CN105474950A - 一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法 - Google Patents

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杨肖娥
罗伟君
唐琳
刘娣
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Abstract

本发明公开了一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法，包括以下步骤：(1)筛选确定小白菜的品种；(2)对小白菜种子进行催芽处理，育苗，得到小白菜苗；(3)小白菜苗移栽至大田培育，在收获前对移栽大田的小白菜喷施锌盐溶液若干次。本发明筛选得到丰邦四月白，应用上述方法短期内培育出锌含量高、生物利用度高的小白菜，利用农艺措施途径提高小白菜锌含量，没有改变人体的膳食结构，易被人群接受；与常规方法相比，本发明培育的小白菜镉含量低。

Description

一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法
技术领域
本发明涉及蔬菜培育技术领域，具体涉及一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法。
背景技术
镉是一种具有极高生物毒性的重金属元素，在环境系统中迁移极为活跃，已被联合国环境规划署、世界卫生组织和美国农业委员会等列为优先关注污染物之一。镉通过土壤-植物-(动物)-人类的食物链进入人体，从而引发了人类的一系列疾病。所以，植物可食部的镉含量直接关系着人类的健康。不同植物对环境中镉的积累有较大差异，降低作物可食部镉积累是农业及环境科学界一项艰巨并意义深远的任务。
锌是人体健康必需微量元素之一。人体内约含有200多种含锌酶，这些酶在参与组织呼吸、能量代谢及抗氧化过程中发挥重要作用。锌参与促黄体激素、促卵泡激素、促性腺激素等有关内分泌激素的代谢，对胎儿生长发育、促进性器官和性功能发育具有重要调节作用。
缺锌可引起食欲减退，生长发育停滞，儿童长期缺锌可导致侏儒症。成人长期缺锌可导致患皮肤病变、智力发育迟缓、免疫功能降低等疾病现象。目前，全球人体锌缺乏状况十分严重。调查显示世界上三分之一的人口缺锌，妇女、儿童缺锌问题尤为严重。我国主要粮食作物水稻的锌含量很低，不能满足人体推荐每日锌摄取量(成人：15Zn/d)，叶菜类如小白菜的锌含量较高，可作为锌的良好来源。小白菜基因型对锌富集有重要影响，可通过品种筛选挖掘高锌的小白菜基因型。
生物强化是在不改变人群传统饮食习惯的情况下，通过调控作物生长过程，提高作物中锌含量及生物可利用锌总量来满足人体对锌营养的需求。公布号为CN103416220A的专利文献公开了一种富锌金针菇工厂化栽培方法，其栽培原料配方及各组分占比：玉米芯粉35-40％、麦麸皮40-50％、豆饼粉8-10％、玉米粉3-5％、石膏粉1-2％、锌化合物0.3-0.5％。锌化合物是指硫酸锌或硝酸锌或氯化锌或乙酸锌中的一种或一种以上的混合物。采用该方法，生产的富锌金针菇锌的相对生物利用率是ZnSO4的190-201％，产品达到绿色食品标准。
施用锌肥被看作是一种改善作物中缺乏锌问题的经济有效办法，其中多以土施用为主。而叶面锌肥相比土壤施用锌肥具有吸收快、用量省等特点。目前，叶面施用锌肥对作物锌富集的促进作用已有报道。但施用锌肥的研究多集中在对作物可食部的锌含量的影响方面，对作物可食部的生物可利用锌总量的研究较少。食物中的许多营养物质及其他化合物能够在肠道形成复合物，从而影响锌的吸收，比如植物中的植酸，它能够与锌元素结合，形成化合物，使得人体无法正常吸收，
综上所述，通过育种或栽培手段培育出高富集锌又能高效被人体吸收的作物将是一种提高人群锌摄入量有效的手段，同时选育的小白菜要满足镉低积累的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法，利用该方法可在短期内培育出锌高富集且生物利用度高的小白菜。
一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法，包括以下步骤：
(1)筛选确定小白菜的品种；
(2)对小白菜种子进行催芽处理，育苗，得到小白菜苗；
(3)小白菜苗移栽至大田培育，在收获前对移栽大田的小白菜喷施锌盐溶液若干次。
本发明对全国各地搜集的60多种小白菜进行筛选鉴定，分别检测锌、镉含量，得到丰邦四月白为锌含量高、镉含量低的品种，其中锌含量83.79mg/kg、镉含量0.06mg/kg。该品种抗热性、耐寒性、抗病性、抗抽薹性优，生长周期短，产量与常规品种相近，而且丰邦四月白锌的生物利用度高，作为优选，小白菜品种为丰邦四月白。
研究证明，丰邦四月白具备强富集锌的能力，因此在丰邦四月白培育过程中施加锌盐溶液进行生物强化。
为了提高丰邦四月白种子的成活率，作为优选，所述丰邦四月白种子在催芽前先进行消毒。更为优选的，采用浓度为5～10％的次氯酸钠消毒3～8min，或是双氧水原液浸泡30～60min，消毒后清水洗净。
光照、温度、水分、空气等条件均是影响种子育苗的因素，作为优选，所述育苗包括：将催芽后的小白菜种子播种在基质上，利用蒸馏水培育，培育的条件为：每天12小时光照培育，光强为700～800μmolm-2s-1，培育温度为22±1℃；12小时暗培育，培育温度为18±1℃。
