一种利用富镉基质栽培快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法与流程

【技术领域】

本发明属于重金属低累积作物品种筛选方法。更具体地，本发明涉及一种利用富镉基质栽培快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法。

背景技术：

镉(cd)是土壤环境中常见的有毒重金属元素。其在土壤中的相对较高的生物利用度意味着它可以很容易地被作物吸收和积累，严重威胁着农产品的质量和安全。通过各种途径慢性摄入cd，包括饮食中的cd摄入会导致严重的健康危害。蔬菜是容易产生镉超标问题的农产品之一，我国许多地区的菜田受到土壤镉污染，且不同蔬菜对镉的吸收能力存在较大差异。

对于大面积中轻度镉污染的菜田土壤，基于蔬菜不同类型或品种对土壤镉的累积能力差异，通过筛选一些对镉具有低累积能力的蔬菜进行替代种植，能够在保障蔬菜产品连续生产的同时有效避免其对镉的过量累积。替代种植也被认为是一种比较高效、环保、且颇具发展前景的减少农产品中重金属累积的方法。目前，比较不同蔬菜类型或品种对重金属累积能力差异主要是通过盆栽试验进行前期比较，筛选出目标品种，然后通过田间试验进行验证。这种筛选结果比较准确，能较真实地代表该作物品种对目标重金属的累积能力，但存在筛选周期长、工作量大、效率相对较低等问题。特别是对于品种更迭较快的叶类蔬菜而言，传统的田间筛选方法无疑将进一步增加工作负荷，不利于低累积镉型品种的快速应用。所以，建立一套镉低吸收叶类蔬菜品种的实验室快速筛选方法，加快低吸收叶菜品种的筛选和应用速度，在镉污染土壤上应用品种替代的技术保障叶菜安全生产才更具有现实意义。

当前针对低吸收蔬菜品种快速筛选方法的建立和田间应用案例还鲜见报道，相关研究较少。xu等(xuzm,meixq,tanl,liqs,wangll,heby,guosh,zhouc,yehj.lowroot/shoot(r/s)biomassratiocanbeanindicatoroflowcadmiumaccumulationintheshootofchinesefloweringcabbage(brassicacampestrisl.ssp.chinensisvar.utilistsenetlee)cultivars[j].environmentalscienceandpollutionresearch,2018,25(36):36328-36340)通过盆栽和水培试验比较了37个空心菜品种的镉富集能力，试验结果表明根系生物量/可食部位生物量(r/s)比值较低的低镉累积品种根系生物量较低，可食部位生物量较高。从而导致根系释放分泌物不足，在根际土壤中对镉的活化量较少，空心菜吸收并转移到可食部位的镉较少，加上可食部位生物量大对镉的稀释效应，造成可食部位镉含量较低的状况。在镉污染土壤、未污染土壤、有镉和没有镉的水培试验中，低镉累积品种的r/s比显著低于高镉品种(p<0.01)。r/s比值成为指示品种间镉累积差异的有效指标。该研究结果为低镉作物品种的快速筛选提供了一种崭新的技术手段。sugiyama(sugiyamam,aen,hajikam.developingofasimplemethodforscreeningsoybeanseedlingcadmiumaccumulationtoselectsoybeangenotypeswithlowseedcadmium[j].plantandsoil,2011,341(1-2):413-422)根据作物营养生长期根系镉积累能力决定幼苗和成熟器官中镉浓度这一机制。使用大豆幼苗中镉和锌浓度的比值来预测种子镉浓度，将大豆高镉累积品种和低镉累积品种明显区分开，且两组间不存在重叠，最终得到一种区分大豆镉高低累积品种的快速筛选方法。

本发明以我国北方镉污染农田选种低镉累积型叶类蔬菜为目的，针对田间试验筛选叶菜低吸收品种效率低的现状，尝试通过利用富镉基质研究一种较为快速地比较不同叶类蔬菜对镉吸收能力的方法，通过与田间结果比较与验证，获得该基质中最适的镉浓度水平和最佳栽培时间，最终研发一种可快速筛选低镉吸收叶类蔬菜的方法。相关结果可为今后我国重金属低累积型作物的快速筛选提供参考与借鉴。

技术实现要素：

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种利用富镉基质栽培快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种利用富镉基质栽培快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法。

