凈六鉻對(duì)鉻污染土壤中小白菜的影響

王利英++程雄

摘要 通過(guò)盆栽試驗(yàn)，研究了重金屬Cr污染土壤上施用凈六鉻修復(fù)劑對(duì)小白菜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量以及總Cr和Cr6+積累特性的影響，并研究了試驗(yàn)土壤中總Cr和Cr6+的含量變化。結(jié)果表明：施用不同濃度的凈六鉻能不同程度地降低土壤和小白菜中總Cr和Cr6+含量，從而抑制Cr和Cr6+向小白菜地上部的轉(zhuǎn)移，減少Cr在小白菜植株地上部的積累，改善小白菜的生長(zhǎng)和發(fā)育，增產(chǎn)效果達(dá)到顯著水平。總體來(lái)看，凈六鉻濃度達(dá)到2 g/kg時(shí)效果最好。

關(guān)鍵詞 重金屬鉻；修復(fù)劑；小白菜；鉻累積

中圖分類號(hào) S634.3；X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）02-0051-01

Effects of Net Six Cr on Pakchoi in Cr Contaminated Soil

WANG Li-ying 1 CHENG Xiong 2 *

（1 Southern China Agricultural Museum，South China Agricultural University，Guangzhou Guangdong 510642； 2 The New Countryside Development Institute of South China Agricultural University）

Abstract Through pot experiment，the effect of applying net six Cr remediation agents in heavy metal Cr pollution soils on the development of pakchoi growth and yield，and total Cr and Cr6+ accumulation characteristics was studied，and the changes in the content of total Cr and Cr6+ in the soil was studied.The results showed that the effects of different levels of the net six Cr can reduce the total Cr and Cr6+ content in soil and pakchoi，leading to inhibition of Cr and Cr6+ to transfer the pakchoi，reduce the accumulation of Cr in the upper part of pakchoi，improve the growth and development of pakchoi，yield increase reached significant level.Overall，net six Cr concentration of 2 g/kg had the best effect.

Key words heavy metal Cr；remediation agents；pakchoi；Cr accumulation

隨著科技快速發(fā)展，重金屬對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重[1]。廣東地區(qū)由于城市化、工業(yè)化的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染十分嚴(yán)重。不同蔬菜種類對(duì)重金屬的吸收能力不同，一般葉菜類蔬菜最容易富集重金屬[2]。鉻（Cr）作為環(huán)境中五毒元素之一，具有極強(qiáng)的致畸致癌作用，對(duì)人們的環(huán)境健康造成了嚴(yán)重的威脅[3]。進(jìn)入土壤中的重金屬Cr不僅能抑制植物的生長(zhǎng)發(fā)育，還可以通過(guò)植物根系在植物體內(nèi)富積，并且可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體和動(dòng)物體內(nèi)危害其健康。因此，Cr污染土壤的改良修復(fù)已成為土壤學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域工作者研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文以小白菜為例，通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究?jī)袅t修復(fù)劑對(duì)Cr污染土壤的修復(fù)效果。具體考察了污染土壤中施加不同水平凈六鉻對(duì)小白菜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和小白菜植株內(nèi)Cr含量及小白菜收獲后土壤中Cr含量的變化，探討凈六鉻作為Cr污染土壤修復(fù)劑的可行性，為Cr污染土壤的修復(fù)技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗(yàn)土壤采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)樹木園未受Cr污染的新鮮土樣。土壤經(jīng)風(fēng)干、粉碎后過(guò)5 mm篩備用，土壤基本理化性質(zhì)：CEC 10.62 cmol/kg、全氮7.63 g/kg、堿解氮75.94 mg/kg、有效磷13.90 mg/kg、速效鉀10.51 mg/kg、總鉻11.80 mg/kg、六價(jià)鉻4.78 mg/kg、pH值4.15。

1.2 試驗(yàn)材料

重金屬污染物：重鉻酸鉀（分析純）；修復(fù)劑：凈六鉻；肥料：腐熟牛糞、尿素（N 46.7%）、過(guò)磷酸鈣（P2O5 12%）、氯化鉀（K2O 60%）；供試蔬菜：葵扇矮腳黑葉小白菜，生長(zhǎng)期40 d，種子購(gòu)自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶山種子店。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用室內(nèi)盆栽試驗(yàn)，共設(shè)5個(gè)處理，分別為鉻0.12 g/kg、不添加凈六鉻（A）；鉻0.12 g/kg、添加凈六鉻0.5 g/kg（B）；鉻0.12 g/kg、添加凈六鉻1.0 g/kg（C）；鉻0.12 g/kg、添加凈六鉻2.0 g/kg（D）；以空白作對(duì)照（CK）。3次重復(fù)，每盆裝土3 kg，定植3株小白菜。

1.4 試驗(yàn)方法

牛糞、磷肥和凈六鉻一次性以基肥方式施入，氮肥和鉀肥的50%基施，另外50%分2次追施。每盆土施牛糞30 g、N 0.3 g、P2O5 0.15 g、K2O 0.2 g。9月24日育苗，小白菜苗生長(zhǎng)到4片葉時(shí)移栽定植，試驗(yàn)過(guò)程中每隔7 d觀察小白菜長(zhǎng)勢(shì)并做記錄，11月 4日采收、測(cè)產(chǎn)，全生育期40 d，各處理間其他管理方式一致。