基质需经过消毒后再用于育苗，所述基质为珍珠岩、泥炭和蛭石的混合物，珍珠岩的多孔性极大促进植物根系发育和生长；泥炭为植物提供主要营养物质；蛭石给植物提供大量的速效水分，通气性好。根据选育品种的不同，调整基质组分的比例，作为优选，所述育苗的基质为珍珠岩、泥炭和蛭石按照1:1:1的体积比混合所得。
小白菜苗长成后需要更多的空间和养分，将其移栽到大田。为了提供小白菜苗移栽大田后的成活率，作为优选，待小白菜苗长至不小于3cm时移栽大田。
小白菜苗移栽大田之前需对大田土壤进行增肥处理，每亩施用腐熟有机肥1500kg。
在小白菜培育过程中追加锌肥，作为优选，在收获前5～15天喷施锌盐溶液，次数不少于2次。小白菜在生长后期对营养元素的吸收转化效率，此时进行锌强化，有利于小白菜对锌元素的富集。更为优选，在收获前7d和12d分别喷施锌盐溶液。
常见的锌肥包括硫酸锌、氯化锌、氧化锌等。作为优选，所述锌盐溶液为硫酸锌溶液。一来取材方便，二来价格低廉。
本发明施加的硫酸锌溶液浓度控制在小白菜能够吸收利用的范围，利于对锌的富集。作为优选，所述硫酸锌溶液的百分比浓度为0.01％，施用量为30L/亩。
小白菜进入生长后期，根系大量发生，生长量剧增，吸肥量大，追施一定量的叶面肥，促进外叶增长，提高小白菜的质量和产量。作为优选，所述锌盐溶液中含有有机叶面肥。有机叶面肥的体积浓度一般为1-10mL/L。
本发明培育得到的丰邦四月白，地上部锌富集浓度达到145.26mg/kg，较常规方法培育锌含量提高了73.4％；镉含量为0.045mg/kg，较常规方法降低了25％。即在促进作物营养元素补充的同时，降低作物镉积累。本发明培育的丰邦四月白锌生物利用度为10.98mg/kg，较普通小白菜高出156.5％。
本发明具备的有益效果：(1)本发明产生的小白菜具有锌含量高、生物利用度高、生长周期短的特点，利用农艺措施途径提高小白菜锌含量，没有改变人体的膳食结构，易被人群接受；(2)与常规方法相比，本发明降低了小白菜的镉含量。
附图说明
图1是不同小白菜品种在田间条件下锌含量的对比图。
图2是不同小白菜品种在田间条件下镉含量的对比图。
图3是丰邦四月白在常规方法与本发明方法条件下锌含量的对比图。
图4是丰邦四月白在常规方法与本发明方法条件下镉含量的对比图。
图5是丰邦四月白与常规小白菜品种在本发明方法条件下生物可利用锌总量的对比图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明。
1、一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法，依次进行以下步骤：
(1)筛选鉴定镉含量低且锌含量高小白菜品种丰邦四月白：
在常规方法下培育全国各地60多种小白菜样品，对比不同小白菜品种可食部中镉、锌含量。
结果如图1、图2所示，丰邦四月白为镉含量低且锌含量高的品种。
(2)将丰邦四月白种子消毒并催芽：
先配制10％的NaClO溶液：取100mLNaClO用蒸馏水定容于1L容量瓶中。
丰邦四月白种子用水冲洗干净后，加入上述10％的NaClO溶液浸泡8min，再用水洗净后，然后放入蒸馏水中浸泡2天，期间每天换水一次。
(3)对所选的小白菜种子进行育苗：
先配制基质，该培育基质为珍珠岩、泥炭和蛭石按照1:1:1的体积比混合所得。
将催芽后的丰邦四月白种子播种于填充好基质的培育穴盘中，该培育穴盘由黑色塑料制成，规格为15×15×15cm。具体为：每穴填满基质后，然后放入上述催芽后的丰邦四月白种子20粒，再把整个穴盘放在蓝色塑料框中培育，期间用蒸馏水培育，蒸馏水用量为每穴100mL/d。培育条件为：每天12小时光照培育，光强为800μmolm-2s-1，培育温度为22±1℃；12小时暗培育，培育温度为18±1℃。
(4)待小白菜株高为3cm时进行移栽。
(5)施肥：所培育土壤每亩施用腐熟有机肥1500kg。
(6)配制营养液：
营养液由0.35mMZnSO4·7H2O、2mL有机叶面肥(湖州康寿生物科技有限公司)和余量蒸馏水组成。
将步骤4)所得的丰邦四月白苗移栽于处理好的土壤中，培育时间为3-4周。在小白菜收获前7d和12d下午5点各喷施一次0.01％硫酸锌溶液，每亩喷施30L营养液。
2、对本发明筛选到的小白菜品种丰邦四月白分别在常规方法与本发明方法条件下培育。待收获后，测定小白菜Zn含量，试验结果比较发现(图3、4)，本发明涉及的小白菜品种丰邦四月白在本发明涉及的小白菜培育方法下的锌含量为145.26mg/kg，较常规方法提高了73.4％。镉含量为0.045mg/kg，较常规方法降低了25％。结果表明，本发明培育的小白菜Zn富集能力更强，同时镉含量降低，这是因为小白菜在本发明方法中培育吸收了更多锌元素，减少对环境中镉的吸收。
3、就本发明中涉及的丰邦四月白与常规小白菜种子(东京小白菜)按照本发明的涉及的小白菜培育方法进行培养所得的小白菜样品中生物可利用锌总量进行比较试验，实例说明：
将丰邦四月白与常规小白菜种子按照本发明培育方法种植，共培育35天，收获。Caco-2细胞模型模拟肠道吸收实验。
计算生物可利用锌总量的公式为：锌溶解率＝体外消化液锌含量/进行体外消化的蔬菜锌含量；锌吸收率＝(Caco-2细胞持有锌含量+转运锌含量)/消化液锌含量×锌溶解率；生物可利用锌总量＝锌吸收率×蔬菜含锌量。
本发明方法培育条件下，常规小白菜的生物可利用锌总量为4.28mg/kg，低于本发明中涉及的丰邦四月白10.98mg/kg(图5)。

