杜小平，康靖全，呂金印

（西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，以及對(duì)化肥、污水灌溉和采礦活動(dòng)的過(guò)度依賴，農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染日趨嚴(yán)重[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類(lèi)活動(dòng)每年向土壤排放鎘（Cd）9.9～45.0萬(wàn)t[2]。我國(guó)受重金屬污染的耕地面積近2000萬(wàn)hm2，約占耕地面積的1/5，其中Cd污染耕地占1.33萬(wàn)hm2，涉及11個(gè)省25個(gè)地區(qū)[3]。重金屬可以在土壤中和作物體內(nèi)積累，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成潛在的威脅[4]。減少Cd進(jìn)入食物鏈的可能途徑：一是調(diào)節(jié)土壤中Cd的生物有效性；二是利用或培育吸Cd量少或Cd優(yōu)先吸附在非可食部分的植物品種。Cd低積累作物品種[Low Cd accu?mulating cultivars（LCACs）]要求生長(zhǎng)在Cd污染土壤中作物可食部分Cd積累量低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2012），而選育Cd低積累作物品種是建立在同一物種不同品系對(duì)Cd吸收和遷移的遺傳穩(wěn)定差異上。研究表明，已根據(jù)一些主要農(nóng)作物可食部分Cd積累量篩選出Cd低積累品種，如水稻（Oryza sativa L.）[5-8]、小麥（Triticum aestivum L.）[9-10]、玉米（Zea mays L.）[11]和白菜（Brassica perkinensis L.）[12]等，尤其是杜蘭小麥，作為第一種成功選育的商業(yè)化Cd低積累農(nóng)作物，已在加拿大種植很多年[13]。目前更多的研究主要集中在農(nóng)作物上，但對(duì)蔬菜的研究報(bào)道較少，尤其是特別容易遭受土壤Cd污染的葉類(lèi)蔬菜[14]。

硫是植物生長(zhǎng)僅次于氮、磷、鉀的第四要素，并在逆境應(yīng)答中起著重要作用[15-16]。大量研究證實(shí)，硫在植物抵抗Cd毒害的過(guò)程中起著重要的作用。衣純真等[17]研究表明，施用K2SO4能顯著減少水稻對(duì)Cd的吸收，降低水稻葉、莖、谷殼以及糙米中的Cd含量。梁泰帥等[15]研究發(fā)現(xiàn)外施Na2SO4能明顯促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)和光合作用，減少Cd從根部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，從而降低小白菜地上部Cd含量。由此可見(jiàn)，外施硫能夠增強(qiáng)植物對(duì)Cd脅迫的抗性或耐受性。

青菜（Brassica chinensis L.）又稱小白菜，是十字花科蕓薹屬植物，作為我國(guó)一種重要的葉類(lèi)蔬菜，在南北方廣泛栽培和食用[15，18]。Arthur等[19]根據(jù)作物體內(nèi)Cd的積累量認(rèn)為：十字花科是Cd高積累作物。李博文等[20]和張曉晴等[21]研究認(rèn)為菜花、萵苣和小白菜等為重金屬中度積累性。故篩選、種植重金屬低積累青菜品種有助于降低長(zhǎng)期食用青菜所帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)。本研究通過(guò)人工模擬土壤污染采用盆栽和大田小區(qū)試驗(yàn)，以36個(gè)不同基因型青菜品種為試驗(yàn)材料，根據(jù)可食部分生物量變化和Cd積累量差異，篩選出Cd高積累和Cd低積累青菜品種，并通過(guò)外施硫在大田小區(qū)進(jìn)一步降低可食部分Cd含量，以期為確保食物安全及提高蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 盆栽試驗(yàn)

1.1.1 供試青菜品種

青菜（Brassica chinensis L.）品種共36種，均購(gòu)自相關(guān)作物種業(yè)研究所。供試青菜名稱及其提供商見(jiàn)表1。

1.1.2 供試土壤

供試土壤取自陜西關(guān)中地區(qū)大田耕作層土（0～20 cm），土壤類(lèi)型為土墊旱耕人為土（關(guān)中塿土），基本理化性質(zhì)為：pH 8.02，有機(jī)質(zhì)12.57 g·kg-1，速效氮、速效磷、速效鉀分別為 64.29、19.58、78.62 mg·kg-1，全硫138.42 mg·kg-1，有效硫 7.24 mg·kg-1，總 Cd 0.13 mg·kg-1。