该方法的步骤如下：

a、播种

往育苗盘的每个穴里加入30克基质，平整，使得穴盘格室能清晰可见，接着在每个穴中撒播8～12粒消毒处理的叶菜种子，加去离子水湿润，再覆盖1.5～2.5mm基质，用塑料薄膜覆盖，在播种后第2～3天种子发芽，去掉塑料薄膜，保持湿润、充足光照及良好通风条件；

b、苗期管理

在叶菜种子出苗后，根据光照情况每1～3天浇一次水，每次每穴加入15～30ml去离子水，同时保持湿润、充足光照及良好通风条件；

c、收获

分别在在育苗第10、15、20天，收割叶菜幼苗可食部位，用蒸馏水洗净，用滤纸吸干，称量其质量，接着在温度60℃下烘干至恒重，称量，得到所述叶菜幼苗可食部位的干质量；

d、镉含量测定

称取0.1000g步骤c烘干至恒重叶菜幼苗样品于三角瓶中，放入玻璃珠，加入10ml硝酸与高氯酸混合酸，消化过夜，第二天加热消煮直至冒白烟，得到无色透明或微黄色的消化液，转移到10ml容量瓶中，用超纯水定容至刻度，混匀，静置，上清液用去离子水稀释5倍或10倍，得到的稀释上清液用电感耦合等离子体光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪检测溶液镉含量；

e、数据统计评价

步骤d得到的检测结果采用现有软件进行统计制图，运用聚类分析、相关性分析、三因素方差分析与单因素方差分析方法进行数据比对评价，从而筛选得到镉低吸收品种叶菜。

根据本发明的一种优选实施方式，在步骤a中，每个穴的直径是6～7cm、深度是8～12cm，育苗盘底部小孔用黑色胶带封住。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的叶菜种子品种选自佳园芥蓝、蔬菠1号、绿宝701菜心、特选板叶茼蒿、优选光杆茼蒿、白圆叶苋菜、绿优青梗菜、芝麻菜、红皱、翡翠娃娃生菜、佳园花叶苋菜、速生1号、蔬菠8号、纯香油麦菜或嫩绿奶油生菜。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的基质是由椰糠、蛭石与珍珠岩按照重量比6.0～7.5：1.2～1.8：1.2～1.8组成的，它的镉含量为0～2.0mg/kg，ph为6.5～8.0，它含有肥料植物促生菌剂，而没有异味、病原菌和虫卵。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤b中，在育苗期间，在白天将温室的温度控制在25～30℃，而在夜间将温室的温度控制在15～25℃；在白天与夜间将温室的相对湿度控制在65～75％。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤c中，将烘干至恒重的叶菜幼苗可食部位磨细成粒度为100～200目的粉状。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤c中，在育苗盘的每个穴里播种8粒消毒处理的叶菜种子，待叶菜幼苗长出第3片真叶时间苗，留下长势均匀的4～5株幼苗分别培养至第10、15与20天时收获。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤d中，烘干恒重叶菜幼苗样品在混合酸中在温度150℃的条件下加热1.0小时，再在温度180℃的条件下加热0.5小时，然后在温度220℃的条件下加热消解。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤d中，所述的混合酸是硝酸与高氯酸按照体积比3:1混合的混合酸。

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤e中，所述的软件是excel2013、ibmspssstatistics21或sigmaplot10.0软件。

下面将更详细地描述本发明。

本发明涉及一种利用富镉基质栽培快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法。

该方法的步骤如下：

a、播种

往育苗盘的每个穴里加入30克基质，平整，使得穴盘格室能清晰可见，接着在每个穴中撒播8～12粒消毒处理的叶菜种子，加去离子水湿润，再覆盖1.5～2.5mm基质，用塑料薄膜覆盖，在播种后第2～3天种子发芽，去掉塑料薄膜，保持湿润、充足光照及良好通风条件；

在这个步骤a中，所述的育苗盘是长度54cm、宽度为28cm的穴盘，本发明使用的育苗盘例如是河北省文安县圣基塑料制品厂生产的产品。每个育苗盘有32个穴，每个穴的直径是6～7cm、深度是8～12cm，育苗盘底部小孔用黑色胶带封住，以防止水分渗出影响基质镉浓度。

