镉在典型蔬菜可食部位富集特征及其健康风险评价

目的:探究镉在不同蔬菜可食部位富集特征,开展健康风险评价,以筛选出镉低积累品种。方法:在相同镉污染(2.94 mg·kg^-1)条件下,利用盆栽试验研究了四类蔬菜(86个品种)可食部位的镉含量(质量分数,下文同此)、富集系数和健康风险。结果:四类蔬菜可食部位镉含量范围依次为叶菜类8.584~66.119 mg ·kg^-1 DW(平均为36.228 mg·kg^-1),根茎类7.355~26.084 mg·kg^-1 DW(平均为12.867 mg·kg^-1),茄果类3.928~12.156 mg·kg^-1 DW(平均为7.001 mg·kg^-1),豆荚类0.260~1.512 mg·kg^-1 DW(平均为 0.784 mg ·kg^-1),对应的镉暴露风险指数平均为4.789,5.129,2.290和0.258;对镉的富集能力:叶菜类(大白菜>小白菜)>根茎类>茄果类(茄子>番茄)>豆荚类;共筛选出10个镉相对低积累品种。结论:叶菜类和根茎类蔬菜镉富集水平较高、健康风险较大,茄果类次之,豆荚类富集水平最低,较为安全。在叶菜类和根茎类蔬菜日常种植及食用时应更谨慎,尽量选择低积累品种种植来降低健康风险。

两种土壤中茄果类蔬菜镉富集特征及镉安全阈值研究

目的:就南方地区轻度污染红壤及潮土对茄果类蔬菜展开土壤Cd安全生产阈值研究,以期实现对于中轻度污染农田的安全利用,合理进行蔬菜生产布局。方法:在Cd处理0、0.1、0.2、0.3、0.6、1.0、1.5、3.0 mg·kg^(-1)条件下,利用盆栽试验研究潮土及红壤中番茄与茄子的转运系数、富集系数及安全生产阈值。结果:潮土中番茄、茄子Cd安全阈值分别为0.593、0.284 mg·kg^(-1);红壤中番茄、茄子Cd安全阈值分别为0.528、0.043 mg·kg^(-1)。结论:茄子的地上、地下部分对Cd的富集能力普遍大于番茄,土壤类型对茄子Cd积累影响较大,与红壤相比,潮土中更适合种植茄果类蔬菜。

金华市稻田土壤和稻米中镉、铅、铬污染状况及其潜在风险评估

目的:阐明金华市稻田和稻米重金属污染状况及潜在风险。方法:选取金华18个乡镇,采集土壤和稻米样品各275份,通过重金属含量测定结果进行潜在风险评估。结果:(1)金华采样区土壤中重金属污染率为铅(Pb)>铬(Cr)>镉(Cd),稻米中超标率为Cd>Cr>Pb;(2)土壤重金属生态风险和人体健康风险评估显示,Cd为中度污染,Cr和Pb均为轻度污染,Cd的皮肤接触和经口摄入的危害熵(HQ)和慢性危害指数(HI)均小于1,Cr和Pb吸入式途径的HQ和HI均显示大于1;(3)稻米重金属污染健康风险评估显示,重金属致癌风险指数远远超过累积癌症风险的最大承受范围(10^(-4))。结论:金华市采样区稻田与稻米存在不同程度重金属污染,Cd是主要健康风险因素。

扫帚菜-白菜轮作对白菜镉吸收的影响

通过盆栽和大田试验研究扫帚菜Kochia scoparia对土壤中镉(Cd)的富集效率,并利用盆栽试验将其与4个白菜品种进行轮作试验,验证扫帚菜对土壤Cd污染的修复效果。结果表明,扫帚菜各部位富集能力表现为叶>根>茎,富集系数分别为15.07、5.44和2.96;种植扫帚菜后土壤总Cd降低6.02%-13.60%;土壤脲酶和酸性磷酸酶活性也有所提高。盆栽轮作结果表明,扫帚菜-白菜轮作系统中白菜地上部Cd含量与未轮作的对照组相比平均降低17.21%,生物量有略微增加,地上部对Cd的转运系数无明显变化。结果显示,通过扫帚菜与白菜轮作不仅可以增加白菜产量,而且可以有效降低白菜可食部Cd含量,实现边生产边治理的绿色农业理念。

镉污染地区番茄品种的筛选及其抗氧化能力

为了筛选可供利用的番茄污染安全品种(Pollution-safe cultivar,PSC),减少镉(Cd)污染地区食品安全隐患,通过土培及水培试验研究了南方地区常见不同番茄(Solanum lycopersicum)品种对Cd的积累差异。首先利用土培试验在2.94 mg/kg Cd胁迫下从25个番茄品种中筛选出高低积累品种,并进一步利用水培试验测定高低积累番茄品种对Cd胁迫的响应情况。土培试验结果表明,在2.94 mg/kg Cd胁迫下,25种番茄株高、总生物量以及产量有显著差异,并且25种番茄果实Cd含量均超过国际食品法典委员会(Codex alimentarius commission,CAC)标准的最高限值(0.05mg/kg)。通过聚类分析,筛选到果实中Cd高积累、中积累、低积累类群分别有7个、4个和14个品种,其中果实Cd含量最高为3.06mg/kgDW,最低为1.47 mg/kg DW,平均为2.21 mg/kg DW。水培试验结果显示,在相同浓度Cd胁迫下,与Cd低积累品种浙粉3053相比,Cd高积累品种钱塘旭日F1其吸收Cd的速度更快、Cd积累量更大、产生氧化应激反应时间更短、对Cd的耐受性也更强。筛选出来的典型Cd高低积累品种,为重金属污染区域农业生产以及开发污染安全品种的分子辅助育种提供参考。种植低Cd积累PSC品种,结合番茄果实Cd含量动态监控,是在中轻度Cd污染地区目前较为可行的方法。

玉米与番茄间作对土壤镉吸收的影响

为探究间作对作物吸收重金属镉(Cadmium,Cd)的影响,以Cd相对高积累番茄(中蔬4号)和相对低积累玉米(金珠蜜甜玉米)为试验材料,在Cd 3.70 mg/kg的污染水平下以单作、限制性间作、间作3种种植方式进行了盆栽试验,研究间作后作物各部位Cd积累差异及其形成原因。结果表明,番茄和玉米间作和限制性间作所产番茄根、茎、叶中Cd含量均有所提高(叶中Cd含量从13.52mg/kg分别升高至24.94mg/kg和27.30mg/kg);与未种植作物的对照组相比,非单作条件下番茄根围土壤的pH有所下降,酸性磷酸酶活性上升,而脲酶活性下降,且间作组变化幅度较大;间作还能改变作物根围微生物种群结构,提高对重金属吸收有促进作用的微生物种群的丰度,最终实现Cd高积累番茄对Cd的吸收能力提高。研究结果可为利用间作模式修复土壤重金属污染和保障食品安全提供参考。