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我国农田重金属污染严重，尤其以Cd和As最为严重。重金属低积累种类或品种替代种植是解决污染农田安全利用的一项重要措施。目前，关于水稻、小麦、玉米、马铃薯等主粮作物和蔬菜对重金属的富集特性已进行了大量研究，我国是食用豆生产大国，而对食用豆的相关研究较少。这严重制约了食用豆作为替代作物种类在受污染耕地安全利用中的应用和推广。为此，本研究选取了绿豆、红豆、芸豆、蚕豆和豌豆等五大类食用豆，共119个品种，通过水培试验、盆栽试验和大田试验，研究不同种类不同品种的食用豆对重金属Cd、As的积累差异，以及各部位转运重金属的能力，并通过可食部位重金属含量的比较，筛选出低积累食用豆种类和品种。主要研究结果如下：
（1）四种食用豆幼苗耐Cd和富Cd特性：四种食用豆幼苗对Cd的耐性排序为：豌豆>蚕豆>绿豆>红豆；豌豆对Cd的耐性最强，且低浓度的Cd胁迫能促进豌豆的生长；豌豆根系形态对Cd的敏感性高于蚕豆；Cd处理对红豆和绿豆细根的抑制强于粗根。四种食用豆幼苗对Cd富集的特征存在显著差异，红豆和绿豆根部对Cd的阻控能力较弱，根、茎部在短时间内富集大量的Cd，引起根、茎Cd毒害和死亡，进而限制了Cd在叶片中的积累；豌豆对Cd的吸收、转运和富集能力均较强；蚕豆因根部拒Cd能力强，限制了Cd的吸收和转运，进而减少了Cd的毒害；综上得出：绿豆和红豆是Cd敏感品种；豌豆是耐Cd品种，蚕豆兼有拒Cd和耐Cd性。
（2）不同食用豆对Cd的富集差异性：低Cd污染土壤上（2.16mg/kg），绿豆的Cd含量各部位从大到小为茎>叶>根>豆>荚，绿豆茎/土的富集系数最大，茎/根的转移系数最大，籽粒/根的转运系数最小，绿豆籽粒中Cd含量为0.274~0.644mg/kg，富集系数为0.127~0.298，转运系数为0.106~0.499；高Cd污染土壤上（56.26mg/kg），绿豆Cd含量各部位的大小为根>茎>叶>荚>豆，绿豆籽粒中Cd含量为0.26~0.75mg/kg，富集系数为0.0046~0.0133，转运系数为0.019~0.110。低Cd污染土壤上（2.16mg/kg）红豆和芸豆各部位Cd含量的大小为茎>根>叶>荚>豆，红豆、芸豆中茎/土的富集系数最大，茎/根的转移系数最大，红豆籽粒中Cd含量为0.106~0.273mg/kg，富集系数为0.041~0.126，转运系数为0.047~0.219；芸豆籽粒中Cd含量为0.043~0.143mg/kg，富集系数为0.022~0.066，转运系数为0.022~0.102。蚕豆豆皮中Cd含量总体高于蚕豆籽粒；低浓度Cd处理（2.97mg/kg），成熟蚕豆籽粒中Cd含量为0.031~0.086，富集系数为0.010~0.029；中浓度Cd处理（3.41mg/kg），成熟蚕豆籽粒中Cd含量为0.046~0.542，富集系数为0.014~0.159；高浓度Cd处理（8.59mg/kg），成熟蚕豆籽粒中Cd含量为0.067~0.364，富集系数为0.008~0.054。低浓度Cd处理（2.97mg/kg），豌豆鲜豆荚Cd含量为0.0047~0.019mg/kg，富集系数为0.0016~0.0064；干豆籽粒Cd含量为0.018~0.065mg/kg，富集系数为0.006~0.019；中浓度Cd处理（3.41mg/kg），豌豆鲜豆荚Cd含量为0.015~0.088mg/kg，富集系数为0.0044~0.026；干豆籽粒Cd含量为0.122~0.349mg/kg，富集系数为0.036~0.102；高浓度Cd处理（8.59mg/kg），豌豆鲜豆荚Cd含量为0.0047~0.023mg/kg，富集系数为0.0005~0.0027；干豆籽粒Cd含量为0.112~0.233mg/kg，富集系数为0.013~0.027。
（3）不同食用豆种类和品种对As的富集存在显著差异，各部位的富集特征表现为：根>叶>茎>荚>豆，其中根对As的富集能力最强，豆对As的富集能力最小，三类食用豆籽粒所含As含量大小为绿豆>红豆>芸豆。而三类食用豆籽粒As含量都小于0.5mg/kg，符合国家食品安全标准。