根据本发明，所述的叶菜种子品种选自佳园芥蓝、蔬菠1号、绿宝701菜心、特选板叶茼蒿、优选光杆茼蒿、白圆叶苋菜、绿优青梗菜、芝麻菜、红皱、翡翠娃娃生菜、佳园花叶苋菜、速生1号、蔬菠8号、纯香油麦菜或嫩绿奶油生菜。本发明使用的这些品种蔬菜种子是京津冀地区当前市场上广泛销售的种子。

在获得种子后，首先采用本技术领域里常见的处理方法对其种子进行消毒处理。例如让获得的种子在浓度为以重量计25～35％h2o2溶液中浸泡消毒10～15min，再用去离子水洗净，然后撒播。

根据本发明，所述的基质是由椰糠、蛭石与珍珠岩按照重量比6.0～7.5：1.2～1.8：1.2～1.8组成的，它的镉含量为0～2.0mg/kg，ph为6.5～8.0，它含有肥料植物促生菌剂，而没有异味、病原菌和虫卵。在播种前使用氢氧化钠溶液将基质的ph值调节至6.5～8.0，模拟我国北方镉污染土壤ph状况。使用硝酸镉配制镉水溶液，并且使用该硝酸镉水溶液将基质的镉浓度调整至0～2.0mg/kg，放置稳定一周后可以撒播蔬菜种子。

本发明使用的椰糠、蛭石与珍珠岩都是目前市场上销售的产品。

b、苗期管理

在叶菜种子出苗后，根据光照情况每1～3天浇一次水，每次每穴加入15～30ml去离子水，同时保持湿润、充足光照及良好通风条件；

根据本发明，在育苗期间，在白天将温室的温度控制在25～30℃，而在夜间将温室的温度控制在15～25℃；在白天与夜间将温室的相对湿度控制在65～75％。

c、收获

分别在育苗第10、15、20天，收割叶菜幼苗可食部位，用蒸馏水洗净，用滤纸吸干，称量其质量，接着在温度60℃下烘干至恒重，称量，得到所述叶菜幼苗可食部位的干质量；

在这个步骤中，将烘干至恒重的叶菜幼苗可食部位磨细成粒度为100～200目的粉状。

根据本发明，为了确定该方法的最佳育苗时间，在育苗盘的每个穴里播种8粒消毒处理的叶菜种子，待叶菜幼苗长出第3片真叶时间苗，留下长势均匀的4～5株幼苗分别培养至第10、15与20天时收获。

d、镉含量测定

称取0.1000g步骤c烘干至恒重叶菜幼苗样品于三角瓶中，放入玻璃珠，加入10ml硝酸与高氯酸混合酸，冷消化过夜，第二天加热消煮直至冒白烟，得到无色透明或微黄色的消化液，转移到10ml容量瓶中，用超纯水定容至刻度，混匀，静置，上清液用去离子水稀释5倍或10倍，得到的稀释上清液用电感耦合等离子体光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪检测溶液镉含量；

在本发明中，蔬菜总镉含量测定是根据gb/t5009.15-2003食品中镉的测定方法进行的。

根据本发明，所述的混合酸是硝酸与高氯酸按照体积比3:1混合的混合酸。

在这个步骤中，烘干恒重叶菜幼苗样品在混合酸中在温度150℃的条件下加热1.0小时，再在温度180℃的条件下加热0.5小时，然后在温度220℃的条件下加热消解。

如果消化溶的镉含量为ppm级，则使用电感耦合等离子体光谱仪(icp)按照常规方法进行镉含量检测；如果消化溶的镉含量为ppb级，则使用电感耦合等离子体质谱仪(icp-ms)按照常规方法进行镉含量检测。

e、数据统计评价

步骤d得到的检测结果采用现有软件进行统计制图，运用聚类分析、相关性分析、三因素方差分析与单因素方差分析方法进行数据比对评价，从而筛选得到镉低吸收品种叶菜。

根据本发明，所述的软件是excel2013、ibmspssstatistics21或sigmaplot10.0软件。

从土壤到植物的有效性指数，囊括所有与痕量元素植物有效性有关的土壤和植物因素，采用tc值评价镉从土壤到蔬菜产品的迁移特征，并根据食品安全国家标准gb2762-2017规定的叶菜镉含量限值(0.2mg/kg鲜质量)预测镉污染土壤蔬菜产品超标风险和污染土壤镉含量安全阈值。本方法tc值具体计算方法为蔬菜可食部分镉含量(鲜质量)与土壤总镉含量的比值；

