不同品种马铃薯块茎Cd 吸收特征及食用安全性评价

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.03.008

摘要/Abstract

摘要： 在黔西北T、Y两地镉（Cd）污染耕地采用田间试验法，以黔西北主要种植的21个马铃薯品种为研究对象，分析品种与环境的作用效应，探讨不同品种马铃薯块茎Cd吸收特征及其食用安全性，为黔西北马铃薯的安全种植提供参考。结果表明，Y地不同品种马铃薯产量介于3 564.3~15 271.8 kg/hm²，均值为9 200.1 kg/hm²；T地不同品种马铃薯产量介于1 825.9~16 305.6 kg/hm²，均值为6 754.0 kg/hm²；T、Y两地均以转心乌块茎产量最高；品种、环境及品种与环境互作对马铃薯块茎产量均有极显著影响。Y地不同品种马铃薯块茎Cd含量介于0.061~0.153 mg/kg，均值为0.094 mg/kg；T地不同品种马铃薯块茎Cd含量介于0.055~0.111 mg/kg，均值为0.080 mg/kg；品种、环境及品种与环境互作对马铃薯块茎Cd含量均有极显著影响。Y、T两地参试的21个马铃薯品种块茎Cd超标率分别为38.09%、14.29%，两地青薯9号块茎Cd含量均最低。食用安全性评价显示，食用研究区超标马铃薯品种对人体健康风险较小，但结合块茎Cd含量，建议Cd超标马铃薯品种作为工业原料使用更安全。

关键词: 马铃薯, 镉, 品种, 食用安全性评价

Abstract: Field experiments were conducted in Cd‑contaminated farmland in T and Y locations of northwest Guizhou. Twenty one common potato varieties in northwest Guizhou were used as research objects to analyze the effect of varieties and environment，and to explore the Cd absorption characteristics and edible safety of different varieties of potato tubers，in order to provide practical reference for the safe planting of potatoes in northwest Guizhou. The results showed that the yield of different potato varieties in Y location ranged from 3 564.3 kg/ha to 15 271.8 kg/ha，with an average of 9 200.1 kg/ha.The yield of different potato varieties in T location ranged from 1 825.9 kg/ha to 16 305.6 kg/ha，with an average of 6 754.0 kg/ha. Zhuanxinwu in T and Y locations had the highest potato tuber yield.Variety，environment and their interaction had significant effects on potato tuber yield.The Cd content in tubers of different potato varieties in Y location ranged from 0.061 to 0.153 mg/kg，with an average of 0.094 mg/kg.The Cd content in tubers of different potato varieties in T location ranged from 0.055 to 0.111 mg/kg，with an average of 0.080 mg/kg.Variety，environment and their interaction had significant effects on Cd content in potato tubers.The standard exceeding rates of Cd in 21 potato varieties tested in Y and T locations were 38.09% and 14.29%，respectively.The Cd content in tubers of Qingshu 9 was the lowest in both Y and T.The edible safety evaluation showed that eating Cd‑excessive potato varieties had less risk to human health，but considering the Cd content in tubers，it is suggested that the varieties of potato with excessive Cd content should be used as industrial raw materials more safely.

Key words: Potato, Cadmium, Variety, Edible safety evaluation

中图分类号:

S513

柴冠群, 周礼兴, 王丽, 刘桂华, 秦松, 曹艳, 范成五. 不同品种马铃薯块茎Cd 吸收特征及食用安全性评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 73-81.

CHAI Guanqun, ZHOU Lixing, WANG Li, LIU Guihua, QIN Song, CAO Yan, FAN Chengwu. The Cd Absorption Characteristics and Edible Safety Evaluation of Different Varieties of Potato Tubers[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2023, 52(3): 73-81.

