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低分子有機酸對貴州黃壤龍葵吸收鎘的影響

2020-02-22 11:20:38劉桂華秦松柴冠群吳正卓范成五
南方農業學報 2020年11期

劉桂華 秦松 柴冠群 吳正卓 范成五

摘要:【目的】探討低分子有機酸對龍葵吸收鎘(Cd)的影響,以期為提高貴州地區黃壤重金屬污染的植物修復效率提供科學依據。【方法】采用盆栽試驗種植龍葵,待龍葵生長60 d后,將不同濃度的低分子有機酸(檸檬酸、蘋果酸和酒石酸)及其復合處理(檸檬酸+蘋果酸、檸檬酸+酒石酸)以溶液形式加入土壤,以添加500 mL去離子水為對照(CK),1個月后收獲植株樣品并采集土壤樣品,分析不同處理對龍葵生長及吸收轉運重金屬Cd的影響。【結果】檸檬酸添加量為2.5 mmol/kg時龍葵單株生物量最高,較CK顯著增加6.75%(P<0.05,下同),其他處理的生物量均低于CK。3種有機酸均能強化龍葵根、莖、葉和果實對Cd的吸收,表現為蘋果酸>酒石酸>檸檬酸,各部位的Cd含量表現為葉>莖>根>果實,且均在蘋果酸添加量為5.0 mmol/kg時達最大值,分別為CK的1.68、1.53、1.21和1.32倍。添加2.5 mmol/kg酒石酸和5.0 mmol/kg蘋果酸時龍葵對Cd的累積量較高,二者顯著高于其他處理。添加檸檬酸、蘋果酸和酒石酸均能提高龍葵對Cd的轉移和富集能力,作用表現為蘋果酸>酒石酸>檸檬酸,其中,添加5.0 mmol/kg蘋果酸時龍葵對Cd的富集系數最大,為12.81。相對于單一有機酸處理,復合有機酸處理對龍葵富集Cd的能力無明顯優勢。【結論】添加適當濃度的檸檬酸、蘋果酸和酒石酸均能提高龍葵各部位對Cd的吸收及土壤Cd從地下向地上部轉移的能力,促進龍葵對Cd的轉移和富集;其中蘋果酸添加量為5.0 mmol/kg時,龍葵對Cd的累積量相對較高且富集系數最大,對土壤中Cd的植物修復效果最好。

關鍵詞: 低分子有機酸;龍葵;鎘;吸收累積;貴州黃壤

中圖分類號: S153 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2020)11-2682-08

Effects of low molecular weight organic acid on cadmium uptake by Solanum nigrum L. in yellow soil of Guizhou

LIU Gui-hua1, QIN Song1,2, CHAI Guan-qun1, WU Zheng-zhuo3, FAN Cheng-wu1*

(1Institute of Soil and Fertilizer,Guizhou Academy of Agricultural Sciences,Guiyang ?550006, China; ?2Guizhou Engineering Research Center for Agricultural Resources and Environment, Guiyang ?550006, China;

3College of Agriculture, Guizhou University, Guiyang ?550025, China)

Abstract:【Objective】The influence of low molecular organic acidon cadmium(Cd) absorption of Solanum nigrum L. in karst yellow soil in Guizhou was studied,in order to provide a scientific basis of improving the phytoremediation efficiency of heavy metal pollution. 【Method】The pot experiment was carried out to study the effects of low molecular organic acid on the S. nigrum growth,after S. nigrum grew 60 d, different concentrations of low molecular organic acids (citric acid, malic acid and tartaric acid) and the compound treatments (citric acid+malic acid, citric acid+ tartaric acid) were added to the soil in solution form, and 500 mL of deionized water was added as the control (CK). Plant samples and soil samples were collected one month later, and the effects of different treatments on the growth, absorption and transport of heavy metal Cd were analyzed. 【Result】When the additive amount of citric acid was 2.5 mmol/kg, the biomass of S. nigrum was the highest, which was significantly increased by 6.75%(P<0.05, the same below). Biomass of other treatments were lower than CK. All the three organic acids could enhance the absorption of Cd by the roots, stems, leaves and fruits of S. nigrum, following the orders:malic acid>tartaric acid>citric acid. The order of Cd concentrationin different organs was as follows:leaf>stem>root>fruit,and the maximum concentration of Cd in leaf,stem,root and fruit were 1.68,1.53,1.21,1.32 times as that of the control when the malic acid was at 5.0 mmol/kg. The accumulation of Cd was high with the addition of 2.5 mmol/kg tartaric acid and 5.0 mmol/kg malic acid, and were significantly higher than other treatments. The addition of citric acid, malic acid and tartaric acid could improve the Cd transfer and enrichment of S. nigrum, following the orders:malic acid>tartaric acid>citric acid. The highest Cd enrichment coefficient was 12.81 when 5.0 mmol/kg malic acid was added. Compared with single organic acid treatment, the compound organic acid treatment had no obvious advantage in Cd enrichment. 【Conclusion】The absorption of Cd from different parts of the plant and the ability of Cd transfer from underground to aboveground are promoted with proper concentration of citric acid, malic acid and tartaric acid, and promote the transportation and enrichment of Cd of S. nigrum. The relative accumulation of Cd in S. nigrum is high and enrichment coefficient is the largest, and phytoremediation effect on Cd was best when 5.0 mmol/kg malic acid is added.

