马铃薯对土壤中4种重金属富集能力的差异

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb18090049

摘要/Abstract

摘要：

为选育低重金属积累的马铃薯品种,解决食物链重金属富集问题,以11个不同马铃薯品种为试材,对马铃薯植株不同器官中Cd、Pb、As和Cr的吸收和转移能力进行研究。结果表明,在参试的11个马铃薯品种中,不同基因型马铃薯不同器官鲜样中Cd、Cr、As和Pb的含量存在较大差异。在马铃薯根、薯皮和薯肉鲜样中,4种重金属平均含量的高低顺序为Cr>Pb>Cd>As,而在马铃薯茎叶鲜样中则为Pb>Cr>Cd>As。经测定,参试马铃薯品种薯肉中的4种重金属含量均未超过国家食品重金属限定标准。在马铃薯各器官对重金属的富集情况分析中,Cr、As、Pb和Cd在马铃薯根系中的平均富集系数最高,Cd在马铃薯根、茎、叶的平均富集系数均大于1,表明其具有较强的富集作用。不同品种马铃薯各器官中重金属的转移系数也呈现出显著差异。其中,Cd和As在马铃薯各器官的平均转移系数为茎>叶>薯皮>薯肉,而Cr和Pb的平均转移系数则为叶>茎>薯皮>薯肉。另外,Cd在品种‘D597’薯肉中的富集系数及转移系数都呈现最低值,表明‘D597’为Cd低吸收、低积累型品种。

关键词: 马铃薯, 重金属, 富集系数, 转移系数

Abstract:

The paper aims to breed potato varieties with low accumulation of heavy metals and solve the problem of heavy metal accumulation in food chain. Using 11 potato varieties as materials, the absorptive and transport capacity of Cd, Pb, As and Cr in different organs of potato plants were studied. The results showed that, among the 11 varieties, the contents of Cd, Cr, As and Pb in different organs of different genotypes of potato were significantly different. The average content order of the four heavy metals in potato roots, skins and tubers was Cr> Pb> Cd> As, but was Pb> Cr> Cd> As in potato stems and leaves. Moreover, the contents of the four heavy metals in all the potato varieties did not exceed the national standard for heavy metals in food. For heavy metal accumulation in various organs of potato, the average enrichment coefficient of Cr, As, Pb and Cd in potato roots was the highest. The average enrichment coefficient of Cd in potato roots, stems and leaves were all greater than 1, indicating a strong enrichment capacity. The transfer coefficient of heavy metals in different organs of potato also showed significant differences. The average transfer coefficient of Cd and As in potato organs followed an order of stem> leaf> skin> tuber, while that of Cr and Pb was leaf> stem> skin> tuber. Additionally, Cd enrichment coefficient and transport coefficient in ‘D597’ were the lowest, indicating that ‘D597’ was a low Cd absorption and accumulation variety.

Key words: potato, heavy metal, enrichment coefficient, transport coefficient

中图分类号:

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图/表 5

参考文献 27

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金属	重金属含量/(mg/kg)			变异系数	国家限量标准/(mg/kg)
金属	最小值	最大值	均值	变异系数	国家限量标准/(mg/kg)
Cd	0.026	0.091	0.0523	0.4132	≤0.2
Pb	0.067	0.078	0.0723	0.0422	≤0.4
As	0.004	0.008	0.0052	0.2716	≤0.2
Cr	0.174	0.214	0.1910	0.0723	≤0.5

金属	重金属含量/(mg/kg)			变异系数	国家限量标准/(mg/kg)
金属	最小值	最大值	均值	变异系数	国家限量标准/(mg/kg)
Cd	0.026	0.091	0.0523	0.4132	≤0.2
Pb	0.067	0.078	0.0723	0.0422	≤0.4
As	0.004	0.008	0.0052	0.2716	≤0.2
Cr	0.174	0.214	0.1910	0.0723	≤0.5