参考文献

［1］欧阳燕莎，刘爱玉，李瑞莲.镉对作物的影响及作物对镉毒害响应研究进展［J］.作物研究，2016，30（1）：105‑110.
OUYANG Y S，LIU A Y，LI R L.Research progress on effects of cadmium on cropsand the response of crops to cadmium［J］.Crop Research，2016，30（1）：105‑110.
［2］王旭莲，刘鸿雁，周显勇，等.地质高背景区马铃薯安全生产的土壤镉风险阈值［J］.农业环境科学学报，2021，40（2）：355‑363.
WANG X L，LIU H Y，ZHOU X Y，et al.Risk threshold for soil cadmium，based on potato quality in a high geological background area［J］.Journal of Agro‑Environment Science，2021，40（2）：355‑363.
［3］柴冠群，刘桂华，罗沐欣键，等.叶面喷施聚磷酸铵对辣椒产量、品质及吸收转运Cd的影响［J］.河南农业科学，2022，51（8）：107‑116.
CHAI G Q，LIU G H，LUO M X J，et al.Effects of spraying ammonium polyphosphate on yield，quality，absorption and transport of Cd in pepper［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2022，51（8）：107‑116.
［4］黄芳，辜娇峰，周航，等.不同马铃薯品种对Cd、Pb吸收累积的差异［J］.水土保持学报，2019，33（6）：370‑376.
HUANG F，GU J F，ZHOU H，et al.Differences of cadmium and lead absorption and accumulation in different potato varieties［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2019，33（6）：370‑376.
［5］贡丹敏，蔡林志，丁仁，等.钾肥种类对马铃薯生长和镉吸收积累的影响［J］.园艺学报，2022，33（11）：1‑12.
GONG D M，CAI L Z，DING R，et al.Effects of different potassium fertilizers on growth and absorption and accumulation of mineral elements and cadmium in potato［J］.Acta Horticulturae Sinica，2022，33（11）：1‑12.
［6］罗其友，高明杰，刘子萱，等.2020年中国马铃薯产业发展形势分析［C］//马铃薯产业与绿色发展. 哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2021：15‑18.
LUO Q Y，GAO M J，LIU Z X，et al.Analysis on development situation of chinese potato industry in 2020［C］//Potato Industry and Green Development. Harbin：Heilongjiang Science and Technology Press，2021：15‑18.
［7］王秋艳.碳酸盐岩风化成土过程中重金属迁移富集特征及环境风险评估［D］.贵阳：贵州大学，2021.
WANG Q Y.Study on the characteristics of heavy metal migration and enrichment and environmental risk assessment during the weathering of carbonate rocks［D］.Guiyang：Guizhou University，2021.

［8］蔡大为，李龙波，蒋国才，等.贵州耕地主要元素地球化学背景值统计与分析［J］.贵州地质，2020，37（3）：233‑239.