Key words: low molecular organic acid; Solanum nigrum L.; cadmium; uptake and accumulating; Guizhou yellow soil

Foundation item:Guizhou Science and Technology Support Project(QKHZC〔2017〕2577,QKHZC〔2019〕2368); Youth Fund Project of Guizhou Academy of Agricultural Sciences(QNKYQNJJ〔2017〕13)

0 引言

【研究意義】目前,工農業的快速發展導致土壤重金屬污染問題愈來愈嚴峻,我國耕地土壤污染面積達2×107 ha(蘇炳林等,2019)。鎘(Cd)污染是最常見的重金屬污染之一,根據2014年公布的《全國土壤污染狀況調查公報》,全國鎘污染物點位超標率為7%,是土壤重金屬污染的首要污染物(王建樂等,2019)。土壤鎘具有較強的化學活性、植物易吸收性及較強的遷移性(孫正國,2015)。土壤中重金屬積累到一定程度后超過土壤的自凈能力,不僅會導致土壤退化、農作物產量及品質下降,還會通過徑流、淋失作用污染水源,通過土壤—作物—食物鏈進入人體,危害人體健康(Singh et al.,2011)。因此,土壤環境中重金屬污染物的去除及修復技術已成為國內外學者的研究熱點。相對于傳統的重金屬污染土壤治理方法,如客土法、淋洗法、化學氧化法等,土壤重金屬污染的植物修復技術具有經濟、環保綠色及操作簡便等優勢(孫正國,2015),已在重金屬污染土壤的修復中發揮作用(朱守晶等,2018;郭暉等,2019;蔣萍萍等,2019)。土壤重金屬污染植物修復的核心為超富集植物,利用超富集植物較強的轉運能力和耐受性,將土壤中超量的重金屬提取而去除,從而達到污染土壤修復的效果(Susarla et al.,2002)。龍葵(Solanum nigrum L.)是貴州廣泛分布的優勢鄉土植物(嚴蓮英等,2017),是一種典型的Cd超富集植物,具有較強的抗逆境及爭光、爭水和爭肥能力,生長周期短、生物量較大且不被食草動物取食(不污染食物鏈),對Cd具有較強的耐受性和富集能力(魏樹和等,2005),已成為Cd污染土壤植物修復機理研究和應用的新型材料。但由于植物修復存在重金屬累積絕對量小、修復周期長及專一性強等缺點,具有一定的局限性(熊國煥等,2011)。因此,尋求一種提高超富集植物對重金屬富集效率的方法顯得尤為重要。【前人研究進展】低分子有機酸普遍存在于植物根系和微生物的分泌物中,能酸化根際土壤從而將污染土壤中固態重金屬活化,使植物更易吸收,提高植物修復效率(席梅竹等,2008;胡妮等,2016)。楊艷等(2007)研究認為,低分子量有機酸(酒石酸、檸檬酸和草酸)均能緩解Cd對油菜的脅迫作用,緩解程度為酒石酸>檸檬酸>草酸。郭艷杰等(2008)研究表明,水楊酸和半胱氨酸能顯著提高油菜地上部分對Cd的吸收。黃蘇珍等(2008)研究認為,不同濃度的EDTA和檸檬酸均能增加黃菖蒲對Cd和Cu的吸收,且提高其向地上部運輸Cd和Cu的能力,但檸檬酸會在一定程度上阻礙黃菖蒲的生長。劉萍等(2012)研究表明,檸檬酸在10 mg/kg濃度時能顯著促進龍葵生長,且對重金屬Cd的吸收量最大,達229.85 μg/gDW。潘麗萍等(2014)研究表明,檸檬酸能活化土壤中的重金屬并促進劍麻對重金屬的吸收,增加其富集系數。詹淑威等(2015)研究添加外源檸檬酸、草酸和蘋果酸對小飛揚草(Euphorbia thymifolia L.)富集Cd的影響,結果表明3種有機酸均能提高小飛揚草根和地上部的Cd含量,其效果為草酸>檸檬酸>蘋果酸。馬良等(2017)通過土培實驗研究發現,適當濃度的乙酸、檸檬酸和草酸均能促進植株地上部對Pb的吸收,提高植株修復Pb污染土壤的能力,且表現為乙酸>檸檬酸>草酸。馬俊俊等(2020)研究了不同螯合劑對香石竹(Dianthus caryophyllus)修復Cd污染土壤的影響,發現在2.5~10.0 mmol/kg濃度范圍內,EDTA、檸檬酸和草酸均能促進香石竹對土壤中有效態Cd的吸收。【本研究切入點】貴州省是我國西南典型的碳酸鹽巖地區,土壤類型主要以黃壤和石灰土為主,土壤層較薄,生態較脆弱。在長期的農用耕作過程中,導致大量的Cd進入土壤(邢丹等,2015),土壤Cd平均含量為0.659 mg/kg,重金屬背景值普遍高于國內其他區域(Zhang et al.,2015;崔明陽等,2017)。但目前針對該地區Cd污染黃壤進行植物修復的研究較少。【擬解決的關鍵問題】以貴州受Cd中度污染的黃壤耕地為研究對象,通過外源添加低分子有機酸,研究不同濃度有機酸對龍葵修復Cd污染黃壤效率的影響,以期為提高貴州地區黃壤重金屬污染的植物修復效率提供科學依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試土壤采自貴陽市郊區典型旱地黃壤,隨機采集表層0~20 cm的混合土壤樣品,采樣時用不銹鋼鏟避免土壤二次污染,并用干凈的編織袋盛裝土壤樣品,混合均勻土樣,揀出動植物殘體及碎石等雜物,風干過篩備用。土壤基本理化性質:pH 4.86,有機質38.4 g/kg,CEC 190.0 mmol/kg,堿解氮165.2 mg/kg,有效磷69.0 mg/kg,速效鉀173.0 mg/kg,總Cd 0.86 mg/kg。供試植物為龍葵,種子采自無污染土壤培育生長的植株。供試有機酸為檸檬酸、蘋果酸和酒石酸,均為分析純化學試劑。

