浅谈小白菜对镉的吸收积累特性Word下载.docx

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Cabbage;

Absorb;

Cadmium（Cd）;

Accumulation;

PHvalue

第1章材料与方法

上海青是十字花科白花菜木，芸苔属，白菜亚种以叶片为产品的普通白菜的一个变种，也称鸡毛菜、小油菜、小白菜、青菜；

原产中国，为极常见绿叶蔬菜，全国各地均有栽培[1]。

小白菜可以提供人体所需矿物质元素、B族维生素，其中的维生素B2尤为丰富，有抑制上皮组织溃疡和保持血管壁弹性的作用，经常食用对人体表层皮肤和眼睛的保养有很好的效果[2]。

二十世纪七十年代末随着中国的改革开放、对外交往、合作日趋频繁，但是工业现代化的迅速发展也带来了不好的方面；

废水、废气、废渣的排放使环境污染日益严重，导致农作物品质和产量不断下降、严重阻碍我国农业的可持续发展[3]。

镉是人体可能必须微量元素，一般含量少于0.005%，正常环境状态下不会影响人类健康，在自然界中常以化合物状态存在，是毒性较强的金属，植物的根部可以吸收土壤中的Cd2+，大多数情况下滞留在根部只有少量被运至上部；

根据前人研究表明，镉在小白菜体内各器官的分布由少到多依次为为花、果、籽粒<

茎<

叶<

根[4]。

当小白菜组织中镉含量超过1mg/kg时，会对其造成损害作用，主要表现为叶片颜色变浅、植株大小降低等症状，严重时使其产量和质量下降，乃至死亡[5]。

小白菜是人们日常生活中经常食用的蔬菜，近年来更因其特殊的营养保健作用而倍受青睐；

小白菜对镉的吸收特性以及带来生物放大作用是怎样的呢？

绿色无公害蔬菜的生产是未来发展趋势，其中重金属含量问题尚未引起足够重视，尤以镉的含量最为突出，本人希望从此次实验中得到一些数据，从而对食品安全提供指导性建议。

1.1实验时间、地点

实验于2014年4月6日在*******院304实验室进行。

1.2试验材料

试验材料为小白菜“上海青”品种，种子购于洪门市场，是安徽省和县善厚种子有限公司生产。

1.3精密仪器和药品规格

电子分析天平（型号:

FA2004、生产厂家上海恒平）、PH酸度计（型号:

3C、生产厂家上海仪电科学仪器股份有司）、分光光度计（型号:

721、生产厂家上海菁华）。

氯化镉CdCl2·

2.5H2O（为分析纯），由新乡学院生命科学与技术系实验室提供。

实验数据用Excel-2007版进行简单处理，实验用营养液配方见表1。

表1实验用营养液配方

药品

浓度

硼酸H3BO3

2.86mg/L

六水硫酸锰MnSO4.H2O

2.13mg/L

七水硫酸锌ZnSO4.7H20

0.22mg/L

五水硫酸铜CuSO4.5H2O

0.08mg/L

七钼酸铵（NH4）6Mo7O24.4H2O

0.02mg/L

硫酸铵（NH4）2SO4

237mg/L

七水硫酸镁MgSO4.7H2O

537mg/L

四硝酸钙Ca（No3）2.4H2O

1260mg/L

硫酸钾K2SO4

350mg/L

磷酸一钾KH2PO4

乙二胺四乙酸铁钠EDTA—Fe

25mg/L

注：

实验用营养液配方

第2章实验方法

2.1育苗及处理

取饱满一致“上海青”种子，用10g/L食盐消毒10分钟，然后用蒸馏水冲洗干净再浸泡2小时；

用干净的纱布包好膨胀充分的种子，放在搪瓷盘中置24OC恒温培养箱内催芽[6]。

将露白的种子播种在盛有适量液体培养基的塑料营养钵中，进行育苗，待出苗生长至4片真叶大小时，从营养钵中移出并清洗植株根部，将其移入配制好的镉浓度不同、酸碱度不同的营养液中进行水培试验[7]。

2.2不同的镉浓度对小白菜植株的影响

分别用镉浓度为0mg/L、1.5mg/L、3mg/L、4.5mg/L、6mg/L、7.5mg/L共6个水平的100ml营养液培养小白菜植株。

各处理分别在水培后3、6、9、12、15、18、21小时时取2ml营养液测定其镉含量，计算小白菜植株在不同时间和不同浓度条件下对镉的吸收量。

2.3不同的酸碱度对小白菜植株的影响

用氢氧化钠或盐酸将含镉为4.5mg/L、6mg/L、7.5mg/L的溶液配制成PH值分别为2、4、6、8、10、12，将小白菜植株分别置于上述营养液中进行水培，分别在水培后3、6、9、12、15、18、21小时后取样，每处理各取2ml营养液测定其中镉含量，比较植株在不同时间和不同酸碱度条件下对镉的吸收量。