1.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行。將供試土壤均勻攤開(kāi)，風(fēng)干后過(guò)5 mm篩，裝入聚乙烯塑料盆（18 cm×15 cm）中，每盆裝土2.5 kg。Cd試劑為CdCl2·2.5H2O。以溶液形式均勻噴灑施入Cd溶液。共設(shè)3個(gè)Cd處理水平（0、1、5 mg·kg-1）模擬Cd污染土壤，分別編號(hào)為CK、Cd1、Cd5。每個(gè)處理水平設(shè)置3次重復(fù)。裝盆前每千克干土施尿素0.324 g，磷酸二氫鉀1.25 g，氯化鉀0.158 g。攪拌均勻，平衡60 d。挑選籽粒飽滿的青菜種子播種，每盆播種10粒，待植株生長(zhǎng)至3片真葉間苗至5株。生長(zhǎng)35 d后收集全部植株，測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)。

1.2 小區(qū)試驗(yàn)

1.2.1 供試青菜品種

供試品種為盆栽篩選獲得2個(gè)Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH），及2個(gè)Cd高積累品種壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）和抗熱605（KR605）。

表1 供試青菜品種及來(lái)源Table 1 Tested cultivars of pakchoi and their providers

1.2.2 小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)及供試土壤同1.1.2。在大田模擬Cd污染土壤，設(shè)置5個(gè)處理水平（試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表2），每個(gè)處理水平為一個(gè)小區(qū)（長(zhǎng)×寬×深，1.2 m×1.0 m×0.25 m），利用泡沫板和塑料布對(duì)每個(gè)小區(qū)做防滲漏處理，每個(gè)小區(qū)裝土150 kg，以溶液形式均勻噴灑施入CdCl2·2.5H2O和Na2SO4，與土壤攪拌均勻，平衡60 d。每個(gè)小區(qū)播種4個(gè)品種，生長(zhǎng)35 d后收集全部植株，測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)。

表2 試驗(yàn)因素與水平Table 2 Experimental factors and levels

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 生物量測(cè)定

取植株樣，用自來(lái)水反復(fù)沖洗，最后用去離子水洗凈，濾紙吸干多余水分。105℃殺青15 min，于80℃烘干至恒重，測(cè)定干物質(zhì)量。

1.3.2 重金屬Cd含量測(cè)定

將青菜樣品研磨并過(guò)100目篩，稱取0.5 g青菜樣品可食部分，加入10 mL混合酸HNO3-HClO4（4∶1，V/V），220℃沙浴消解至透明色，采用火焰原子吸收分光光度計(jì)（Z-2000賽曼，日立公司）測(cè)定Cd含量。土壤風(fēng)干后機(jī)械粉碎，過(guò)100目篩，稱取2.0 g土壤樣品于錐形瓶中，加入少許去離子水濕潤(rùn)，然后加入15 mL HNO3，于電熱板上緩慢加熱分解，并加以回流，蒸至近干；稍冷后加入HNO3-HClO4（4∶1，V/V）10 mL，220℃沙浴消解，蒸至近干；稍冷卻后反復(fù)加入10 mL HNO3，待樣品蒸至近灰白色，定容至25 mL，上清液用火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定土壤Cd含量。

1.3.3 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

選取青菜植株從第1片展開(kāi)葉向下數(shù)的第4片成熟功能葉作為材料，進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定：可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[22]；可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法[22]；硝酸鹽含量采用GB 5009.33—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》[23]第三法紫外分光光度法測(cè)定；維生素C含量采用2，6-二氯靛酚比色法[24]。

1.4 Cd低積累品種（LCACs）篩選標(biāo)準(zhǔn)

研究Cd在不同品種間積累差異，綜合考慮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。根據(jù)以往的文獻(xiàn)和前期的研究結(jié)果[18，25-26]，本試驗(yàn)中Cd低積累品種篩選標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合以下兩個(gè)指標(biāo)。一是Cd低積累品種可食部分的Cd含量不應(yīng)超過(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)最大限量值（GB 2762—2012），即青菜可食部分Cd含量最大限度為0.2 mg·kg-1。中國(guó)蔬菜地土壤Cd污染實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)和土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）表明，“低等Cd污染土壤”Cd濃度范圍為0.3～0.6 mg·kg-1，“中等Cd污染土壤”Cd濃度范圍為0.6～1 mg·kg-1，“高Cd污染土壤”Cd濃度超過(guò)1 mg·kg-1。二是在污染土壤條件下，Cd低積累品種具有一定耐受性，其地上部分生物量不會(huì)呈現(xiàn)明顯下降。