1. 2 試驗方法

采用盆栽試驗,稱取過5 mm篩風干土2.5 kg裝盆,一次性施入基肥(尿素和KH2PO4),每盆用量分別為:尿素0.4 g(N 67.0 mg/kg),KH2PO4 0.3 g(P 53.3 mg/kg,K 34.9 mg/kg)。肥料與土壤混勻,加入去離子水使含水量為田間最大持水量的60%。

將龍葵種子直接播入盆缽,待種子出芽7 d后定苗,每盆留長勢相同的2株幼苗。定期以稱重法加去離子水使土壤的含水率保持為田間持水量的60%。龍葵生長60 d后,將低分子有機酸以溶液形式(相應濃度有機酸溶于500 mL去離子水中)加入到土壤中。根據前期研究成果(劉桂華等,2018),檸檬酸添加量分別為2.5 mmol/kg(2.5N)、5.0 mmol/kg(5N)、7.5 mmol/kg(7.5N)和10.0 mmol/kg(10N);蘋果酸添加量為2.5 mmol/kg(2.5P)、5.0 mmol/kg(5P)和7.5 mmol/kg(7.5P);酒石酸添加量為2.5 mmol/kg(2.5J)、5.0 mmol/kg(5J)和7.5 mmol/kg(7.5J)。復合有機酸分別為:(1)2.5 mmol/kg檸檬酸+7.5 mmol/kg蘋果酸(2.5N+7.5P);(2)2.5 mmol/kg檸檬酸+7.5 mmol/kg酒石酸(2.5N+7.5J);(3)5.0 mmol/kg檸檬酸+5.0 mmol/kg蘋果酸(5N+7.5P);(4)5.0 mmol/kg檸檬酸+5.0 mmol/kg酒石酸(5N+5J);(5)7.5 mmol/kg檸檬酸+2.5 mmol/kg蘋果酸(7.5N+2.5P);(6)7.5 mmol/kg檸檬酸+2.5 mmol/kg酒石酸(7.5N+2.5J)。共16組處理,另設1組對照(CK,添加500 mL去離子水),每組3個重復。為保證有機酸分布的均衡性,避免有機酸接觸龍葵地上部分而造成試驗誤差,有機酸采用滴管滴加方式加入到土壤中。1個月后收獲植株樣品,采集土壤樣品。植株樣品分根、莖、葉和果實部分,用去離子水洗凈,濾紙吸干其表面水分,置于105 ℃下殺青30 min,80 ℃烘干至恒重,測定各部分及單株干物質重量(生物量),然后磨細過100目篩,測定其Cd含量。