Claims (10)

1.一种镉低积累锌高富集小白菜的培育方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)筛选确定小白菜的品种；
(2)对小白菜种子进行催芽处理，育苗，得到小白菜苗；
(3)小白菜苗移栽至大田培育，在收获前对移栽大田的小白菜喷施锌盐溶液若干次。
2.如权利要求1所述的培育方法，其特征在于，所述小白菜的品种为丰邦四月白。
3.如权利要求1所述的培育方法，其特征在于，所述育苗包括：将催芽后的小白菜种子播种在基质上，利用蒸馏水培育，培育的条件为：每天12小时光照培育，光强为700～800μmolm-2s-1，培育温度为22±1℃；12小时暗培育，培育温度为18±1℃。
4.如权利要求3所述的培育方法，其特征在于，所述育苗的基质为珍珠岩、泥炭和蛭石按照1:1:1的体积比混合所得。
5.如权利要求1所述的培育方法，其特征在于，待小白菜苗长至不小于3cm时移栽大田。
6.如权利要求1所述的培育方法，其特征在于，所述锌盐溶液为硫酸锌溶液。
7.如权利要求6所述的培育方法，其特征在于，所述硫酸锌溶液的百分比浓度为0.01％，施用量为30L/亩。
8.如权利要求1所述的培育方法，其特征在于，在收获前5～15天喷施锌盐溶液，次数不少于2次。
9.如权利要求8所述的培育方法，其特征在于，在收获前7d和12d分别喷施锌盐溶液。
10.如权利要求1所述的培育方法，其特征在于，所述锌盐溶液中含有有机叶面肥。
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