器官	品种	Cd	Cr	As	Pb
根系	中薯7号	0.959±0.202e	2.759±0.577cd	0.918±0.159bc	2.963±0.607cd
	中薯3号	1.541±0.070cd	2.346±0.458cde	0.904±0.120bc	2.390±0.465def
	兴佳2号	1.038±0.040e	1.569±0.183f	1.016±0.124c	3.720±0.442ab
	闽薯1号	0.834±0.020e	4.007±0.570b	0.587±0.101e	2.795±0.409def
	中薯20	0.835±0.089e	2.607±0.246cd	0.965±0.093bc	2.857±0.250de
	N108	1.749±0.114bc	2.918±0.250c	1.045±0.104c	3.537±0.292bc
	费乌瑞它	0.985±0.174e	2.100±0.116def	0.754±0.029de	2.315±0.138def
	紫花851	1.038±0.145e	5.319±0.415a	0.905±0.088bc	3.504±0.270bc
	D597	1.877±0.181b	1.836±0.111ef	1.540±0.064b	2.209±0.157f
	D566	1.354±0.133d	2.190±0.115def	1.624±0.089b	2.398±0.146def
	黑美人	2.144±0.276a	5.948±0.774a	2.199±0.307a	4.323±0.604a
茎	中薯7号	0.486±0.107f	1.235±0.111c	0.335±0.035a	1.339±0.133d
	中薯3号	1.467±0.050a	1.195±0.090cd	0.216±0.018cd	1.829±0.167c
	兴佳2号	0.683±0.027de	0.935±0.050ef	0.117±0.007f	1.059±0.048def
	闽薯1号	0.771±0.014cd	1.474±0.127ab	0.182±0.019de	1.762±0.197c
	中薯20	0.785±0.088cd	1.657±0.141a	0.326±0.029a	1.969±0.196bc
	N108	1.478±0.100a	1.120±0.107cde	0.321±0.030a	2.204±0.245ab
	费乌瑞它	0.917±0.159bc	1.287±0.156bc	0.233±0.025bc	2.313±0.312a
	紫花851	1.069±0.151b	1.097±0.096cde	0.178±0.016e	1.667±0.214c
	D597	0.573±0.053ef	0.810±0.099f	0.132±0.016f	0.808±0.094f
	D566	0.261±0.022g	1.012±0.159de	0.119±0.018f	0.949±0.157ef
	黑美人	0.592±0.075ef	1.214±0.075c	0.273±0.024b	1.202±0.081de
叶	中薯7号	0.300±0.064f	0.981±0.104ef	0.153±0.015fg	1.078±0.114fg
	中薯3号	1.001±0.046a	0.801±0.135f	0.123±0.021g	0.984±0.160g
	兴佳2号	0.672±0.022cd	1.205±0.110de	0.179±0.017ef	1.515±0.167cdef
	闽薯1号	0.570±0.014d	1.212±0.153de	0.154±0.023efg	1.307±0.175efg
	中薯20	0.423±0.045e	1.657±0.187abc	0.251±0.030bc	1.633±0.203cde
	N108	0.705±0.046c	1.277±0.206cde	0.206±0.036cde	1.388±0.219defg
	费乌瑞它	0.874±0.152b	2.023±0.588a	0.243±0.066bc	2.335±0.669a
	紫花851	0.881±0.124b	1.789±0.131ab	0.238±0.025bcd	1.918±0.182abc
	D597	0.276±0.027fg	1.810±0.171ab	0.338±0.023a	2.214±0.225ab
	D566	0.214±0.021fg	1.477±0.103bcd	0.184±0.011def	1.379±0.116defg
	黑美人	0.174±0.022g	1.783±0.197ab	0.260±0.031b	1.803±0.228bcd
薯皮	中薯7号	0.056±0.012d	0.241±0.034cd	0.020±0.004bc	0.098±0.015bc
	中薯3号	0.129±0.007a	0.327±0.032ab	0.024±0.002ab	0.126±0.023b
	兴佳2号	0.134±0.010a	0.219±0.029d	0.016±0.003cde	0.100±0.015bc
	闽薯1号	0.094±0.002b	0.276±0.035bcd	0.016±0.002cde	0.113±0.016b
	中薯20	0.071±0.007cd	0.329±0.030ab	0.028±0.002a	0.113±0.012b
	N108	0.123±0.011a	0.237±0.025cd	0.017±0.003cde	0.106±0.014bc
	费乌瑞它	0.076±0.012c	0.280±0.029bc	0.012±0.002de	0.113±0.017b
	紫花851	0.076±0.010c	0.303±0.033b	0.012±0.001e	0.080±0.016c
	D597	0.060±0.006d	0.234±0.025cd	0.019±0.002bc	0.106±0.014bc
	D566	0.037±0.004e	0.286±0.040bc	0.017±0.002cd	0.120±0.023b
	黑美人	0.066±0.012cd	0.366±0.056a	0.024±0.004a	0.163±0.027a
薯肉	中薯7号	0.039±0.009cde	0.214±0.016a	0.004±0.001c	0.067±0.006a
	中薯3号	0.091±0.001a	0.205±0.020ab	0.004±0.001c	0.071±0.009a
	兴佳2号	0.082±0.006a	0.209±0.020ab	0.004±0.000c	0.071±0.008a
	闽薯1号	0.060±0.002b	0.175±0.021b	0.006±0.001b	0.070±0.009a
	中薯20	0.041±0.008cde	0.192±0.017ab	0.008±0.001a	0.072±0.008a
	N108	0.081±0.010a	0.174±0.018b	0.004±0.001c	0.071±0.008a
	费乌瑞它	0.045±0.015cde	0.194±0.017ab	0.007±0.000ab	0.077±0.007a
	紫花851	0.045±0.011bc	0.181±0.021ab	0.004±0.001c	0.073±0.011a
	D597	0.029±0.004de	0.179±0.019ab	0.006±0.000b	0.071±0.007a
	D566	0.026±0.005e	0.200±0.039ab	0.006±0.002b	0.075±0.015a
	黑美人	0.046±0.014bc	0.178±0.019ab	0.004±0.001c	0.078±0.011a