1. 3 測定指標及方法

土壤基本理化性質按常規方法測定(鮑士旦,2008)。土壤Cd全量采用混合酸消化(HCl-HNO3-HClO4),原子吸收分光光度法測定;植株樣品中Cd含量采用HNO3-HClO4消解,原子吸收分光光度法測定。

1. 4 統計分析

試驗數據采用Excel 2017進行平均值和標準差統計,采用DPS 6.5檢驗有機酸濃度和植株重金屬含量的差異顯著性(Duncans新復極差法),采用Origin 8.5.1制圖。

2 結果與分析

2. 1 低分子有機酸對龍葵生長的影響

生物量是直接反映植物生長情況的一個重要指標。由圖1可看出,檸檬酸、蘋果酸和酒石酸對龍葵單株生物量的影響有所差異。添加檸檬酸后,龍葵單株生物量隨著檸檬酸添加量的增大逐漸減少,檸檬酸添加量為2.5 mmol/kg時龍葵單株生物量最高,較CK顯著增加6.75%(P<0.05,下同),而檸檬酸添加量為5.0、7.5和10.0 mmol/kg時,龍葵單株生物量分別較CK顯著降低5.15%、17.75%和23.00%。添加蘋果酸后,龍葵單株生物量隨蘋果酸添加量的變化趨勢與檸檬酸相同,但各處理單株生物量均顯著低于CK,降幅分別為15.00%、16.35%和25.00%。添加酒石酸后,龍葵單株生物量呈先增加后減少的變化趨勢,各處理均顯著低于CK,降幅分別為6.50%、5.50%和9.00%。單一有機酸的添加量≤5.0 mmol/kg時,龍葵單株生物量表現為檸檬酸>酒石酸>蘋果酸;添加量為7.5 mmol/kg時,則表現為酒石酸>檸檬酸>蘋果酸,總體來看,添加不同有機酸后龍葵單株生物量表現為酒石酸>檸檬酸>蘋果酸。檸檬酸分別與蘋果酸、酒石酸復合添加后,龍葵單株生物量比單獨添加10.0 mmol/kg檸檬酸(10N)時顯著增加4.87%~27.60%;與CK相比,除2.5N+7.5J處理龍葵單株生物量無顯著差異外(P>0.05,下同),其他復合處理的龍葵單株生物量較CK顯著減少10.00%~19.25%。

2. 2 低分子有機酸對龍葵吸收Cd的影響

2. 2. 1 低分子有機酸對龍葵不同部位Cd含量的影響 不同低分子有機酸對龍葵根、莖、葉和果實中Cd含量的影響存在差異。由圖2可看出,隨著檸檬酸添加量的增大,龍葵根、莖和果實中的Cd含量整體上呈先升高后降低的變化趨勢,其中根和莖中的Cd含量在添加量為5.0 mmol/kg時達最大值,分別為0.94和1.45 mg/kg,較CK分別顯著增加5.62%和10.69%,莖中Cd含量雖在檸檬酸添加量為10.0 mmol/kg時略有升高,但仍低于5.0 mmol/kg時的Cd含量;果實中的Cd含量在檸檬酸添加量為7.5 mmol/kg時達最大值,為0.72 mg/kg,且較CK顯著降低7.70%;龍葵葉中Cd含量隨檸檬酸添加量的增大逐漸升高,較CK增幅為14.14%~40.91%,檸檬酸添加量為10.0 mmol/kg時達最大值。隨著蘋果酸添加量的增大,龍葵根、莖、葉和果實中的Cd含量均呈先升高后降低的變化趨勢,且在添加量為5.0 mmol/kg時達最大值,分別為1.08、2.00、6.65和1.03 mg/kg,達CK的1.21、1.53、1.68和1.32倍。添加酒石酸后,龍葵根和果實中的Cd含量先降低后升高,添加量為5.0 mmol/kg時Cd含量最低,但與CK相比仍增加5.62%和2.56%;莖和葉中的Cd含量則隨酒石酸添加量的增大逐漸降低,各處理Cd含量較CK均顯著增加,增幅分別為36.64%~47.33%和34.10%~59.10%。添加復合有機酸均能顯著促進龍葵莖和葉對Cd的吸收,莖和葉中Cd含量分別在2.5N+7.5J和2.5N+7.5P處理達最大值,為1.70和5.17 mg/kg;龍葵根部Cd含量在復合有機酸5N+5P和2.5N+7.5J處理時顯著高于CK,分別為0.91和0.94 mg/kg,其他處理的根部Cd含量均顯著低于CK;果實中的Cd含量表現為5N+5P和7.5H+7.5P處理顯著低于CK,其他復合酸處理與CK差異不顯著。總體看來,不同有機酸處理后,龍葵根、莖、葉和果實中的Cd含量均表現為葉>莖>根>果實,說明添加有機酸可促進土壤中的Cd通過根部向莖、葉輸導,果實對Cd也有一定吸收,且促進作用大小為蘋果酸>酒石酸>檸檬酸,其中,5.0 mmol/kg蘋果酸的促進作用最大,其次是2.5 mmol/kg酒石酸。檸檬酸與蘋果酸、酒石酸復合處理能在一定程度上促進龍葵對Cd的吸收,但總體效果低于單一有機酸處理。