1.5 調(diào)查內(nèi)容及方法

1.5.1 土壤樣品處理。小白菜收獲后，將各盆的土壤混勻，按四分法取部分土壤風(fēng)干，用瑪瑙研缽磨碎分別過(guò)60目和100目篩，于封口塑料袋中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5.2 小白菜樣品處理。小白菜收獲后，用去離子水將其沖洗干凈，去根稱鮮重，105 ℃恒溫殺青30 min，75 ℃烘干至恒重，稱干重。粉碎過(guò)0.5 mm篩后放入封口塑料袋中于干燥處保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5.3 總鉻含量測(cè)定。土壤和植株分別用HF-HClO4-HNO3消煮和HNO3-HClO4消化方法預(yù)處理，采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定總鉻含量。

1.5.4 六價(jià)鉻含量測(cè)定。土樣用二苯碳酰二肼比色法[4]，植株用H2SO4-H3PO4消煮，二苯碳酰二肼比色法測(cè)定[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉻污染土壤中添加凈六鉻對(duì)小白菜生長(zhǎng)性狀的影響

由表1可知，處理B、C、D小白菜株高和葉片數(shù)相對(duì)于處理A均有不同程度的增加，其增幅分別達(dá)到9.74%～23.38%、11.63%～19.77%。處理D與處理A對(duì)小白菜株高的影響達(dá)到顯著水平（P<0.05），但處理B、C與處理A差異不顯著。可能是因?yàn)樘幚鞡、C施用凈六鉻量比較低，對(duì)小白菜吸收的抑制作用相對(duì)較弱，小白菜植株內(nèi)仍吸收一定量的Cr，且低濃度凈六鉻對(duì)小白菜生長(zhǎng)的促進(jìn)作用不明顯。處理C、D與處理A對(duì)小白菜的葉片數(shù)的影響達(dá)到顯著水平（P<0.05），但處理B與處理A差異不顯著。可能是凈六鉻對(duì)小白菜的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，特別是對(duì)小白菜葉片的促進(jìn)作用較明顯。

2.2 鉻污染土壤中添加凈六鉻對(duì)小白菜產(chǎn)量的影響

由表2可知，小白菜地上部干重和總干重處理B、C、D與處理A相比，增產(chǎn)幅度分別為19.83%～67.14%、18.28%～63.71%。處理D與CK相比，小白菜地上部干重和總干重均有明顯提高，增幅分別為52.45%、52.93%，且差異達(dá)到顯著水平。這可能是凈六鉻促進(jìn)了小白菜的生長(zhǎng)，也可能是凈六鉻降解了土壤中的Cr6+，抑制小白菜對(duì)Cr的吸收，而低濃度的Cr促進(jìn)了小白菜的生長(zhǎng)。

2.3 鉻污染土壤中添加凈六鉻對(duì)小白菜和土壤總Cr、Cr6+含量的影響

由表3可知，處理B、C、D與處理A相比，添加凈六鉻能降低土壤中總Cr和Cr6+的含量，降低幅度分別為2.58%～27.14%、0.63%～7.77%，但各處理間差異不顯著。

小白菜植株中Cr和Cr6+含量處理B、C、D與處理A均有不同程度降低，降低幅度分別為25.38%～49.24%和48.46%～75.33%，但處理間的差異較大。施加最高量?jī)袅t（處理D）與處理A相比，小白菜Cr6+含量降低75.33%，差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。由此可以初步判定，凈六鉻對(duì)土壤中Cr6+具有降解作用，但凈六鉻對(duì)Cr6+的作用機(jī)理目前尚不清楚。

3 結(jié)論與討論

凈六鉻修復(fù)劑不同用量水平對(duì)鉻污染土壤中小白菜生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)（株高、葉片數(shù)、地上部干重和總干重）均無(wú)不良影響，反而有不同程度的增產(chǎn)作用，其中最高凈六鉻施用量（2 g/kg）對(duì)小白菜增產(chǎn)效果最為明顯[6]。

與不施凈六鉻的鉻污染土壤相比，施用凈六鉻均能降低小白菜地上部植株中總Cr和Cr6+含量，且小白菜植株中總Cr和Cr6+含量與凈六鉻施用量在試驗(yàn)設(shè)計(jì)濃度范圍內(nèi)呈負(fù)相關(guān)性。凈六鉻最高施用量（2 g/kg）和不施凈六鉻的鉻污染土壤對(duì)小白菜Cr6+含量的影響達(dá)到顯著差異。

與不受鉻污染、不施凈六鉻的土壤相比，不添加凈六鉻的0.12 g/kg鉻污染土壤明顯抑制小白菜的生長(zhǎng)，凈六鉻的施用可以有效地減弱其抑制作用。另外，污染土壤中添加凈六鉻（2 g/kg）對(duì)小白菜的生長(zhǎng)具有明顯促進(jìn)作用。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 楊菲，吳琦，季輝，等.土壤重金屬Pb和Cd在小白菜中的富集特征及產(chǎn)地環(huán)境安全臨界值[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011（13）：194-198.

[2] 祖艷群，李元，陳海燕，等.蔬菜中鉛鎘銅鋅含量的影響因素研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2003（3）：289-292.

[3] 郭觀林，周啟星，李秀穎.重金屬污染土壤原位化學(xué)固定修復(fù)研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005（10）：1990-1996.

[4] 徐非，謝爭(zhēng).污染土壤中六價(jià)鉻的測(cè)定[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2008（5）：42-43.

[5] 張志良.植物生物化學(xué)技術(shù)和方法[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986.

[6] 丁竹江，胡忻，尹大強(qiáng).螯合劑在重金屬污染土壤修復(fù)中應(yīng)用研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009（2）：777-782.