1.5 分析指標(biāo)

選用Cd脅迫下青菜生物量響應(yīng)（Biomass re?sponse to stress，BRS）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[18，25，27]，青菜的耐性特征：

式中：B5和Bck分別代表5 mg·kg-1Cd和對(duì)照條件下青菜可食部分生物量。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用OriginPro 2016軟件進(jìn)行圖形處理，SPSS 20.0進(jìn)行方差分析，通過(guò)最小顯著法（LSD）檢驗(yàn)差異顯著性水平（p＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cd脅迫下青菜生物量變化

Cd處理下不同基因型青菜可食部分生物量存在顯著差異（p＜0.01）（表3）。在CK、Cd1、Cd5處理下，36個(gè)青菜品種可食部分生物量分別為0.385～1.984、0.549～1.420、0.392～1.277 g·株-1DW，每株可食部分生物量均值分別為1.005±0.296、0.916±0.215、0.782±0.233 g DW。根據(jù)雙因素方差分析，青菜可食部分生物量受青菜品種（p＜0.01）、土壤Cd濃度（p＜0.01）及兩者交互作用（p＜0.01）的顯著影響（表3）。

表3 Cd脅迫下36個(gè)青菜品種可食部分生物量及Cd含量Table 3 Edible parts biomass and Cd contents of 36 pakchoi cultivars under Cd stress

以Cd脅迫下青菜生物量的響應(yīng)（BRS）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)（圖1）。36個(gè)青菜品種的BRS指標(biāo)數(shù)值在-62.5%～96.4%，與對(duì)照CK相比，Cd5處理下，22個(gè)青菜品種（59.5%）可食部分生物量呈現(xiàn)顯著下降，對(duì)Cd脅迫表現(xiàn)敏感，5個(gè)青菜品種地上部分生物量呈現(xiàn)顯著性增加，9個(gè)品種（25%）生物量差異不顯著，包括WYM、LX、TCSH、SZQ、DYHDT、ZLL、LZX、SHQ和 AJH（圖1）。表明36個(gè)青菜品種對(duì)Cd的耐受性差異明顯，Cd脅迫抑制絕大部分青菜品種的生長(zhǎng)。

2.2 Cd脅迫下青菜可食部分Cd積累

圖1 Cd脅迫下36種青菜品種可食部分生物量響應(yīng)Figure 1 Edible parts biomass response to stress（BRS）of 36 pakchoi cultivars

在CK、Cd1和Cd5處理下，不同青菜品種可食部分Cd含量差異顯著（p＜0.05）。36個(gè)青菜品種CK、Cd1、Cd5處理下可食部分Cd含量分別為0.011～0.125、0.144～0.559 mg·kg-1FW 和 0.337～1.242 mg·kg-1FW，均值分別為 0.044±0.032、0.292±0.107、0.741±0.251 mg·kg-1FW（表3）。

由圖2可知，對(duì)照組36個(gè)青菜品種可食部分Cd含量均低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762—2012（Cd＜0.2 mg·kg-1FW）。1 mg·kg-1Cd處理時(shí)，有8個(gè)青菜品種可食部分 Cd含量低于0.2 mg·kg-1，包括：SJXBC、ZLL、HBC、AJH、ZYHYD、SZQ、SYB和LYM。然而，當(dāng)Cd濃度為5 mg·kg-1時(shí)，36個(gè)青菜品種可食部分Cd含量均超過(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在該污染條件下，36個(gè)待測(cè)品種均不符合Cd低積累品種（LCACs）。表明Cd低積累品種雖然在低Cd污染土壤中可食部分Cd含量低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但在高Cd污染土壤條件下卻超過(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 Cd低積累品種的篩選

在Cd1和Cd5處理下，不同青菜品種可食部分Cd含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（P=0.000 3）（圖3）。根據(jù)生物量響應(yīng)脅迫指數(shù)和Cd含量綜合評(píng)測(cè)，在Cd1脅迫下，36個(gè)待測(cè)青菜品種中8個(gè)品種可食部分Cd含量低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，表明這8個(gè)品種符合Cd低積累品種（LCACs）第一條篩選標(biāo)準(zhǔn)。但在Cd5處理下，5個(gè)青菜品種SYB、HBC、SJXBC、ZYHYD和LYM呈現(xiàn)較強(qiáng)敏感性，其可食部分生物量顯著下降，分別降低36.53%、22.45%、43.04%、48.70%和 35.66%，表明僅有3個(gè)青菜品種ZLL、AJH和SZQ符合兩條篩選指標(biāo)。在Cd5脅迫下，ZLL、AJH和SZQ可食部分Cd含量分別為食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（0.2 mg·kg-1）的1.89、2.45倍和4.9倍，因此，選擇ZLL和AJH為Cd低積累青菜品種。