2. 2. 2 低分子有機酸對龍葵植株Cd累積量的影響 龍葵植株Cd累積量是根、莖、葉和果實中Cd含量與龍葵生物量的乘積,能最直觀地反映植物修復效果。隨著檸檬酸添加量的增大,龍葵植株Cd累積量逐漸減小,添加量為2.5和5.0 mmol/kg時,Cd累積量較CK顯著增加16.18%和13.98%;而添加量為7.5和10.0 mmol/kg時較CK降低3.15%和5.39%。蘋果酸添加量為2.5和5.0 mmol/kg時,龍葵植株Cd累積量較CK顯著增加11.54%和29.72%;添加量為7.5 mmol/kg時龍葵植株Cd累積量低于CK,但無顯著性差異。隨著酒石酸添加量的增大,龍葵植株Cd累積量逐漸增加,較CK分別顯著增加36.42%、23.53%和19.36%。添加復合有機酸后,5N+5P和2.5N+7.5J處理的龍葵植株Cd累積量較CK顯著增加6.50%和8.08%,其余復合處理則均低于CK。整體來看,添加2.5 mmol/kg酒石酸和5.0 mmol/kg蘋果酸對龍葵植株Cd累積量的影響最明顯。

2. 3 低分子有機酸對土壤Cd富集能力的影響

植物地上部和根部重金屬含量的比值為轉移系數,反映重金屬由地下部分向地上部分轉移的能力(劉萍等,2012),轉移系數越大,說明植物從根系向地上部分轉移重金屬的能力越強。植物體內重金屬與土壤重金屬含量的比值為富集系數,反映重金屬在植物體內的富集能力,也是評價超積累植物的關鍵指標之一(周啟星和宋玉芳,2004)。由表1可知,不同有機酸處理對龍葵Cd轉移系數和富集系數的影響存在差異。與CK相比,不同有機酸處理對龍葵Cd的轉移系數和富集系數均具有促進作用,3種單一有機酸處理的轉移系數和富集系數整體表現為蘋果酸>酒石酸>檸檬酸。添加檸檬酸后,龍葵Cd的轉移系數和富集系數分別較CK增加8.71%~35.30%和8.84%~22.88%。添加蘋果酸后,龍葵Cd的轉移系數和富集系數分別較CK增加32.50%~49.48%和31.23%~55.08%。添加酒石酸后,龍葵Cd的轉移系數和富集系數分別較CK增加6.79%~37.96%和30.75%~45.88%。檸檬酸與蘋果酸、酒石酸復合處理后,轉移系數較CK分別提高18.02%~28.36%和5.47%~18.46%,富集系數分別較CK提高8.84%~19.25%和4.96%~10.65%。由此可知,添加有機酸均在一定程度上提高了龍葵Cd從地下部分向地上部分的轉移和富集能力,其中復合有機酸處理的轉移系數和富集系數均低于添加10.0 mg/kg檸檬酸處理(10N)。由此看出,添加低分子有機酸能在一定程度上強化龍葵對貴州黃壤中Cd的富集作用,其中蘋果酸添加量為5.0 mmol/kg的富集系數最大,達12.81。