试验数据采用excel2013、ibmspssstatistics21和sigmaplot10.0软件进行统计作图，运用聚类分析、相关性分析、三因素方差分析、单因素方差分析方法进行数据比对评价，筛选出富镉基质栽培下与田间试验数据吻合度最高的基质镉浓度和育苗天数条件，从而建立一种最优条件的叶菜镉低吸收品种的快速筛选方法。

具体实施方式部分将具体描述这些分析及其分析结果。

[有益效果]

本发明的有益效果是：作物类型与品种的不同是决定其对相同环境中镉吸收与累积能力差异的重要原因。本发明通过富镉基质栽培的方法来快速比较不同类型叶菜对镉的累积能力，进而获得可在镉污染农田安全生产的蔬菜品种。试验结果表明，该方法可以用于快速比较不同类型叶菜对镉的富集能力，且在一定程度上与田间试验结果有较好的一致性。总体来看，与现有国内外报道的其他方法相比，本发明的富镉基质栽培方法具有经济、省时、易操作、能较好地反映田间真实状况等优点，可为蔬菜镉累积能力的快速比较提供一种新的思路。

本发明富镉基质的栽培方法能够在相当程度上比较或预测不同品种叶菜田间条件下的镉累积风险，为我国北方碱性镉污染土壤上镉低累积型叶菜的快速筛选提供了一种可行的技术手段，同时也为今后相关筛选方法发展提供了参考与借鉴。

【附图说明】

图1是15种叶菜品种蔬菜田间试验tc值；

图2是在不同育苗天数与不同基质镉含量的条件下，8个叶菜品种育苗试验和田间试验tc值相关性；

图3是4种栽培条件下8个叶菜品种对镉迁移系数tc值聚类分析；

图4是基于9个叶菜品种对镉迁移系数tc值聚类分析；

图5田间试验和最佳栽培条件下育苗试验中17个叶菜品种tc值的相关性分析。

【具体实施方式】

通过下述实施例将能够更好地理解本发明。

实施例1：快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法

该方法的步骤如下：

a、播种

往育苗盘的每个穴里加入30克基质，平整，使得穴盘格室能清晰可见，每个穴的直径是6.5cm、深度是8cm，育苗盘底部小孔用黑色胶带封住，所述的基质是由椰糠、蛭石与珍珠岩按照重量比6.0：1.8：1.2组成的，它的镉含量为1.5mg/kg，ph为7.0，它含有肥料植物促生菌剂，而没有异味、病原菌和虫卵；接着在每个穴中分别撒播8粒消毒处理的佳园芥蓝、蔬菠1号、绿宝701菜心、特选板叶茼蒿叶菜种子，加去离子水湿润，再覆盖1.5mm所述的基质，用塑料薄膜覆盖，在播种后第2～3天种子发芽，去掉塑料薄膜，保持湿润、充足光照及良好通风条件；

b、苗期管理

在叶菜种子出苗后，根据光照情况每1天浇一次水，每次每穴加入15ml去离子水，同时保持湿润、充足光照及良好通风条件，在育苗期间，在白天将温室的温度控制在28℃，而在夜间将温室的温度控制在25℃；在白天与夜间将温室的相对湿度控制在65％；

c、收获

在育苗第10天，收割叶菜幼苗可食部位，用蒸馏水洗净，用滤纸吸干，称量其质量，接着在温度60℃下烘干至恒重，烘干至恒重的叶菜幼苗可食部位磨细成粒度为100目的粉状，称量，得到所述叶菜幼苗可食部位的干质量；

d、镉含量测定

称取0.1000g步骤c烘干至恒重叶菜幼苗样品于三角瓶中，放入玻璃珠，加入10ml硝酸与高氯酸按照体积比3:1混合的混合酸，浸泡过夜，接着在温度150℃的条件下加热1.0小时，再在温度180℃的条件下加热0.5小时，然后在温度220℃的条件下加热消解直至冒白烟，得到无色透明的消化液，转移到10ml容量瓶中，用超纯水定容至刻度，混匀，静置，上清液用去离子水稀释5倍，得到的稀释上清液用电感耦合等离子体光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪检测溶液镉含量；

e、数据统计评价

步骤d得到的检测结果采用现有软件excel2013进行统计制图，运用聚类分析、相关性分析、三因素方差分析与单因素方差分析方法进行数据比对评价，从而筛选得到镉低吸收品种叶菜，具体实施结果参见试验实施例1-5。