圖3 Cd1和Cd5處理下36種青菜品種可食部分Cd含量相關(guān)性Figure 3 Correlation of Cd contents in edible parts of 36 pakchoi cultivars between Cd1 and Cd5 treatments

在所有待測(cè)36個(gè)青菜品種中，壺瓶長(zhǎng)梗白（HPC?GB）和抗熱605（KR605）具有較高的可食部分Cd積累量，將其作為典型Cd高積累青菜品種，與2個(gè)篩選的Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）在大田小區(qū)條件下，探究外施硫?qū)η嗖丝墒巢糠諧d含量和蔬菜品質(zhì)的影響。

2.4 硫?qū)d污染土壤中青菜可食部分Cd含量的影響

圖2 不同濃度Cd脅迫對(duì)36個(gè)青菜品種可食部分Cd含量的影響Figure 2 The Cd contents of 36 pakchoi cultivars in edible parts under different Cd treatments

表4 外施硫?qū)d脅迫下青菜可食部分Cd含量的影響（mg·kg-1FW）Table 4 Effects of exogenous sulfur on the Cd contents in edible parts of pakchoi under Cd stress（mg·kg-1FW）

表4結(jié)果表明，兩組不同積累型青菜品種可食部分Cd含量隨著Cd處理水平的增加呈現(xiàn)顯著升高趨勢(shì)。2個(gè)Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）可食部分Cd含量在Cd1、Cd5、Cd1+S50和Cd5+S50處理下均顯著低于2個(gè)Cd高積累品種壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）和抗熱605（KR605），且隨著Cd處理濃度增加兩組不同積累型青菜品種間差異顯著增加。與單一Cd處理相比，外施硫降低了可食部分Cd含量。Cd5處理下，外施硫?qū)η嗖似贩N壺瓶長(zhǎng)梗白（HPC?GB）、抗熱605（KR605）和矮腳黃（AJH）可食部分Cd含量分別顯著降低33.33%、37.84%和27.54%，而其他處理下對(duì)可食部分Cd含量降低幅度均不顯著。Cd1處理下，僅有Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）可食部分Cd含量低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762—2012（Cd＜0.2 mg·kg-1），說(shuō)明在一定污染條件下，Cd低積累品種種植符合食品安全。

2.5 硫?qū)d污染土壤中青菜品質(zhì)指標(biāo)的影響

由圖4可知，隨著Cd處理水平的增加，Cd高積累品種壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）和抗熱605（KR605）可食部分可溶性蛋白和可溶性糖含量均呈增加趨勢(shì)，Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）呈先升后降趨勢(shì)。與CK相比，Cd5處理下，壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）可食部分可溶性蛋白和可溶性糖含量分別顯著增加39.23%和34.64%，抗熱605（KR605）可食部分可溶性糖含量增加了38.22%，而紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）可食部分在Cd1處理水平下，可溶性蛋白含量分別顯著增加37.65%和39.47%，可溶性糖含量分別顯著增加34.71%和38.88%，而其他處理水平下含量變化不明顯。外施硫不同程度提高Cd脅迫下青菜可食部分可溶性蛋白和可溶性糖含量，在Cd5處理水平下，外施硫?qū)⒆狭_蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）可溶性糖含量分別提高21.76%和19.99%，差異顯著。而其余處理水平下，外施硫?qū)?種青菜可食部分可溶性蛋白和可溶性糖的影響差異均不顯著。

對(duì)照CK條件下，青菜可食部分硝酸鹽含量均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)葉菜類(lèi)硝酸鹽含量≤3000 mg·kg-1FW（GB 18406.1—2001）。與CK相比，Cd脅迫顯著增加了4個(gè)青菜品種可食部分硝酸鹽含量（圖4），Cd5處理下，壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）和抗熱605（KR605）可食部分硝酸鹽含量顯著增加了29.55%和36.54%，紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）可食部分硝酸鹽含量顯著增加了62.41%和50.72%，均超過(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)葉菜類(lèi)硝酸鹽限量標(biāo)準(zhǔn)；Cd1處理濃度下，抗熱605（KR605）和矮腳黃（AJH）可食部分硝酸鹽含量顯著增加了31.19%和11.81%，超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)葉菜類(lèi)硝酸鹽限量標(biāo)準(zhǔn)，而紫羅蘭（ZLL）可食部分硝酸鹽含量顯著增加了21.27%，但未超標(biāo)。與單一Cd處理相比，外施硫降低青菜可食部分硝酸鹽含量，且均低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)葉菜類(lèi)硝酸鹽含量。在Cd1處理?xiàng)l件下，ZLL可食部分硝酸鹽含量降幅最高，達(dá)到41.30%。