第3章结果与分析

3.1不同的镉浓度及水培时间对小白菜植株的影响

不同的镉浓度及水培时间对小白菜植株的影响见表2和图1-3。

表2不同的镉浓度条件下小白菜植株的吸收量

0mg/L

1.5mg/L

3mg/L

4.5mg/L

6mg/L

7.5mg/L

3h

0.5700

2.0327

2.8763

4.0950

5.2166

6h

0.6899

2.0915

3.1538

4.3543

5.3811

9h

0.7005

2.2910

3.2099

4.4900

5.4003

12h

0.7631

2.3764

3.3485

4.5102

5.631

15h

0.8553

2.4109

3.5001

4.7503

5.6908

18h

0.9971

2.5379

3.5039

4.9022

5.7426

21h

1.0953

2.6083

3.6215

5.0991

5.7652

不同的镉浓度条件下小白菜植株的吸收量

图1不同的镉浓度条件下小白菜植株的吸收量

图2在0mg/L镉浓度条件下小白菜植株的吸收量

图3在7.5mg/L镉浓度条件下小白菜植株的吸收量

图1表明，实验材料对镉的吸收随浓度、时间的增加而增加，但增加幅度随时间的延长而减慢。

其中，小白菜对镉浓度为6mg/L的营养液的吸收幅度最大。

12小时内小白菜营养液含镉的吸收已基本趋于饱和；

此种现象除因营养液中的镉浓度降低外，还可能是镉毒害小白菜植株根叶及植株中镉含量不断增加，最终饱和相关[8]。

图2表明，在不含镉的培养液中小白菜的镉含量，作为空白对照。

图3表明，小白菜植株对镉的吸收量随着含镉营养液中镉浓度的增加而逐渐增大，在最大浓度处理7.5mg/L时达最大吸收量5.7652mg/L。

3.2不同的酸碱度对小白菜植株吸收镉量的影响

不同的酸碱度对小白菜植株吸收镉量的影响见表3-5和图4-6。

表3含镉4.5mg/L营养液中不同PH条件下

小白菜植株对镉的吸收量

PH2

PH4

PH6

PH8

PH10

PH12

2.8014

2.9143

3.0731

3.4625

3.0028

2.7548

2.9547

3.0875

3.2674

3.5481

3.1025

3.0649

3.1400

3.3240

3.6718

3.1794

2.8692

3.1055

3.2013

3.4172

3.8001

3.2466

2.9441

3.2871

3.3587

3.5027

3.8793

3.3108

3.1005

3.4264

3.5463

3.5994

3.9564

3.4047

3.1734

3.4825

3.5973

3.6428

3.9877

3.4985

3.2021

在含镉4.5mg/L营养液中

表4含镉6mg/L营养液中不同PH条件下小白菜植株对镉的吸收量

3.1915

3.4421

4.1987

4.6237

3.9276

3.3274

3.3100

3.5100

4.2135

4.7950

4.1392

3.4258

3.3792

3.5899

4.2876

4.9635

4.1997

3.4980

3.4265

3.6241

4.3300

5.0562

4.2560

3.5774

3.4896

3.6987

4.4001

5.3000

4.3158

3.6000

3.5640

3.7000

4.4932

5.4013

4.3975

3.6835

3.6102

3.7682

4.5368

5.4782

4.4203

3.7531

在含镉6mg/L营养液中

表5含镉7.5mg/L营养液中不同PH条件下小白菜植株对镉的吸收量

3.9000

4.4310

5.4873

5.7982

5.3863

4.0963

4.1935

4.5273

5.5302

5.8630

5.4291

4.1625

4.2763

4.5827

5.5964

5.9741

5.5102

4.2521

4.3591

4.6933

5.6731

6.1633

5.5869

4.3070

4.4079

4.7500

5.7360

6.2058

5.6640

4.3976

4.4850

4.8229

5.7954

6.2987

5.7138

4.4352

4.5362

4.8965

5.8497

6.3514

5.7981

4.5086

在含镉7.5mg/L营养液中

图4含镉4.5mg/L营养液中不同PH条件下小白菜植株对镉的吸收量

图5含镉6mg/L营养液中不同PH条件下小白菜植株对镉的吸收量

图6含镉7.5mg/L营养液中不同PH条件下小白菜植株对镉的吸收量

图4、图5和图6共同表明在强酸性或强碱性条件下，均可减少小白菜植株对镉的吸收量，而在弱碱性条件下小白菜植株对镉的吸收量达到最大值。

这些说明，强酸性和强碱性条件下对小白菜植株中镉的积累均有抑制的表现，具体差异情况见表6。

表6含镉4.5mg/L、6.0mg/L、7.5mg/L营养液中不同