实施例2：快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法

该方法的步骤如下：

a、播种

往育苗盘的每个穴里加入30克基质，平整，使得穴盘格室能清晰可见，每个穴的直径是6.0cm、深度是12cm，育苗盘底部小孔用黑色胶带封住，所述的基质是由椰糠、蛭石与珍珠岩按照重量比6.5：1.4：1.6组成的，它的镉含量为2.0mg/kg，ph为6.5，它含有肥料植物促生菌剂，而没有异味、病原菌和虫卵；接着在每个穴中分别撒播10粒消毒处理的优选光杆茼蒿、白圆叶苋菜、绿优青梗菜、芝麻菜叶菜种子，加去离子水湿润，再覆盖1.8mm所述的基质，用塑料薄膜覆盖，在播种后第2～3天种子发芽，去掉塑料薄膜，保持湿润、充足光照及良好通风条件；

b、苗期管理

在叶菜种子出苗后，根据光照情况每2天浇一次水，每次每穴加入20ml去离子水，同时保持湿润、充足光照及良好通风条件，在育苗期间，在白天将温室的温度控制在25℃，而在夜间将温室的温度控制在18℃；在白天与夜间将温室的相对湿度控制在70％；

c、收获

在育苗第10天，收割叶菜幼苗可食部位，用蒸馏水洗净，用滤纸吸干，称量其质量，接着在温度60℃下烘干至恒重，烘干至恒重的叶菜幼苗可食部位磨细成粒度为200目的粉状，称量，得到所述叶菜幼苗可食部位的干质量；

d、镉含量测定

称取0.1000g步骤c烘干至恒重叶菜幼苗样品于三角瓶中，放入玻璃珠，加入10ml硝酸与高氯酸按照体积比3:1混合的混合酸，浸泡过夜，接着在温度150℃的条件下加热1.0小时，再在温度180℃的条件下加热0.5小时，然后在温度220℃的条件下加热消解直至冒白烟，得到微黄色的消化液，转移到10ml容量瓶中，用超纯水定容至刻度，混匀，静置，上清液用去离子水稀释10倍，得到的稀释上清液用电感耦合等离子体光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪检测溶液镉含量；

e、数据统计评价

步骤d得到的检测结果采用现有软件ibmspssstatistics21进行统计制图，运用聚类分析、相关性分析、三因素方差分析与单因素方差分析方法进行数据比对评价，从而筛选得到镉低吸收品种叶菜，具体实施结果参见试验实施例1-5。

实施例3：快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法

该方法的步骤如下：

a、播种

往育苗盘的每个穴里加入30克基质，平整，使得穴盘格室能清晰可见，每个穴的直径是7.0cm、深度是10cm，育苗盘底部小孔用黑色胶带封住，所述的基质是由椰糠、蛭石与珍珠岩按照重量比7.0：1.6：1.8组成的，它的镉含量为0.5mg/kg，ph为7.5，它含有肥料植物促生菌剂，而没有异味、病原菌和虫卵；接着在每个穴中分别撒播11粒消毒处理的红皱、翡翠娃娃生菜、佳园花叶苋菜、速生1号叶菜种子，加去离子水湿润，再覆盖2.2mm基质，用塑料薄膜覆盖，在播种后第2～3天种子发芽，去掉塑料薄膜，保持湿润、充足光照及良好通风条件；

b、苗期管理

在叶菜种子出苗后，根据光照情况每3天浇一次水，每次每穴加入25ml去离子水，同时保持湿润、充足光照及良好通风条件，在育苗期间，在白天将温室的温度控制在28℃，而在夜间将温室的温度控制在15℃；在白天与夜间将温室的相对湿度控制在75％；

c、收获

在育苗第10天，收割叶菜幼苗可食部位，用蒸馏水洗净，用滤纸吸干，称量其质量，接着在温度60℃下烘干至恒重，烘干至恒重的叶菜幼苗可食部位磨细成粒度为120目的粉状，称量，得到所述叶菜幼苗可食部位的干质量；