與CK相比，Cd脅迫顯著增加了壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）和矮腳黃（AJH）可食部分維生素C含量，而抗熱605（KR605）和紫羅蘭（ZLL）可食部分維生素C含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。Cd5處理水平下，壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）可食部分維生素C含量增加了38.61%，抗熱605（KR605）可食部分維生素C含量降低了34.94%，差異顯著。外施硫增加了可食部分維生素C含量，Cd5處理水平下，抗熱605（KR605）可食部分維生素C含量顯著提高了51.92%，Cd1處理下，外施硫?qū)η嗖丝墒巢糠志S生素C含量影響不明顯。

3 討論

圖4 外施硫?qū)d脅迫下青菜可食部分可溶性蛋白、可溶性糖、硝酸鹽和維生素C含量的影響Figure 4 Effects of exogenous sulfur on the contents of soluble protein，soluble sugar，nitrate and vitamin in edible parts of pakchoi under Cd stress

Cd可以通過(guò)根系進(jìn)入植物體內(nèi)，過(guò)量積累對(duì)植物生長(zhǎng)和食品安全造成不利影響，嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康[28-29]。篩選和培育重金屬低積累作物品種被認(rèn)為是一種應(yīng)對(duì)土壤重金屬污染的有效和合理的途徑。Liu等[30]和Wang等[31]對(duì)Cd低積累大白菜品種篩選時(shí)提出，Cd脅迫生物量耐受性應(yīng)該作為Cd低積累品種鑒定指標(biāo)之一；Wang等[32]指出植物對(duì)Cd污染具有一定抗性，產(chǎn)量降低和植物毒害癥狀不能及時(shí)和有效反映葉類(lèi)蔬菜Cd污染，易于造成食品安全風(fēng)險(xiǎn)。本研究表明，不同Cd處理水平下36個(gè)青菜品種間可食部分生物量達(dá)到極顯著差異。與CK處理相比，Cd5處理水平下，59.5%的青菜品種可食部分生物量降低趨勢(shì)顯著，25%的青菜品種生物量對(duì)Cd脅迫表現(xiàn)不敏感。青菜品種易受到重金屬Cd污染，可食部分Cd含量不應(yīng)超過(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2766—2012（Cd＜0.2 mg·kg-1）。在Cd1處理水平下，77.78%的青菜品種可食部分Cd含量超過(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，Cd5處理下，所有青菜品種可食部分Cd含量均超過(guò)0.2 mg·kg-1。本研究篩選出來(lái)的2個(gè)Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH），與對(duì)照CK相比，可食部分生物量在Cd1和Cd5處理水平下差異均不顯著，可食部分Cd含量在Cd1處理下低于0.2 mg·kg-1，Cd5處理水平下分別超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1.89倍和2.45倍。表明Cd脅迫對(duì)大多數(shù)青菜品種生長(zhǎng)具有抑制作用，隨著Cd處理水平的增加，青菜品種可食部分Cd含量急劇增加，Cd低積累品種在Cd中低污染（Cd＜1 mg·kg-1）條件下種植符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