3 討論

生物量是直接反映重金屬脅迫下植物生長狀況的重要評價指標之一(黃蘇珍等,2008)。本研究中,添加不同濃度的檸檬酸、蘋果酸和酒石酸后,龍葵單株生物量整體上呈降低趨勢,且除低濃度檸檬酸(2.5 mmol/kg)處理外,其他處理的龍葵單株生物量均低于CK,與包姣等(2012)研究發現低濃度有機酸對煙草生長有一定促進作用,而進一步提高用量則對煙草生長有抑制作用的結果相似,推測其原因可能是有機酸在一定濃度范圍內能降低土壤pH,提高土壤中營養元素的有效性,對植物生長具有一定的刺激作用;但有機酸濃度過高則會導致植物過量吸收有機酸而產生脅迫反應,干擾其對營養元素的吸收,從而對植物生長表現出抑制作用(Vassil et al.,2004)。

有機酸能與重金屬形成五元或六元環狀結構(朱艷霞等,2006),這種結構在一定程度上能提高土壤中重金屬的活性,從而增加土壤中重金屬的遷移性而更易被植物吸收(廖敏和黃昌勇,2002;胡浩等,2008)。穩定性越高的有機絡合物越容易從污染土壤中去除(Gheju and Stelescu,2013),檸檬酸、酒石酸和蘋果酸與土壤中Cd形成絡合物的穩定常數分別為3.15、2.80和2.36(劉桂華等,2018)。本研究發現,檸檬酸、蘋果酸和酒石酸能強化龍葵根、莖、葉和果實對Cd的吸收,表現為蘋果酸>酒石酸>檸檬酸,與3種有機酸絡合物的穩定系數不完全一致,原因可能是3種有機酸均為弱質子酸,三者能提供的H+程度為檸檬酸>酒石酸>蘋果酸,因此添加檸檬酸后土壤pH最低,其次為酒石酸和蘋果酸(詹淑威等,2015),但低pH環境下有機酸會顯著抑制植物對土壤Cd的吸收(廖敏,2000;王學鋒等,2006),導致檸檬酸處理對龍葵Cd吸收的促進作用小于蘋果酸和酒石酸。添加檸檬酸、酒石酸和蘋果酸后,與CK相比,龍葵對Cd的轉移系數和富集系數均有所提高,且促進作用表現為蘋果酸>酒石酸>檸檬酸,這也與上述3種有機酸提供H+程度不同,龍葵對土壤中Cd吸收有所不同相一致。

本研究結果表明,隨著蘋果酸和檸檬酸添加量的增大,龍葵根、莖、葉和果實中的Cd含量呈先升高后降低的變化趨勢,龍葵各部位Cd濃度高低依次表現為葉>莖>根>果實,說明龍葵地上部的葉和莖是吸收Cd的主要部位,與李志賢等(2017)研究表明龍葵地上部Cd累積量均顯著高達龍葵地下部Cd累積量的10~15倍的結果相似。龍葵在2.5 mmol/kg檸檬酸處理下生物量達最大值,但龍葵對Cd累積的最大值并非出現在該處理,而是在2.5 mmol/kg酒石酸處理下達最大值。因此,植物對Cd修復效率的關鍵主要取決于其植株生物量與吸收Cd含量的平衡點,使兩者乘積最大化。同時,實際修復中對龍葵枯葉及時清理收集和刈割,則有利于防止葉中重金屬重新進入土壤,提高龍葵富集Cd的能力,進而提高植物修復效率(裴昕等,2007;Komaek et al.,2008)。

4 結論

添加適當濃度的檸檬酸、蘋果酸和酒石酸均能提高龍葵各部位對Cd的吸收及土壤Cd從地下向地上部轉移的能力,促進龍葵對Cd的轉移和富集,龍葵不同部位富集量表現為葉>莖>根>果實。其中添加5.0 mmol/kg蘋果酸時,龍葵對Cd的累積量相對較高且富集系數最大,對土壤中Cd的植物修復效果最好。

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(責任編輯 王 暉)

收稿日期:2019-11-06

基金項目:貴州省科技支撐計劃項目(黔科合支撐〔2017〕2577,黔科合支撐〔2019〕2368號);貴州省農業科學院青年基金項目(黔農科院青年基金〔2017〕13號)

作者簡介:*為通訊作者,范成五(1977-),副研究員,主要從事農業資源利用與環境研究工作,E-mail:gzfcw@163.com。劉桂華(1989-),主要從事農業環境重金屬污染治理研究工作,E-mail:740768802@qq.com

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