d、镉含量测定

称取0.1000g步骤c烘干至恒重叶菜幼苗样品于三角瓶中，放入玻璃珠，加入10ml硝酸与高氯酸按照体积比3:1混合的混合酸，浸泡过夜，接着在温度150℃的条件下加热1.0小时，再在温度180℃的条件下加热0.5小时，然后在温度220℃的条件下加热消解直至冒白烟，得到无色透明的消化液，转移到10ml容量瓶中，用超纯水定容至刻度，混匀，静置，上清液用去离子水稀释5倍，得到的稀释上清液用电感耦合等离子体光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪检测溶液镉含量；

e、数据统计评价

步骤d得到的检测结果采用现有软件sigmaplot10.0进行统计制图，运用聚类分析、相关性分析、三因素方差分析与单因素方差分析方法进行数据比对评价，从而筛选得到镉低吸收品种叶菜，具体实施结果参见试验实施例1-5。

实施例4：快速鉴别叶菜镉低吸收品种的方法

该方法的步骤如下：

a、播种

往育苗盘的每个穴里加入30克基质，平整，使得穴盘格室能清晰可见，每个穴的直径是6.5cm、深度是11cm，育苗盘底部小孔用黑色胶带封住，所述的基质是由椰糠、蛭石与珍珠岩按照重量比7.5：1.2：1.4组成的，它的镉含量为1.0mg/kg，ph为8.0，它含有肥料植物促生菌剂，而没有异味、病原菌和虫卵；接着在每个穴中分别撒播12粒消毒处理的绿宝701菜心、蔬菠8号、纯香油麦菜、嫩绿奶油生菜叶菜种子，加去离子水湿润，再覆盖2.5mm基质，用塑料薄膜覆盖，在播种后第2～3天种子发芽，去掉塑料薄膜，保持湿润、充足光照及良好通风条件；

b、苗期管理

在叶菜种子出苗后，根据光照情况每2天浇一次水，每次每穴加入30ml去离子水，同时保持湿润、充足光照及良好通风条件，在育苗期间，在白天将温室的温度控制在30℃，而在夜间将温室的温度控制在20℃；在白天与夜间将温室的相对湿度控制在72％；

c、收获

在育苗第10天，收割叶菜幼苗可食部位，用蒸馏水洗净，用滤纸吸干，称量其质量，接着在温度60℃下烘干至恒重，烘干至恒重的叶菜幼苗可食部位磨细成粒度为160目的粉状，称量，得到所述叶菜幼苗可食部位的干质量；

d、镉含量测定

称取0.1000g步骤c烘干至恒重叶菜幼苗样品于三角瓶中，放入玻璃珠，加入10ml硝酸与高氯酸按照体积比3:1混合的混合酸，浸泡过夜，接着在温度150℃的条件下加热1.0小时，再在温度180℃的条件下加热0.5小时，然后在温度220℃的条件下加热消解直至冒白烟，得到微黄色的消化液，转移到10ml容量瓶中，用超纯水定容至刻度，混匀，静置，上清液用去离子水稀释5倍，得到的稀释上清液用电感耦合等离子体光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪检测溶液镉含量；

e、数据统计评价

步骤d得到的检测结果采用现有软件ibmspssstatistics21进行统计制图，运用聚类分析、相关性分析、三因素方差分析与单因素方差分析方法进行数据比对评价，从而筛选得到镉低吸收品种叶菜，具体实施结果参见试验实施例1-5。

试验实施例1：

该实施例的实施方式如下：

试验叶类蔬菜品种：

试验叶类蔬菜品种是下述15种京津冀地区设施农业中常见的叶类蔬菜品种：佳园芥蓝、蔬菠1号、绿宝701菜心、特选板叶茼蒿、优选光杆茼蒿、白圆叶苋菜、绿优青梗菜、芝麻菜、红皱、翡翠娃娃生菜、佳园花叶苋菜、速生1号、蔬菠8号、纯香油麦菜、嫩绿奶油生菜。具体编号及相对应品种等信息参见表1。

