CN105474952A - 一种镉低积累钙高富集小白菜的培育方法 - Google Patents

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唐琳
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Abstract

本发明公开了一种镉低积累钙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钙盐溶液若干次。本发明筛选得到四季青白菜，应用上述方法短期内培育出钙含量高、生物利用度高的小白菜，利用农艺措施途径提高小白菜钙含量，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

一种镉低积累钙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钙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。
钙是人体含量最多的无机元素，正常成人体内含钙总量约为1200g，其中约99％的钙集中在骨骼和牙齿中。钙离子对许多参与细胞代谢的酶具有重要调节作用，如腺苷酸环化酶，磷酸二酯酶等。钙对维持体内细胞正常生理状态，调节神经肌肉兴奋性具有重要作用。钙离子可与细胞膜的蛋白和各种阴离子基团组合，具有调节细胞受体结合、离子通道通透性及神经信号传递物质释放等作用，从而维持神经肌肉的正常生理功能。钙还参与血液凝固、激素分泌、维持体液酸碱平衡等作用。
研究表明，长期缺钙可导致儿童生长发育迟缓，骨软化、骨骼变形，严重缺乏者可导致佝偻病。钙缺乏者易患龋齿，影响牙质健康。我国居民钙缺乏比较普遍，钙摄入量仅为推荐摄入量(成人：1000mg/d，孕妇：1200mg/d)的50％以下。城市居民平均每日钙的摄入量仅为供给量的45.7％，农村为3.7％。日常生活中，人们可以通过食用含钙量高的食物来补充人体所需的钙。绿色蔬菜含钙较丰富，是钙的良好来源，而且绿色蔬菜也是人类日常饮食必不可少的食物之一。
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，提高作物中钙含量及生物可利用钙总量来满足人体对钙营养的需求。施用钙肥被看作是一种改善作物中缺乏钙问题的经济有效办法，其中多以土施用为主。而叶面钙肥相比土壤施用钙肥具有吸收快、用量省等特点。公布号为CN104170639A的专利文献公开了一种药食两用高钙珍珠菜的栽培方法，步骤包括：选地、整地、播种、定植、施肥、灌溉、除草、采收。该发明在珍珠菜从播种到采收的过程补充高钙肥，使珍珠菜具有高含量的钙元素，珍珠菜的产量增加，品质提高。
目前针对施用钙肥的研究多集中在对作物可食部钙含量的影响，对作物可食部的生物可利用率的研究较少。研究证明膳食中的钙的物理特性会影响钙的吸收率和生物利用度，钙复合物在胃肠道相应的溶解度十分重要。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，从而影响钙的吸收，比如，植物性食物中存在草酸、植酸和糖醛酸，这些化合物抑制了钙的吸收，因此降低了钙的生物利用度。
综上所述，通过育种或栽培手段培育出高富集钙又能高效被人体吸收的作物将是一种提高人群钙摄入量有效的手段，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钙高富集小白菜的培育方法，利用该方法可在短期内培育出钙高富集且生物利用度高的小白菜。
一种镉低积累钙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钙盐溶液若干次。
本发明对全国各地搜集的60多种小白菜进行筛选鉴定，分别检测了钙、镉含量。得到四季青白菜为钙含量高而且镉低累积的小白菜品种，其中钙含量37.27g/kg、镉含量0.08mg/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，而且四季青白菜钙的生物利用度高，作为优选，小白菜的品种为四季青白菜。
研究证明，四季青白菜具备强富集钙的能力，因此在四季青白菜培育过程中施加钙盐溶液进行生物强化。
为了提高四季青种子的成活率，作为优选，所述四季青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钙肥，作为优选，在收获前5～15天喷施钙盐溶液，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，此时进行钙强化，有利于小白菜对钙元素的富集。更为优选，在收获前7d和12d分别喷施钙盐溶液。
市面上叶面钙肥大都是用钙的无机盐加一些微量元素配制而成。作为优选，所述钙盐溶液为氯化钙溶液。一来取材方便，二来价格低廉。
本发明施加的氯化钙溶液浓度控制在小白菜能够吸收利用的范围，利于对钙的富集。作为优选，所述氯化钙溶液的百分比浓度为0.03％，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，所述钙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。
本发明培育得到的四季青白菜，地上部钙富集浓度达到46.15g/kg，较常规方法培育钙含量提高了23.8％；镉含量为0.07mg/kg，较常规方法降低了12.5％。即在促进作物营养元素补充的同时，降低作物镉积累。本发明培育的四季青白菜钙生物利用度为127.38mg/kg，较普通小白菜高出27.6％。
本发明具备的有益效果：(1)本发明产生的小白菜具有钙含量高、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钙含量，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，本发明培育的小白菜镉含量降低。
附图说明
图1是不同小白菜品种在田间条件下钙含量的对比图。
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是四季青白菜在常规方法与本发明方法条件下钙含量的对比图。
图4是四季青白菜在常规方法与本发明方法条件下镉含量的对比图。
图5是四季青白菜与常规小白菜品种在本发明方法条件下生物可利用钙总量的对比图。
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、一种镉低积累钙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钙含量高小白菜品种四季青白菜：
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、钙含量。
结果如图1、图2所示，四季青白菜为镉含量低且钙含量高的品种。
(2)将四季青白菜种子消毒并催芽：
先配制10％的NaClO溶液：取100mLNaClO用蒸馏水定容于1L容量瓶中。
四季青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。
将催芽后的四季青白菜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四季青白菜种子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2.04mMCaCl2·2H2O、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)所得的四季青白菜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0.03％氯化钙溶液，每亩喷施30L营养液。
2、对本发明筛选到的小白菜品种四季青白菜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Ca含量，试验结果比较发现(图3、4)，本发明涉及的小白菜品种四季青白菜在本发明涉及的小白菜培育方法下的钙含量为46.15g/kg，较常规方法提高了23.8％。镉含量为0.07mg/kg，较常规方法降低了12.5％。结果表明，本发明培育的小白菜Ca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钙元素，减少对环境中镉的吸收。
3、就本发明中涉及的四季青白菜与常规小白菜种子(丰邦四月白)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钙总量进行比较试验，实例说明：
将四季青白菜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。经Caco-2细胞模型模拟肠道吸收实验。
计算生物可利用钙总量的公式为：钙溶解率＝体外消化液钙含量/进行体外消化的蔬菜钙含量；钙吸收率＝(Caco-2细胞持有钙含量+转运钙含量)/消化液钙含量×钙溶解率；生物可利用钙总量＝钙吸收率×蔬菜含钙量。
本发明方法培育条件下，常规小白菜的生物可利用Ca总量为99.85mg/kg，低于本发明中涉及的四季青白菜127.38mg/kg(图5)。

Claims (10)

1.一种镉低积累钙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钙盐溶液若干次。
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四季青白菜。
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，所述钙盐溶液为氯化钙溶液。
7.如权利要求6所述的培育方法，其特征在于，所述氯化钙溶液的百分比浓度为0.03％，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天喷施钙盐溶液，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分别喷施钙盐溶液。
10.如权利要求1所述的培育方法，其特征在于，所述钙盐溶液中含有有机叶面肥。
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CN113068579A (zh) * 2021-03-03 2021-07-06 南京大学 一种降低蔬菜镉人体生物有效性的钙生物强化措施

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程怡: "低累积番茄，小白菜品种和控镉叶面剂的筛选及叶面剂效应研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *

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