PH条件下小白菜植株对镉的吸收量的比较

镉含量

21小时的最大吸收量

4.5mg/L

2

3.4825mg/L

12

3.2021mg/L

6.0mg/L

3.6102mg/L

8

5.4782mg/L

7.5mg/L

6.3514mg/L

4.5086mg/L

在含镉4.5mg/L、6.0mg/L、7.5mg/L营养液中

第4章结论

试验结果表明小白菜植株在培养液中对镉的吸收量随时间（3h～21h）的延长而增加，其吸收高峰在水培8小时出现；

在12小时之内小白菜植株对镉的吸收基本上趋于饱和，而后随水培时间的延长吸收量而逐渐降低[9]。

这可能是由于，Cd破坏小白菜根部，如伤害细胞核、改变RNA合成等，Cd还可与蛋白质中疏基或酶活性中心结合，造成生物大分子构相改变，阻碍细胞正常代谢过程[10]。

分析实验结果得出镉在水培溶液中浓度的不断增加，导致小白菜植株对其吸收量逐渐增大（0mg～5.9725mg）[11]。

许多研究表明长期生长在含镉的环境中，植物呼吸作用紊乱，经呼吸而产生的能量减少从而使植株生长发育受阻，说明镉可以直接阻碍呼吸过程使呼吸紊乱[12]。

强酸性或强碱性都能干扰小白菜植株对Cd的吸收和积累，在生产实践中可调控环境中酸碱度的方法实现小白菜植株对镉的吸收量进行控制[13]。

重金属镉可以使小白菜植株对氮率的吸收下降从而遏制蛋白质合成影响植物代谢；

Cd达到一定浓度后植物根系生长停滞，加速蛋白氮代谢紊乱疾病，分解，抑制蛋白质的合成，在pH为弱碱性时小白菜植株吸收量最多[14]。

我国国家标准GB238—84和GB15201—94均规定蔬菜中镉最高允许限量标准为50ug/kg，本实验表明小白菜为易积累镉的蔬菜品种[15-16]。

政府的食品安全及环卫部门应加大监管力度，同时可推广的小白菜品种具有的特点：

对镉的吸收和积累应在安全范围内甚至无残留；

抗病和适应性强、产量和质量较高、所含营养物质丰富经济价值高等。

参考文献

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厦门大学2007.

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1-5.

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103～107.

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46～50.

[13]秦天才，昊玉树，王焕校.镉、铅及其相互作用对小白菜根系生理生化特性的研究[J].生态学报，1994，14

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（2）:

113～117.

[15]林植芳，李双顺，林桂珠，等.衰老叶片和叶绿体中H202的积累与膜脂过氧化的关系[J].植物生理学报，1988

（1）:

16～22.

[16]李德明，朱祝军，刘永华，等.镉对小白菜光合作用特性影响的研究[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2005，31（4）:

459～464.

附录一

上海青是十字花科白花菜木，芸苔属，白菜亚种以叶片为产品的普通白菜的一个变种，原产中国。

北魏贾思勰在《齐民要术》中已有种植记载。

　　中文别名　青菜、瓢菜、瓶菜、小白菜、小油菜、小棠菜（港、奥、粤），汤勺菜、汤匙菜、青江菜（台湾），鸡毛菜（幼苗）　上海青喜冷凉，在18～20度，光照充足下生长最好，-2～-3度可安全越冬。

有些品种也可在夏季栽培，栽培时必须按季节选择适当的品种。

栽培土壤以壤土或砂质壤土为佳，排水、日照需良好。

上海青的个头不大，一般也就是半尺来长。

因此，上海青在烹调时都不用改刀，也就保存了蔬菜的营养性。

上海青虽然个头不大，模样却是柔美动人。

一棵一棵的上海青站在那里，就像是上海女子的亭亭玉立。

小棵的上海青特别适合做装饰物，如果你在一盘鱼的周围放上几根用开水过一下的上海青，那盘鱼就显得生动多了。

上海青的菜茎虽多，菜纤维却是极嫩，炒起来有点“见面熟”。

从这点上来看，上海青仿佛就像上海人节约为本的风格。

上海青做出来的菜味道有点甜，那种甜是淡淡的，没有一般蔬菜的苦涩，清清甜甜的，一如上海女子的小家碧玉。

　　上海青在上海的菜市场，上海青大多是装在圆形的竹筐里。

一棵棵的上海青被摆放成一圈圈的，白白的根茎一律朝外，那情景，就像是幼儿园的小朋友乖巧可爱地坐在那里，在听农民伯伯讲那田野的故事。

我在北京和深圳的超市也都见过上海青，一小捆的一小捆的摆在货架上。

有写着“本地上海青”的，有写着“空运上海青”的，价格都不便宜。

　　每百克鲜重含蛋白质1.3克，碳水化合物2.3克，粗纤维0.6克，胡萝卜素1.49毫克，维生素B10.03毫克，维生素B20.08毫克，维生素C40毫克克，钙56毫克，磷32毫克，铁1.2毫克。

　　上海青可以保持血管弹性，提供人体所需矿物质、维生素，其中的维生素B2尤为丰富，有抑制溃疡的作用，经常食用对皮肤和眼睛的保养有很好的效果。

富含纤维，可以有效改善便秘。

致谢

本次实验得到了老师孜孜不倦的指导和大力的帮助，使本次实验能够顺利进行和圆满完成，在此特示感谢。