表1：15种叶类蔬菜品种名称和供应商

试验方法：

田间小区试验于2017年9月-2017年11月于河北青县李家营村设施大棚进行。试验大棚内土壤有机质平均含量23.7g·kg^-1，全氮1.4g·kg^-1，有效磷11.3mg·kg^-1，速效钾103.8mg·kg^-1，土壤ph7.6。供试大棚中土壤总镉含量为0.38mg·kg^-1，依据《温室蔬菜产地环境质量评价标准》(hj333-2006，当土壤ph＞7.5时土壤总镉含量限值为0.4mg·kg^-1)，供试土壤的镉污染水平属于尚清洁等级。大棚内各小区面积统一为15m²(3m宽*5m长)，各叶菜品种处理3次重复。小区内种植密度依据各叶菜种植特点设定。收获期采集各小区4-5株叶菜可食部位样品及对应根区土壤样品经均匀混合后带回实验室。植株样品经称取鲜重后杀青、烘干称干重，研磨，用于植株总镉含量分析；土壤样品经风干过筛后，分析土壤总镉含量。计算得到15种叶菜品种蔬菜tc值差异，其结果参见附图1。附图1列出的结果表明，不同品种叶菜镉累积能力差异显著。15种叶菜品种tc值梯度明显，芝麻菜tc值最大，优选板叶茼蒿最小。

试验实施例2：室内穴盘培养试验

该实施例的实施方式如下：

选取河北省文安县圣基塑料制品厂生产的长度54cm、宽度28cm的穴盘作为育苗盘，其中每个育苗盘有32个穴，每个穴直径为6.5cm，深度为10cm。育苗基质主要成分是由椰糠、蛭石与珍珠岩按照重量比7.0：1.5：1.5组成的。往每个穴中加入30克所述基质，然后使用1n氢氧化钠水溶液将基质的ph值调节至7.5，以模拟我国北方镉污染土壤ph状况。使用1mg·l^-1硝酸镉水溶液将基质镉浓度梯度分别调整为0、0.5、1.0、1.5、2.0mg·kg^-1。静置一周，选择8种叶类蔬菜进行栽培，它们是佳园芥蓝、蔬菠1号、绿宝701菜心、特选板叶茼蒿、优选光杆茼蒿、白圆叶苋菜、绿优青梗菜、芝麻菜。各个品种设置3个重复，设置每6穴为1个重复。每个穴中直播8粒种子，待幼苗长出第3片真叶时进行间苗，留下长势均匀的4～5株幼苗分别培养至第10、15和20天时收获。采用本说明书描述的测定方法测定这些叶菜可食部位镉含量，并计算这些叶菜的tc值，进而通过前述统计方法与该叶菜田间试验数据进行比对拟合。其室内穴盘培养试验结果列于表2中。

由表2列出三因素方差分析结果发现，叶菜品种、培养天数和基质镉含量以及因素间交互作用对叶菜tc值均有显著影响。由对比分析知道，基质镉含量、两因素相互作用以及三个因素相互作用对总变差(平方和ss的总和)的贡献相对有限，其ss值均为0.001。叶菜品种对总变差的贡献最多，是叶菜tc值差异的主导因素，控制着叶菜tc值的绝对水平。

表2：8个叶菜品种tc值的三因素方差分析

*p<0.01时达到显著水平

室内试验叶菜tc值与大田试验tc值比较分析发现，不同基质镉浓度及培养时间下，8种叶菜的tc值均与田间试验条件下tc值呈现出显著相关性。相同育苗天数下随基质镉含量增加相关系数r²值总体呈现出先升高后降低的趋势。当培养时间为10、15、20天时，最大相关系数r²值分别为0.905、0.751、0.639，对应筛选条件分别为培养10天且基质镉含量1.0mg·kg^-1、培养15天且基质镉含量1.5mg·kg^-1、培养20天且基质镉含量1.0mg·kg^-1。综合比较来看，当培养时间为10天，基质镉为1.0mg·kg^-1时，本研究中供试叶菜的tc值与田间试验tc值相关性最好，且该条件下所需培养时间最短(表3，图2)。

表3：不同育苗时间不同基质镉浓度下tc值与田间数据相关性分析r²值

注：田间试验土壤镉浓度0.4mg·kg^-1

为进一步分析该富镉基质方法与田间试验在比较不同叶菜品种累积镉能力方面的可靠性，对8种叶菜tc值进行聚类分析(图3)。由图3知道，培养10天且基质镉含量1.0mg·kg^-1条件下叶菜tc值的聚类分析结果与相应田间试验结果基本一致：在3欧式距离处，8种叶菜对镉的累积能力均分两类，即芝麻菜镉高累积类群，佳园芥蓝、蔬菠1号、绿宝701菜心、特选板叶茼蒿、优选光杆茼蒿、白圆叶苋菜、绿优青梗菜镉低累积类群。而相同分类距离下培养15天且基质镉含量1.5mg·kg^-1和培养20天且基质镉含量1.0mg·kg^-1条件下，8种叶菜镉累积能力则可分为三类。比较来看，培养10天且基质镉含量1.0mg·kg^-1条件下富镉基质方法获得的不同叶菜品种累积镉能力结果与田间结果最为一致。