CAI D W，LI L B，JIANG G C，et al.Statistics and analysis of geochemical backgrounds of main elements of cultivated land in Guizhou Province［J］.Guizhou Geology，2020，37（3）：233‑239.
［9］刘方，王金凤，朱健，等.地质条件制约对喀斯特区域土壤Cd累积及空间分布的影响［J］.贵州大学学报（自然科学版），2021，38（3）：10‑16.
LIU F，WANG J F，ZHU J，et al.The influence of geological conditions on accumulation and spatial distribution of soil Cd in Karst area［J］.Journal of Guizhou University（Natural Sciences），2021，38（3）：10‑16.
［10］生态环境部.土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）：GB 15618—2018［S］.北京：中国环境科学出版社，2018：1‑7.
Ministry of Ecological Environment of the People’s Republic of China. Soil environmental quality—Risk control standard for soil contamination of agricultural land（trial）：GB 15618—2018［S］.Beijing：China Environmental Science Press，2018：1‑7.
［11］罗国飞，张清海，孙大利，等.贵州喀斯特地质背景异常区农产品中氟镉暴露水平及健康风险评估［J］.地球与环境，2022，50（5）：655‑665.
LUO G F，ZHANG Q H，SUN D L，et al.Exposure level and health risk assessment of cadmium and fluoride in agricultural products at abnormal Karst background area in Guizhou Province［J］.Earth and Environment，2022，50（5）：655‑665.
［12］赵婷婷，王春丽，赵秀兰.不同磷肥对水稻根表铁膜及砷镉吸收的影响：以石灰岩黄壤性水稻土为例［J］.中国环境科学，2021，41（1）：297‑306.
ZHAO T T，WANG C L，ZHAO X L.Effects of different phosphate fertilizers on iron plaque amount on root surface and arsenic and cadmium uptake by rice grown in a limestone yellow loamy paddy soil［J］.China Environmental Science，2021，41（1）：297‑306.
［13］章明奎，倪中应，沈倩.农作物重金属污染的生理阻控研究进展［J］.环境污染与防治，2017，39（1）：96‑101.
ZHANG M K，NI Z Y，SHEN Q.Research progress on physiological control of heavy metal pollution in crops［J］.Environmental Pollution & Control，2017，39（1）：96‑101.
［14］HE B Y，YU D P，CHEN Y，et al.Use of low‑calcium cultivars to reduce cadmium uptake and accumulation in edible amaranth（Amaranthus mangostanus L.）［J］.Chemosphere，2017，171：588‑594.
［15］张蕾，吴隆坤，李博骞，等.农作物镉积累的品种差异及其机理研究进展［J］.北方园艺，2017（2）：184‑190.
ZHANG L，WU L K，LI B Q，et al.Research progress on difference of Cd accumulating pattern and its mechanism among crop varieties［J］.Northern Horticulture，2017（2）：184‑190.
［16］冯亚娟，黄议漫，余海英，等.籽粒镉低积累小麦材料的筛选及稳定性分析［J］.麦类作物学报，2021，41（7）：842‑850.
FENG Y J，HUANG Y M，YU H Y，et al.Screening of wheat materials with low cadmium accumulation in grains and characteristics of cadmium accumulation［J］.Journal of Triticeae Crops，2021，41（7）：842‑850.
［17］鲍士旦.土壤农化分析［M］.3版. 北京：中国农业出版社，2000.
BAO S D.Agrochemical analysis of soil［M］.3rd ed.Beijing：China Agriculture Press，2000.
［18］柴冠群，刘桂华，周玮，等.贵州乌蒙山区设施土壤重金属污染风险评估与来源解析［J］.中国农业科技导报，2022，24（8）：144‑153.
CHAI G Q，LIU G H，ZHOU W，et al.Evaluation of pollution risk and source analysis of heavy metals in greenhouse soils in Wumeng Mountain area，Guizhou Province［J］.Journal of Agricultural Science and Technology，2022，24（8）：144‑153.
［19］环境保护部.土壤8种有效态元素的测定二乙烯三胺五乙酸浸提-电感耦合等离子体发射光谱法：HJ 804—2016［S］.北京：中国环境科学出版社，2016：1‑11.
Ministry of Environmental Protection of the People’s Republic of China. Soil—Determination of bioavailable form of eight elements—Extraction with buffered DTPA solution/inductively coupled plasma optical emission spectrometry：HJ 804—2016［S］.Beijing：China Environmental Science Press，2016：1‑11.
［20］中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准食品中多元素的测定：GB5009. 268—2016［S］.北京：中国标准出版社，2016：1‑16.
National Health and Family Planning Commission of the People’s Republic of China. National standards for food safety—Determination of multiple elements in food：GB 5009. 268—2016［S］.Beijing：Standards Press of China，2016：1‑16.
［21］中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准食品中污染物限量：GB 2762—2017［S］.北京：中国标准出版社，2017：1‑19.
National Health and Family Planning Commission of The People’s Republic of China，the State Food and Drug Administration.National food safety standards—The limit of pollutants in food：GB 2762—2017［S］.Beijing：Standards Press of China，2017：1‑19.
［22］秦冉，龚思同，娄飞，等.基于多目标重金属元素筛选低累积芸豆品种［J］.农业环境科学学报，2021，40（12）：2704‑2714.
QIN R，GONG S T，LOU F，et al.Screening of kidney bean varieties showing low heavy metal‑accumulation ability based on multi‑objective heavy metal elements［J］.Journal of Agro‑Environment Science，2021，40（12）：2704‑2714.
［23］柴冠群，杨娇娇，范成五，等.镉高地质背景区设施栽培对土壤与蔬菜镉积累的影响［J］.土壤通报，2020，51（6）：1489‑1495.
CHAI G Q，YANG J J，FAN C W，et al.Impact of greenhouse cultivation on the accumulation of cadmium in soils and vegetables from an area with a high geochemical background of cadmium［J］.Chinese Journal of Soil Science，2020，51（6）：1489‑1495.
［24］张建，杨瑞东，陈蓉，等.贵州喀斯特地区土壤-辣椒体系重金属元素的生物迁移积累特征［J］.食品科学，2017，38（21）：175‑181.
ZHANG J， YANG R D， CHEN R， et al.Bioconcentration of heavy metals in soil‑Capsicum annuum L.system in Karst areas of Guizhou Province［J］.Food Science，2017，38（21）：175‑181.
［25］王大州，林剑，王大霞，等.根际土-辣椒系统中重金属的分布及食物安全风险评价［J］.地球与环境，2014，42（4）：546‑549.
WANG D Z，LIN J，WANG D X，et al.Distribution of heavy metals in the rhizospheric soil‑capsicum system and risk assessment［J］.Earth and Environment，2014，42（4）：546‑549.
［26］孙宪印，米勇，王超，等.基因型和环境及其互作效应对旱肥地小麦产量性状的影响［J］.分子植物育种，2021，19（17）：5899‑5908.
SUN X Y，MI Y，WANG C，et al.Effect of genotype and genotype environment interaction on yield characters of wheat varieties in dry manure land［J］.Molecular Plant Breeding，2021，19（17）：5899‑5908.
［27］张彦威，张军，徐冉，等.籽粒有毒重金属低富集大豆品种筛选及与环境作用效应分析［J］.大豆科学，2019，38（6）：839‑846.
ZHANG Y W，ZHANG J，XU R，et al.Screening of low enriched soybean varieties with toxic heavy metals and
the interaction with the environment［J］.Soybean Science，2019，38（6）：839‑846.
［28］张毅.我国冬油菜区域试验品种的高产稳产和适应性分析［J］.中国油料作物学报，2018，40（3）：359‑366.
ZHANG Y.Evaluation of yield stability and adaptability of varieties in nationalwinter rapeseed regional trials in the lower reaches of Yangtze River Valley［J］.Chinese Journal of Oil Crop Sciences，2018，40（3）：359‑366.
［29］CHEN Z F，ZHAO Y，GU L，et al.Accumulation and localization of cadmium in potato（Solanum tuberosum）under different soil Cd levels［J］.Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology，2014，92：745‑751.

