碳水化合物代謝活動受阻，可溶性糖含量降低；而Cd 對產(chǎn)生可溶性糖表現(xiàn)為協(xié)同作用，可能是由于大分子多糖在Cd 作用下被分解為單糖，也有可能是光合作用的產(chǎn)物直接轉(zhuǎn)化為低分子的蔗糖[32]。Cd 既促進(jìn)也抑制維生素C 的含量，說明Cd2+對維生素C 的合成有一定的阻礙作用，但尚未達(dá)到顯著水平[32]。Pb 對籽粒產(chǎn)生蛋白質(zhì)和可溶性糖有協(xié)同作用，可能是由于Pb2+促進(jìn)了荷包豆中與蛋白質(zhì)和可溶性糖合成相關(guān)基因酶的表達(dá)，其具體協(xié)同機(jī)理有待于進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

（1） 供試10 個(gè)品種荷包豆的生物量、礦質(zhì)養(yǎng)分、Cd 和Pb 含量、籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)方面存在明顯差異，其中，YN10 為具有高產(chǎn)、低Pb 潛力性狀的品種，YN03 為具有高產(chǎn)、低Cd 潛力性狀的品種，且兩者籽粒品質(zhì)及礦質(zhì)養(yǎng)分均較好。因此，YN10 和YN03 品種更適宜在蘭坪Cd、Pb 輕度污染區(qū)推廣種植。

（2） 籽粒Cd 含量與葉片N 含量以及根、莖、葉K 含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；籽粒Cd 含量與總淀粉含量、維生素C 含量顯著或極顯著正相關(guān)，籽粒Pb 含量與蛋白質(zhì)含量極顯著正相關(guān)。表明荷包豆籽粒Cd、Pb 吸收與礦質(zhì)養(yǎng)分、籽粒品質(zhì)密切相關(guān)。

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責(zé)任編輯：何承剛

基金項(xiàng)目：云南省重點(diǎn)研發(fā)課題（2019BC001-04）；云南省吳龍華專家工作站 （202305AF150042）；云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人才培養(yǎng)項(xiàng)目（202005AC160038）。