表4列出8种叶菜tc值进行显著性差异分析发现，培养10天且基质镉含量1.0mg·kg^-1条件下，8个叶菜品种tc值大小顺序与田间试验结果相对一致，特别是芝麻菜和白圆叶苋菜。而培养15天且基质镉含量1.5mg·kg^-1和培养20天且基质镉含量1.0mg·kg^-1条件下，与田间试验中该8个叶菜品种tc值排序比较，只有tc值最大的芝麻菜排序一致。该结果进一步表明，培养10天且基质镉含量1.0mg·kg^-1时该富镉基质能相对较好地反映田间条件下叶类蔬菜对土壤镉的累积能力。

表4：8个叶菜品种对镉迁移系数tc值单因素方差分析

试验实施例3：

为进一步明确该方法的准确性，在上述试验中明确的最佳筛选条件(育苗期为10天，基质外源镉浓度1.0mg·kg^-1)开展验证试验。所用基质、穴盘等条件同上，试验选用9种叶类蔬菜：芝麻菜、红皱、翡翠娃娃生菜、佳园花叶苋菜、速生1号、蔬菠8号、纯香油麦菜、嫩绿奶油生菜、优选光杆茼蒿。培养结束后，收获各处理可食部位鲜样。试验与所选蔬菜前期在田间条件下对土壤镉的富集能力结果作比较，明确该方法的准确性与重现性。

利用上述确定的富镉基质培养方法对另选的9种叶菜富镉能力进行了研究，通过与田间试验中该9种叶菜对镉的富集能力比较，以验证该方法的准确性。基于叶菜tc值的单因素方差分析结果，该9个叶菜品种对镉的tc值与田间试验结果间的大小排序基本一致，特别是芝麻菜、蔬菠8号、红皱、速生1号和优选光杆茼蒿表现出较高的一致性(表5)。聚类分析结果表明，培养10天且基质镉含量1.0mg·kg^-1条件下得到的叶菜tc值数据和田间试验结果的吻合程度高(图4)。富镉基质培养和在田间条件下9个叶菜品种均可划分为两大类群，即高累积类群(芝麻菜)和中低累积类群(红皱、翡翠娃娃生菜、佳园花叶苋菜、速生1号、蔬菠8号、纯香油麦菜、嫩绿奶油生菜、优选光杆茼蒿)。

表5：9个叶菜品种对镉迁移系数tc值单因素方差分析

试验实施例4：

对不同作物累积镉风险的定量预测能更加直观、准确地评估该作物在镉污染农田中的累积风险。本发明将17种叶菜在富镉基质(培养10天，基质镉含量1.0mg·kg^-1)中的镉tc值与其在田间条件下(土壤ph为7.5)获得的镉tc值进行相关分析，发现两者亦呈极显著相关(皮尔森相关系数r＝0.9277，p<0.01，两者间定量关系可用方程：y＝2.0775x-0.0911表示，其中y为田间条件下叶菜tc值，x为富镉基质栽培下叶菜tc值，其结果如图5所示。

利用该方程可进一步定量计算某叶类蔬菜在某镉污染土壤上种植时其可能的镉累积风险，计算方法如下：

田间条件某叶菜镉含量预测值＝田间条件下叶菜tc预测值×污染土壤镉含量；

此外，利用土壤环境质量标准gb15618-2018(土壤ph为7.5时，土壤镉超标限值为0.3mg·kg^-1)及叶菜类农产品镉累积限值(0.2mg·kg^-1fw)计算获得土壤超标情况下叶菜类农产品镉迁移系数tc的最大允许值为0.75，再将其应用于上述方程，可获得本发明中采用的富镉基质中叶类蔬菜的最大允许累积量0.40mg·kg^-1fw，可作为重要的参考值来预测该叶菜品种在该土壤条件下可能的累积风险。