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user: 3. 结果与分析 3.1. 黄瓜对镉胁迫的响应及果实镉含量水平分析 试验表明，在土壤镉背景值0.78 mg/kg、1.46 mg/kg、2.12 mg/kg条件下，不同黄瓜品种低节位果实镉含量变幅分别为0.0071~0.0217 mg/kg、0.0164~0.0383 mg/kg、0.0200~0.0495 mg/kg，9个参试黄瓜品种低节位果实的镉含量均低于0.05 mg/kg的国家标准。由表1可知，在土壤镉背景值0.78 mg/kg、1.46 mg/kg、2.12 mg/kg时，黄瓜低节位果实平均镉含量分别为0.0133 mg/kg、0.0271 mg/kg、0.0320 mg/kg，表明黄瓜果实镉含量随着土壤镉背景值的提高而增加。进一步的相关与回归分析表明，土壤镉背景值与黄瓜果实镉含量平均值之间存在极显著的正相关关系(r = 0.9949 ** ， P = 0.01)，但不同品种存在一定的差异，其中：津优48号、蔬研五号、浏阳白黄瓜、津优35号呈极显著正相关，蔬研翠玉、湘园一号、蔬研十号、蔬研白绿呈显著正相关，蔬研四号未达显著水平。根据直线回归方程，可以估算出黄瓜果实镉安全水平(镉含量 ≤ 0.05 mg/kg)下的土壤镉临界值，而达到显著相关水平的8个黄瓜品种的土壤镉临界值在2.6593~4.3021 mg/kg之间，黄瓜品种对镉适应能力排序为：津优48号 > 蔬研五号 > 蔬研翠玉 > 津优35号 > 浏阳白黄瓜 > 蔬研十号 > 蔬研白绿 > 湘园一号。本试验黄瓜果实镉含量最大值为0.0495 mg/kg，是湘园一号品种在土壤镉背景2.12 mg/kg时出现的，如果镉水平继续提高到2.6593 mg/kg的土壤镉临界值，其低节位果实的镉含量可能会存在超标风险。因此，生产上应根据土壤的污染程度选择不同镉适应能力的品种，建议适应结构调整的土壤镉含量在3 mg/kg左右。 方差分析表明，在土壤镉背景0.78 mg/kg时不同品种间黄瓜果实镉含量差异显著(P = 0.05)，而1.46 mg/kg时不同品种间无显著差异(土壤镉含量2.12 mg/kg时因4个小区缺少检测数据而未作方差分析)。采用Excel的TDIST函数计算的两尾概率值与显著水平0.05和0.01比较表明：在土壤镉背景0.78 mg/kg条件下，蔬研白绿与浏阳白黄瓜、津优48号，以及蔬研五号与浏阳白黄瓜间的果实镉含量差异极显著；蔬研白绿与蔬研四号、津优35号、蔬研十号，以及蔬研五号与津优48号品种间的差异达显著水平，其它品种间无显著差异(详见表2)。进一步的相关分析表明，在土壤镉背景0.78 mg/kg时不同黄瓜品种果实镉含量与1.46 mg/kg土壤镉背景下果实镉含量增加值之间存在显著的负相关关系(r = −0.6803 * ， P = 0.05)，说明随着镉胁迫水平的提高，吸镉能力较强的黄瓜品种产生了较大的镉抗拒能力或镉适应能力。 3.2. 黄瓜不同节位果实镉含量差异分析 试验表明，在土壤镉背景2.12 mg/kg的条件下，津优35号、津优48号、蔬研白绿三个品种的第7~8节位黄瓜果实镉含量较第3~4节位分别降低了62.95%、44.7%和41.07%。T检验表明，第3~4节位与第 Table 1 The average and safe level of cadmium content in cucumber fruits under different soil backgrounds (mg/kg 品种 土壤背景1 (0.78 mg/kg) 土壤背景2 (1.46 mg/kg) 土壤背景3 (2.12 mg/kg) 直线回归方程 相关系数 土壤镉临界估算 津优48号 0.0167 0.0218 0.0295 y = 0.0096x + 0.0087 0.9919 ** 4.3021 蔬研翠玉 0.0127 0.0283 0.0318 1 ） y = 0.0143x + 0.0034 0.9420 * 3.2587 湘园一号 0.0128 0.0342 0.0371 y = 0.0182x + 0.0016 0.9184 * 2.6593 蔬研四号 0.0149 0.0271 0.0247 y = 0.0074x + 0.0115 0.7644 5.2027 蔬研十号 0.0141 0.0298 0.0345 y = 0.0153x + 0.004 0.9573 * 3.0065 蔬研五号 0.0094 0.0225 0.0267 1 ） y = 0.013x + 0.0007 0.9603 ** 3.7923 蔬研白绿 0.0078 0.0296 0.0328 y = 0.0187x − 0.0038 0.9217 * 2.8770 浏阳白黄瓜 0.0176 0.0281 0.0363 y = 0.0139x + 0.0071 0.9980 ** 3.0863 津优35号 0.0142 0.0226 0.0342 y = 0.0149x + 0.002 0.9949 ** 3.2215 平均 0.0133 0.0271 0.0320 y = 0.0139x + 0.0039 0.9949 ** 3.3165 表1. 不同土壤背景下黄瓜果实镉含量平均值及安全水平土壤镉临界值分析表(mg/kg) 1) 其中两个区组缺检测数据。 * 表示显著相关(P = 0.05)； ** 表示极显著相关(P = 0.01)。 Table 2 Two-tailed probability value and multiple comparison table (LSD method 品种 浏阳白黄瓜 津优48号 蔬研四号 津优35号 蔬研十号 湘园一号 蔬研翠玉 蔬研五号 蔬研白绿 果实镉含量 0.0176 0.0167 0.0149 0.0142 0.0141 0.0128 0.0127 0.0094 0.0078 蔬研白绿 0.0078 0.0021 ** 0.0045 ** 0.0182 * 0.0300 * 0.0323 * 0.0835 0.0894 0.5742 蔬研五号 0.0094 0.0070 ** 0.0148 * 0.0563 0.0894 0.0956 0.2216 0.2348 蔬研翠玉 0.0127 0.0817 0.1540 0.4226 0.5742 0.5992 0.9706 湘园一号 0.0128 0.0874 0.1639 0.4436 0.5992 0.6247 蔬研十号 0.0141 0.2048 0.3512 0.7779 0.9706 津优35号 0.0142 0.2173 0.3698 0.8062 蔬研四号 0.0149 0.3160 0.5103 津优48号 0.0167 0.7224 浏阳白黄瓜 0.0176 表2. TDIST函数两尾概率值与多重比较表(LSD法) * 表示显著相关(P = 0.05)； ** 表示极显著相关(P = 0.01)。 7~8节位黄瓜果实镉含量存在极显著差异(P = 0.01)，说明黄瓜中上部果实的镉安全水平较下部果实显著提高(详见表3)。 3.3. 纳米生态阻镉剂对黄瓜果实的降镉效果 在土壤镉背景2.12 mg/kg的条件下，黄瓜施用纳米生态阻镉剂40 kg/667m 2 ，较未施纳米生态阻镉剂相比，津优35号、津优48号、蔬研白绿的第7~8节位果实镉含量分别降低了15.55%、9.98%、13.61% (表4)。T检验表明，纳米生态阻镉剂对黄瓜第7~8节位果实的降镉效果未达明显水平。 3.4. 高镉土壤环境对黄瓜生长发育的影响 湖南4~6月为梅雨季节，本试验期间雨水充足，日照率50%左右，属正常气候条件。土壤镉背景2.12 mg/kg属重污染水平，在株洲近郊及部分区域占有一定的面积。相关研究表明，镉毒害造成黄瓜叶片变小、失绿，严重抑制黄瓜植株的生长(冯建鹏，2009；吴佳文和宫海军，2013)。本试验在大田高镉背景土壤环境下进行，但黄瓜生长发育正常，从苗期到生长盛期，从营养生长到生殖生长，均未表现出明显的镉毒害症状(详见图1)。 3.5. 黄瓜镉安全性评价 根据国家《土壤环境质量标准》GB 15618-1995，土壤镉含量为0.6~1.0 mg/kg时属重度污染水平。湖南省将镉含量大于1.0 mg/kg的土壤列为结构调整农田区域。本试验选用了0.78 mg/kg、1.46 mg/kg、2.12 mg/kg三个递度的镉污染农田土壤，并在自然生产条件下进行试验和取样检测，方差分析中各重复间的F值非常小，说明土壤中镉分布均匀，因此，其试验结果应该能够真实反映和评估黄瓜的抗镉污染能力和黄瓜果实的镉安全水平。试验结果表明，低节位黄瓜果实的镉含量虽然明显高于中上部，所有检测样品的最高镉含量为0.0495 mg/kg，仍低于0.05 mg/kg的中国绿色食品标准；且黄瓜的生长发育正常。说明黄瓜具有低镉吸收积累特性和很强的抗镉污染能力，其食用果实具有很高的镉安全水平，可以作为结构调整中的主要蔬菜作物。 Table 3 The results and analysis of cadmium content in different node of cucumbe 品种 第3~4节位果实镉含量(mg/kg) 第7~8节位果实镉含量(mg/kg) 第7~8节位较第3~4节位黄瓜镉含量±% Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均 津优48号 0.0339 0.0278 0.0269 0.0295 0.017 0.017 0.015 0.0163 −44.70 蔬研白绿 0.0249 0.031 0.0425 0.0328 0.020 0.021 0.017 0.0193 −41.07 津优35号 0.0371 0.0262 0.0393 0.0342 0.016 0.010 0.012 0.0127 −62.95 平均 0.0320 0.0283 0.0362 0.0322 0.0177 0.016 0.0147 0.0161 −49.94 表3. 黄瓜不同节位果实镉含量检测结果及分析表 Table 4 Effects of applying nano-eco-impedance cadmium on cucumber noses 7 - 8 (mg/kg 品种 施用纳米生态阻镉剂 未施用 施用纳米生态阻镉剂较未施用±% 津优48号 0.0147 0.0163 −9.98 蔬研白绿 0.0167 0.0193 −13.61 津优35号 0.0107 0.0127 −15.55 平均 0.0140 0.0161 表4. 施用纳米生态阻镉剂对黄瓜第7~8节位果实镉含量的影响(mg/kg) 图1. 在2.12 mg/kg土壤镉背景下黄瓜大田生长发育情况(左图为苗期，阴天拍摄；右图为结果期，晴天拍摄)