[1]	谢世兴, 蒋超, 赵冰欣, 董晓旭, 栗慧, 卢海博, 赵海超, 刘松涛, 魏东, 黄智鸿. 冀西北寒旱区不同鲜食玉米品种秸秆饲用品质特性研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 32-40.
[2]	任志超, 李想, 李先锋, 毋丽丽, 王景, 彭志良, 刘国顺, 殷全玉. 生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 105-115.
[3]	李敏, 郭雷风, 王瑞利. 无人机遥感在马铃薯田间表型研究中的应用[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 24-32.
[4]	郭梦露, 李建奇, 鲁豫. 植物激素与螯合剂复合处理对镉胁迫下马齿苋发育和修复效果的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 102-109.
[5]	柴冠群, 隋岩峰, 杨帆, 秦松, 范成五. 叶面喷施Na2SiO3 对朝天椒产量、品质与Cd 吸收累积的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 109-116.
[6]	柴冠群, 周礼兴, 秦松, 范成五, 刘桂华, 王丽, 蒋亚. 黔西北镉污染耕地安全生产四季豆品种筛选[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 51-60.
[7]	张秀锦, 张容慧, 蔡景行, 王国坤, 柴冠群, 黄承玲, 范成五. 镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 61-69.
[8]	冯康, 杨园园, 刘琼, 程岚, 郝浩浩, 王平平, 金维环, 郭红祥. 烟草NtCCX2基因的克隆与表达分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 52-60.
[9]	柴冠群, 杨娇娇, 王丽, 刘桂华, 罗沐欣键, 秦松, 范成五. 活化磷矿粉对土壤镉形态转化和辣椒镉吸收的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 91-98.
[10]	杨忠亮, 徐怀友, 侯玉兵, 张瑞, 雷秀娟, 王英平. 人参新品种福星牛性状观测及SSR 分子鉴定[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 56-63.
[11]	柳雪, 王西娜, 李雪芳, 郝雯悦, 霍庆柱, 谭军利. 氯盐品种及其浓度对西瓜生长与根系活力的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 118-126.
[12]	辛玉杰, 刘继红, 冯丹, 赵光华, 裴金花, 尹海燕, 王允, 王红旗, 刘冬梅, 曹成, 王俊艳, 郑嘉, 曹颖妮. 2017—2021 年河南省小麦区域试验品种（系）的品质性状分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(2): 31-37.
[13]	唐芬芬, 杨伟克, 谢昆, 张祖芸, 李娜. 马铃薯块茎蛾取食胁迫下马铃薯根际土壤微生物代谢功能多样性变化[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 104-112.
[14]	杨金初, 童治军, 李萌, 赵旭, 徐永明, 冯颖杰, 杨宗灿, 曲鹏, 李悦, 孙九喆, 张轲. 基于SNP 标记的4 个品种复烤烟叶鉴别研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 174-180.
[15]	张盼盼, 乔江方, 李川, 张美微, 牛军, 何佳雯. 叶面喷锌时期对不同夏玉米品种植株微量元素含量及分配的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(1): 11-23.