（4）对籽粒中Cd含量、富集系数和转运系数综合考虑，在2.16mg/kg Cd含量处理下，红豆16个品种和芸豆21个品种未超过《食品安全国家标准》，可作为替代种植的备选品种，绿豆均超标，应在Cd污染土壤上慎种。蚕豆品种兴海县青蚕14号、临蚕8号、湟中青蚕14号，豌豆品种成豌10号、P50011012、云豌50号、云豌52号、科豌6号、云豌53号在这三种不同浓度的土壤中未超过国家食品安全标准，可作为替代备选品种。具体还要根据土壤重金属污染的情况以及土壤理化性质来做出判断。绿豆、红豆、芸豆三类食用豆籽粒中As含量都不超标，符合国家食品安全标准。
（1）四种食用豆幼苗耐Cd和富Cd特性：四种食用豆幼苗对Cd的耐性排序为：豌豆>蚕豆>绿豆>红豆；豌豆对Cd的耐性最强，且低浓度的Cd胁迫能促进豌豆的生长；豌豆根系形态对Cd的敏感性高于蚕豆；Cd处理对红豆和绿豆细根的抑制强于粗根。四种食用豆幼苗对Cd富集的特征存在显著差异，红豆和绿豆根部对Cd的阻控能力较弱，根、茎部在短时间内富集大量的Cd，引起根、茎Cd毒害和死亡，进而限制了Cd在叶片中的积累；豌豆对Cd的吸收、转运和富集能力均较强；蚕豆因根部拒Cd能力强，限制了Cd的吸收和转运，进而减少了Cd的毒害；综上得出：绿豆和红豆是Cd敏感品种；豌豆是耐Cd品种，蚕豆兼有拒Cd和耐Cd性。
（2）不同食用豆对Cd的富集差异性：低Cd污染土壤上（2.16mg/kg），绿豆的Cd含量各部位从大到小为茎>叶>根>豆>荚，绿豆茎/土的富集系数最大，茎/根的转移系数最大，籽粒/根的转运系数最小，绿豆籽粒中Cd含量为0.274~0.644mg/kg，富集系数为0.127~0.298，转运系数为0.106~0.499；高Cd污染土壤上（56.26mg/kg），绿豆Cd含量各部位的大小为根>茎>叶>荚>豆，绿豆籽粒中Cd含量为0.26~0.75mg/kg，富集系数为0.0046~0.0133，转运系数为0.019~0.110。低Cd污染土壤上（2.16mg/kg）红豆和芸豆各部位Cd含量的大小为茎>根>叶>荚>豆，红豆、芸豆中茎/土的富集系数最大，茎/根的转移系数最大，红豆籽粒中Cd含量为0.106~0.273mg/kg，富集系数为0.041~0.126，转运系数为0.047~0.219；芸豆籽粒中Cd含量为0.043~0.143mg/kg，富集系数为0.022~0.066，转运系数为0.022~0.102。蚕豆豆皮中Cd含量总体高于蚕豆籽粒；低浓度Cd处理（2.97mg/kg），成熟蚕豆籽粒中Cd含量为0.031~0.086，富集系数为0.010~0.029；中浓度Cd处理（3.41mg/kg），成熟蚕豆籽粒中Cd含量为0.046~0.542，富集系数为0.014~0.159；高浓度Cd处理（8.59mg/kg），成熟蚕豆籽粒中Cd含量为0.067~0.364，富集系数为0.008~0.054。低浓度Cd处理（2.97mg/kg），豌豆鲜豆荚Cd含量为0.0047~0.019mg/kg，富集系数为0.0016~0.0064；干豆籽粒Cd含量为0.018~0.065mg/kg，富集系数为0.006~0.019；中浓度Cd处理（3.41mg/kg），豌豆鲜豆荚Cd含量为0.015~0.088mg/kg，富集系数为0.0044~0.026；干豆籽粒Cd含量为0.122~0.349mg/kg，富集系数为0.036~0.102；高浓度Cd处理（8.59mg/kg），豌豆鲜豆荚Cd含量为0.0047~0.023mg/kg，富集系数为0.0005~0.0027；干豆籽粒Cd含量为0.112~0.233mg/kg，富集系数为0.013~0.027。
（3）不同食用豆种类和品种对As的富集存在显著差异，各部位的富集特征表现为：根>叶>茎>荚>豆，其中根对As的富集能力最强，豆对As的富集能力最小，三类食用豆籽粒所含As含量大小为绿豆>红豆>芸豆。而三类食用豆籽粒As含量都小于0.5mg/kg，符合国家食品安全标准。
（4）对籽粒中Cd含量、富集系数和转运系数综合考虑，在2.16mg/kg Cd含量处理下，红豆16个品种和芸豆21个品种未超过《食品安全国家标准》，可作为替代种植的备选品种，绿豆均超标，应在Cd污染土壤上慎种。蚕豆品种兴海县青蚕14号、临蚕8号、湟中青蚕14号，豌豆品种成豌10号、P50011012、云豌50号、云豌52号、科豌6号、云豌53号在这三种不同浓度的土壤中未超过国家食品安全标准，可作为替代备选品种。具体还要根据土壤重金属污染的情况以及土壤理化性质来做出判断。绿豆、红豆、芸豆三类食用豆籽粒中As含量都不超标，符合国家食品安全标准。