一种镉低积累铁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铁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。
铁是人体中重要的必需微量元素之一。铁是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及某些呼
吸酶的组成成分，参与体内氧的运送和组织呼吸过程。人体内自由基的主动产生以及体内过
多自由基的清除，需要铁及其形成的酶类如含铁的过氧化氢酶、过氧化物酶参与。铁与维持
正常免疫功能有关，在催化促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、脂类从血
液中转运以及药物在肝脏解毒等方面均需铁的参与。
长期膳食中铁供给不足可引起体内铁缺乏或导致缺铁性贫血，多见婴幼儿、孕妇。我国
7岁以下儿童贫血平均患病率高达57.6％，其中1-3岁的幼儿患病率最高。孕妇贫血率平均为
30％左右。主要因机体需要量增加且膳食铁摄入不足引起。我国居民主要以谷物食物为主，
而大部分谷物籽粒铁含量均不高，不能满足人体推荐每日铁摄取量(男子：15Fe/d，女子：
20Fe/d)，叶菜类如小白菜铁的含量较高，可作为铁的良好来源。
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
铁含量及生物可利用铁总量来满足人体对铁营养的需求。对于长期食用蔬菜的人群而言，通
过农艺措施提升蔬中铁含量可以经济、有效、根本性地解决人体铁营养不平衡的问题。
铁在土壤中广泛存在，土壤中一般不会缺铁，植物缺铁的土壤本身不缺铁，只是铁的有
效性差。铁在土壤中的含量一般为：3.8％。由于铁在土壤中很快被转化为难溶解化合物，所
以铁肥不宜直接施用于土壤，更适宜于叶面喷施。目前，叶面施用铁肥对作物铁富集的促进
作用已有报道。但施用铁肥的研究多集中在对作物可食部的铁含量的影响方面，对作物可食
部的生物可利用铁总量的研究较少。铁缺乏及其所导致的贫血，是世界范围内普遍存在的公
共卫生问题。影响铁生物利用率的因素包括铁的化学形态、人体的生理因素、铁转运吸收机
制以及膳食因子。食物环境对铁生物利用率的影响主要是由于不同的食物环境和人体环境中
铁的化学形态不同，诸如离子化程度、化合价以及与食物中其它成分是否能形成络合物及络
合物的溶解性与稳定性。食物中存在的膳食因素有的明显具有还原性和络合性，会影响铁的
存在形式，进而可能会影响影响铁的吸收率。
综上所述，通过育种或栽培手段培育出高富集铁又能高效被人体吸收的作物将是一种提
高人群铁摄入量有效的手段，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铁高富集小白菜的培育方法，利用该方法可
在短期内培育出铁高富集且生物利用度高的小白菜。
一种镉低积累铁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铁盐溶液若干次。
本发明对全国各地搜集的60多种小白菜进行筛选鉴定，分别检测铁、镉含量，得到绿秀
(91-1)为铁含量高而且镉低累积的小白菜品种，其中铁含量136.73mg/kg，镉含量0.05mg/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，而且绿
秀(91-1)铁的生物利用度高，作为优选，小白菜的品种为绿秀(91-1)。
研究证明，绿秀(91-1)具备强富集铁的能力，因此在绿秀(91-1)培育过程中施加铁盐溶液
进行生物强化。
为了提高绿秀(91-1)种子的成活率，作为优选，所述绿秀(91-1)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：
将催芽后的绿秀(91-1)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铁肥，作为优选，在收获前5～15天喷施铁盐溶液，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，此时进行铁强化，有利于小白菜对铁
元素的富集。更为优选，在收获前7d和12d分别喷施铁盐溶液。
铁肥可分为无机铁肥、有机铁肥和螯合铁肥三类。硫酸亚铁和硫酸铁是常用的无机铁肥。。
作为优选，所述铁盐溶液为硫酸亚铁溶液。一来取材方便，二来价格低廉。
本发明施加的硫酸亚铁溶液浓度控制在小白菜能够吸收利用的范围，利于对铁的富集。
作为优选，所述硫酸亚铁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，所述铁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。
本发明培育得到的绿秀(91-1)，地上部铁富集浓度达到222.67mg/kg，较常规方法培育铁
含量提高了62.9％；镉含量为0.032mg/kg，较常规方法降低了36％。即在促进作物营养元素
补充的同时，降低作物镉积累。本发明培育的绿秀(91-1)铁生物利用度为20.01mg/kg，较普通
小白菜高出192.97％。
本发明具备的有益效果：(1)本发明产生的小白菜具有铁含量高、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铁含量，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铁含量的对比图。
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是绿秀(91-1)在常规方法与本发明方法条件下铁含量的对比图。
图4是绿秀(91-1)在常规方法与本发明方法条件下镉含量的对比图。
图5是绿秀(91-1)与常规小白菜品种在本发明方法条件下生物可利用铁总量的对比图。
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、一种镉低积累铁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铁含量高小白菜品种绿秀(91-1)：
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、铁含
量。
结果如图1、图2所示，绿秀(91-1)为镉含量低且铁含量高的品种。
(2)将绿秀(91-1)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。
绿秀(91-1)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。
将催芽后的绿秀(91-1)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绿秀(91-1)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0.36mMFeSO4·7H2O、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)所得的绿秀(91-1)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0.01％硫酸亚铁溶液，每亩喷施30L营养液。
2、对本发明筛选到的小白菜品种绿秀(91-1)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Fe含量，试验结果比较发现(图3、4)，本发明涉及的小白菜品种绿秀
(91-1)在本发明涉及的小白菜培育方法下的铁含量为222.67mg/kg，较常规方法提高了62.9％。
镉含量为0.032mg/kg，较常规方法降低了36％。结果表明，本发明培育的小白菜Fe富集能力
更强，同时降低了镉含量。这是因为小白菜在本发明方法中培育吸收了更多铁元素，减少对
环境中镉的吸收。
3、就本发明中涉及的绿秀(91-1)与常规小白菜种子(美冠青梗菜)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铁总量进行比较试验，实例说明：
将绿秀(91-1)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。
计算生物可利用铁总量的公式为：铁溶解率＝体外消化液铁含量/进行体外消化的蔬菜铁
含量；铁吸收率＝(Caco-2细胞持有铁含量+转运铁含量)/消化液铁含量×铁溶解率；生物可利
用铁总量＝铁吸收率×蔬菜含铁量。
本发明方法培育条件下，常规小白菜的生物可利用铁总量为6.83mg/kg，本发明中涉及的
绿秀(91-1)小白菜生物可利用铁总量为20.01mg/kg(图5)。