苦荞采用田间小区模式

以贵州省毕节市7个本地苦荞品种为供试对象，苦荞采用田间小区模式，低镉研究受Cd污染的积累及富集转农用地上，不同品种苦荞植株对Cd的品种积累能力差异，探讨苦荞不同部位对Cd的筛选富集转运能力，筛选出低Cd积累品种并分析其应用前景。运特结果表明，征分(1)7个苦荞品种根部与籽粒两个部位Cd含量存在显著性差异，苦荞根部表现在黔苦4号(2.31 mg/kg)与黔苦6号(1.41 mg/kg)差异显著，低镉籽粒表现在黔苦2号(0.22 mg/kg)与黔苦3号(0.12 mg/kg)差异显著;(2)Cd在苦荞不同部位富集能力表现出叶>茎≈根>颖壳>籽粒的积累及富集转特征，苦荞主要将Cd积累在根、品种茎、筛选叶部位，运特籽粒对Cd的征分富集转运能力较低;(3)7个苦荞品种地上部分富集系数与转运系数皆小于1，其中黔黑苦1号与黔苦3号籽粒Cd浓度为0.12 mg/kg，苦荞植株、籽粒Cd积累量的系统聚类分析将其列为较低值类品种，可推选为低Cd积累品种;(4)低Cd积累苦荞品种的筛选对威宁Cd污染土壤的安全利用具有重要意义，供试7个苦荞品种籽粒Cd超标率为100%，当地部门应关注苦荞Cd超标问题，加强选育适宜该地区种植的低Cd积累苦荞品种。

据2014年全国土壤污染调查公报显示，我国耕地土壤点位超标率达19.4%，其中Cd点位超标最为严重，高达7.0%。Cd具有极高的生物积累性、环境毒性、移动性及持久性，可导致作物受到污染，通过食物链转移至人体，给我国耕地作物安全生产和人体健康带来潜在风险。威宁县位于贵州省黔西北，矿产资源丰富，受土法炼锌、水肥管理不当及Cd地质高背景多重因素叠加，该区域受Cd污染严重。全县马铃薯产地土壤平均Cd含量为2.19 mg/kg，超过土壤Cd污染筛选值7.3倍;Zhang等采集威宁全县54个马铃薯样品，其中有44个马铃薯样品块茎Cd含量超标，彭益书采集赫章、威宁土法炼锌堆场周边马铃薯共7个样品，7个马铃薯块茎Cd含量全部超标。目前关于当地受Cd污染土壤上马铃薯食用安全的研究报道较多，缺少对其他粮食、特色农产品受Cd污染情况的文献报道。

研究表明，植物的种间及种内皆表现出对Cd的积累能力差异，这为低积累作物品种筛选工作提供了依据，低积累作物品种替代种植是实现耕地重金属污染治理的有效途径，已成为该领域的研究热点。威宁是贵州省玉米、马铃薯的重要产地，也是中国苦荞的主要产地。目前已有大量关于玉米、马铃薯低Cd积累品种的文献报道，为威宁玉米、马铃薯的安全生产技术提供参考。苦荞麦(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)，学名鞑靼荞麦，是我国重要的杂粮作物，有较高的营养、保健、药用、观赏等价值，常年栽培面积为100～150万公顷。然而苦荞低Cd积累品种筛选及积累分布特征方面的研究尚未见报道。为此，本文选择苦荞主要分布区贵州威宁县7个当地苦荞品种作为供试材料，研究不同品种苦荞植株对Cd的富集转运特征，分析当地苦荞受Cd污染情况，探讨低Cd积累苦荞品种的应用前景，为区域荞麦安全生产和受污染耕地的安全利用提供依据。

1材料与方法

1.1供试材料

试验于2020年在贵州省毕节市威宁县农业科学研究所实验基地进行，地理位置在北纬26°86'93″，东经104°26'40″。试验地海拔2 200 m，属亚热带季风性湿润气候，无霜期180 d，年降雨量926mm，夏季平均气温18℃，年日照时数1 812 h。供试土壤为威宁县农业科学研究所实验基地内土壤，肥力中上等，前种大白菜，土壤基本理化性质如表1所示。

供试苦荞为毕节市主推的7个苦荞品种，分别是黔黑苦1号、黔苦2号、黔苦3号、黔苦4号、黔苦5号、黔苦6号及黔苦7号，由贵州省威宁县农业科学研究所提供，供试苦荞品种基本信息见表2。

1.2试验设计

试验为大田小区试验，小区面积为15 m2(5 m×3 m)，品种间、重复间均留50 cm走道。每个品种设置3个重复，共21个小区。试验期间的耕作管理方式和底肥使用与当地一致，底肥使用圈肥、人粪尿、煤灰加钙镁磷肥拌匀，按每公顷施肥12 t。于2020年8月初采用条播方式播种，播种量为4 kg/667 m2，扬花期进行一次中耕，按品种成熟期分别收获。

1.3样品采集与保存

土壤样品:苦荞播种前，采用蛇形多点采样法对供试土壤表层(0～20 cm)进行采样，混合后作为一个土壤样品测定基本理化性质。待苦荞收割完毕，对同一小区采用五点法采集土壤表层(0～20cm)组成混合样，共21个土壤样品。土样置于室内自然风干，采用四分法取部分土样进行研磨，分别过10目和100目筛后用于测定。

苦荞样品:待苦荞成熟后，每个小区随机采集4株苦荞组成混合样，使用超纯水反复清洗后，将植株分为根、茎、叶、谷粒四个部分于105℃杀青2 h，置于70℃烘箱烘干后，谷粒去壳。分根、茎、叶、颖壳、籽粒五个部分，使用不锈钢植物粉碎机粉碎后用于测定。

1.4测定方法

土壤pH、有机质的测定方法参照《土壤农化分析》。土壤Cd全量采用三酸(硝酸、氢氟酸、高氯酸)-高压密闭消解法-电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES-7400)测定，使用土壤标准物质(GBW 07429)进行质控，标准物质中Cd回收率在95%～105%以内，符合元素分析质量控制要求，每个样品设置一个平行，平行误差控制在5%以内，同时，全程做空白实验。土壤Cd有效态提取方法参照《土壤质量有效态铅和镉的测定原子吸收法》(GB/T 23739)。

苦荞植物样品各部位中Cd含量采用HNO3-全自动石墨消解仪-电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES-7400)测定。采用标准物质(GBW10048)进行质控，标准物质中Cd含量的平均回收率在95%～105%，符合元素分析质量控制要求，每个样品设置一个平行，平行误差控制在5%以内，同时全程做空白实验。实验中涉及的标准物质回收情况如表3所示。

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