城郊作為無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)基地，由于工業(yè)“三廢”和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)排放，土壤極易受到各種污染，造成蔬菜重金屬含量超標(biāo)和品質(zhì)降低。硫是植物必需的6種大量元素之一，在植物體內(nèi)的含量為3%～5%，是含硫氨基酸Met（甲硫氨酸）和Cys（半胱氨酸）、GSH（谷胱甘肽）和PCs（植物絡(luò)合素）等重要組成成分，廣泛參與植物體內(nèi)各種代謝酶促反應(yīng)，緩解重金屬對(duì)植物的毒害作用，提高蔬菜品質(zhì)[33]。潘瑤等[34]研究發(fā)現(xiàn)施硫能顯著降低水稻根系中Cd向地上部分轉(zhuǎn)移，地上部分Cd積累量更容易受到施硫水平影響。梁泰帥等[15]研究發(fā)現(xiàn)外施50 mg·kg-1硫能顯著降低小白菜地上部Cd含量，同時(shí)顯著增加小白菜葉片可溶性蛋白、可溶性糖和抗壞血酸含量。本研究中，外施硫降低了青菜可食部分的Cd含量，Cd5處理下，壺瓶長(zhǎng)梗白（HPCGB）、抗熱605（KR605）和矮腳黃（AJH）可食部分Cd含量分別顯著降低了33.33%、37.84%和27.54%，可能原因，一是土壤中硫通過(guò)改變自身形態(tài)與重金屬發(fā)生反應(yīng)，影響土壤重金屬的生物有效性[35-36]；二是植物體中的硫代謝產(chǎn)物GSH在谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶（GST）的作用下與進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Cd2+形成復(fù)合物，維持細(xì)胞內(nèi)離子平衡[37]。同時(shí)GSH作為植物螯合肽PCs的合成底物，參與PCs合成，低分子量的PCs與Cd2+形成復(fù)合物Cd-PCs，可通過(guò)液泡膜轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入液泡，與液泡中的硫化物形成高分子狀態(tài)的Cd-PC-S復(fù)合物，固定更多的Cd在液泡中[38]；三是硫?qū)d根部向地上部運(yùn)輸具有拮抗作用[15]。外施硫能改善Cd脅迫下青菜品質(zhì)，提高青菜產(chǎn)品中可溶性蛋白、可溶性糖和維生素C含量，降低硝酸鹽含量。這與前人在大蒜[39-40]、玉米[41]和大豆[42]上的研究結(jié)果一致。本研究中，Cd5處理濃度下，外施硫提高青菜可食部分可溶性蛋白、可溶性糖和維生素C含量，其中2個(gè)Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）可食部分可溶性糖含量分別顯著增加21.76%和19.99%，Cd高積累品種抗熱605（KR605）可食部分維生素C含量顯著提高了51.92%。可能是鎘硫交互處理增加了青菜體內(nèi)非蛋白巰基、谷胱甘肽和絡(luò)合素以及抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)關(guān)鍵酶的活性，從而增強(qiáng)青菜對(duì)Cd脅迫的耐受性，提高了青菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[43-44]。另外，外施硫能在一定程度上降低青菜可食部分硝酸鹽含量?？赡苁侵参锏牡虼x具有相互偶聯(lián)的關(guān)系[45-46]，適量的外施硫能提高植株氮代謝限速關(guān)鍵酶NR（硝酸還原酶）活性和氮素同化效率，促進(jìn)代謝過(guò)程，降低硝酸鹽的積累[47]，同時(shí)外施硫能夠提高PSⅡ電子傳遞能力和羧化反應(yīng)速率，從而促進(jìn)光合碳同化，在碳骨架和能量供應(yīng)上間接拉動(dòng)了氮代謝的還原同化[48]；另一方面蔬菜是喜硝植物，雖然能吸收形態(tài)，但以態(tài)為多，硫元素進(jìn)入土壤后，在微生物的作用下，硫與氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生，根據(jù)植物根部吸收養(yǎng)分離子交換原理，可能由于具有與競(jìng)爭(zhēng)置換，緩解蔬菜根部嗜好性過(guò)量吸收的作用，并加速蔬菜體內(nèi)的生理生化過(guò)程，促進(jìn)體內(nèi)的轉(zhuǎn)化，減少滯留時(shí)間和累積[49]。

4 結(jié)論

（1）不同青菜品種可食部分對(duì)Cd的積累差異明顯，本研究中篩選的Cd低積累品種紫羅蘭（ZLL）和矮腳黃（AJH）在Cd中、低污染（Cd＜1 mg·kg-1）條件下，其可食部分Cd含量低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量（0.2 mg·kg-1），可作為Cd安全青菜品種。

（2）與對(duì)照相比，Cd中、低污染（Cd＜1 mg·kg-1）提高了青菜可食部分可溶性蛋白、可溶性糖和硝酸鹽含量，而Cd高污染（Cd＞1 mg·kg-1）條件下2個(gè)Cd低積累青菜品種可食部分可溶性蛋白和可溶性糖含量低于對(duì)照。

（3）外施50 mg·kg-1硫可不同程度降低Cd脅迫下青菜可食部分Cd含量和硝酸鹽含量，提高可食部分可溶性蛋白、可溶性糖和維生素C含量，改善青菜營(yíng)養(yǎng)品種。