器官	品种	Cd	Cr	As	Pb
根系	中薯7号	0.959±0.202e	2.759±0.577cd	0.918±0.159bc	2.963±0.607cd
	中薯3号	1.541±0.070cd	2.346±0.458cde	0.904±0.120bc	2.390±0.465def
	兴佳2号	1.038±0.040e	1.569±0.183f	1.016±0.124c	3.720±0.442ab
	闽薯1号	0.834±0.020e	4.007±0.570b	0.587±0.101e	2.795±0.409def
	中薯20	0.835±0.089e	2.607±0.246cd	0.965±0.093bc	2.857±0.250de
	N108	1.749±0.114bc	2.918±0.250c	1.045±0.104c	3.537±0.292bc
	费乌瑞它	0.985±0.174e	2.100±0.116def	0.754±0.029de	2.315±0.138def
	紫花851	1.038±0.145e	5.319±0.415a	0.905±0.088bc	3.504±0.270bc
	D597	1.877±0.181b	1.836±0.111ef	1.540±0.064b	2.209±0.157f
	D566	1.354±0.133d	2.190±0.115def	1.624±0.089b	2.398±0.146def
	黑美人	2.144±0.276a	5.948±0.774a	2.199±0.307a	4.323±0.604a
茎	中薯7号	0.486±0.107f	1.235±0.111c	0.335±0.035a	1.339±0.133d
	中薯3号	1.467±0.050a	1.195±0.090cd	0.216±0.018cd	1.829±0.167c
	兴佳2号	0.683±0.027de	0.935±0.050ef	0.117±0.007f	1.059±0.048def
	闽薯1号	0.771±0.014cd	1.474±0.127ab	0.182±0.019de	1.762±0.197c
	中薯20	0.785±0.088cd	1.657±0.141a	0.326±0.029a	1.969±0.196bc
	N108	1.478±0.100a	1.120±0.107cde	0.321±0.030a	2.204±0.245ab
	费乌瑞它	0.917±0.159bc	1.287±0.156bc	0.233±0.025bc	2.313±0.312a
	紫花851	1.069±0.151b	1.097±0.096cde	0.178±0.016e	1.667±0.214c
	D597	0.573±0.053ef	0.810±0.099f	0.132±0.016f	0.808±0.094f
	D566	0.261±0.022g	1.012±0.159de	0.119±0.018f	0.949±0.157ef
	黑美人	0.592±0.075ef	1.214±0.075c	0.273±0.024b	1.202±0.081de
叶	中薯7号	0.300±0.064f	0.981±0.104ef	0.153±0.015fg	1.078±0.114fg
	中薯3号	1.001±0.046a	0.801±0.135f	0.123±0.021g	0.984±0.160g
	兴佳2号	0.672±0.022cd	1.205±0.110de	0.179±0.017ef	1.515±0.167cdef
	闽薯1号	0.570±0.014d	1.212±0.153de	0.154±0.023efg	1.307±0.175efg
	中薯20	0.423±0.045e	1.657±0.187abc	0.251±0.030bc	1.633±0.203cde
	N108	0.705±0.046c	1.277±0.206cde	0.206±0.036cde	1.388±0.219defg
	费乌瑞它	0.874±0.152b	2.023±0.588a	0.243±0.066bc	2.335±0.669a
	紫花851	0.881±0.124b	1.789±0.131ab	0.238±0.025bcd	1.918±0.182abc
	D597	0.276±0.027fg	1.810±0.171ab	0.338±0.023a	2.214±0.225ab
	D566	0.214±0.021fg	1.477±0.103bcd	0.184±0.011def	1.379±0.116defg
	黑美人	0.174±0.022g	1.783±0.197ab	0.260±0.031b	1.803±0.228bcd
薯皮	中薯7号	0.056±0.012d	0.241±0.034cd	0.020±0.004bc	0.098±0.015bc
	中薯3号	0.129±0.007a	0.327±0.032ab	0.024±0.002ab	0.126±0.023b
	兴佳2号	0.134±0.010a	0.219±0.029d	0.016±0.003cde	0.100±0.015bc
	闽薯1号	0.094±0.002b	0.276±0.035bcd	0.016±0.002cde	0.113±0.016b
	中薯20	0.071±0.007cd	0.329±0.030ab	0.028±0.002a	0.113±0.012b
	N108	0.123±0.011a	0.237±0.025cd	0.017±0.003cde	0.106±0.014bc
	费乌瑞它	0.076±0.012c	0.280±0.029bc	0.012±0.002de	0.113±0.017b
	紫花851	0.076±0.010c	0.303±0.033b	0.012±0.001e	0.080±0.016c
	D597	0.060±0.006d	0.234±0.025cd	0.019±0.002bc	0.106±0.014bc
	D566	0.037±0.004e	0.286±0.040bc	0.017±0.002cd	0.120±0.023b
	黑美人	0.066±0.012cd	0.366±0.056a	0.024±0.004a	0.163±0.027a
薯肉	中薯7号	0.039±0.009cde	0.214±0.016a	0.004±0.001c	0.067±0.006a
	中薯3号	0.091±0.001a	0.205±0.020ab	0.004±0.001c	0.071±0.009a
	兴佳2号	0.082±0.006a	0.209±0.020ab	0.004±0.000c	0.071±0.008a
	闽薯1号	0.060±0.002b	0.175±0.021b	0.006±0.001b	0.070±0.009a
	中薯20	0.041±0.008cde	0.192±0.017ab	0.008±0.001a	0.072±0.008a
	N108	0.081±0.010a	0.174±0.018b	0.004±0.001c	0.071±0.008a
	费乌瑞它	0.045±0.015cde	0.194±0.017ab	0.007±0.000ab	0.077±0.007a
	紫花851	0.045±0.011bc	0.181±0.021ab	0.004±0.001c	0.073±0.011a
	D597	0.029±0.004de	0.179±0.019ab	0.006±0.000b	0.071±0.007a
	D566	0.026±0.005e	0.200±0.039ab	0.006±0.002b	0.075±0.015a
	黑美人	0.046±0.014bc	0.178±0.019ab	0.004±0.001c	0.078±0.011a

器官	Cr	As	Pb	Cd
根	0.0705a	0.0269a	0.0694a	7.6948a
茎	0.0274b	0.0051b	0.0356b	4.8016b
叶	0.0341b	0.0050b	0.0372b	3.2012c
薯皮	0.0065c	0.0004b	0.0026c	0.4853d
薯肉	0.0044c	0.0001b	0.0017c	0.3019d