鎘污染土壤中不同芥菜品種鎘富集能力研究

陳院華等

摘要 ?通過鎘污染土壤地塊實(shí)地試驗(yàn)，研究9個(gè)不同芥菜品種地上部分生物量、鎘富集系數(shù)、鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和鎘富集能力的差異。篩選出廣西大肉甜芥菜、精品棒菜2個(gè)鎘超富集芥菜品種和鎘富集量最大的嫩香白皮棒菜品種。

關(guān)鍵詞 ??鎘污染;芥菜;鎘富集;差異

中圖分類號(hào)X??53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2018）36-0125-03

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和工業(yè)化的高速發(fā)展，土壤重金屬污染問題日趨突顯，已成為影響農(nóng)業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大制約因素。目前，國內(nèi)外采用不同的方法對土壤重金屬污染及修復(fù)機(jī)理{1-26]進(jìn)行了大量研究，并取得了不少研究成果。應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)對植物富集及轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬的能力進(jìn)行研究，篩選出適合的植物進(jìn)行污染土壤的修復(fù)。筆者以不同芥菜品種為對象，研究受鎘污染土壤中不同芥菜品種鎘富集及轉(zhuǎn)運(yùn)的差

異性，從而篩選出鎘超富集芥菜品種和鎘富集量最大的品種。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地位于江西省貴溪市某Cd田塊污染區(qū)，土壤基本理化性質(zhì)見表1，具體測定方法參見土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法{27]。

土壤中Cd全量測定采用硝酸-高氯酸消解法，測定值為0.60mg/kg，是國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618—1995）{28]0.30mg/kg（pH小于6.5）的2.0倍。

1.2試驗(yàn)材料選用9個(gè)不同芥菜品種進(jìn)行試驗(yàn)，分別為

四季甜客家芥、嫩香白皮棒菜、特選大坪埔大肉包心芥菜、優(yōu)選益豐芥菜、特大棒菜、特大寬邦全包青菜、嫩香榨菜、精品棒菜、廣西大肉甜芥菜

，品種均為市場購買。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)收集的芥菜品種進(jìn)行種植，種植密度為13.2cm×23.1cm，蔬菜栽培管理按常規(guī)栽培措施進(jìn)行。供試品種于2016年10月8日播種，11月11日進(jìn)行芥菜苗移栽，于2017年3月8日進(jìn)行成熟期收割采樣。

1.4植物樣品分析

收獲的芥菜樣分為地上和地下2部分，分別用自來水充分沖洗以去除黏附于植物樣品上的泥土和污物，然后再用去離子水沖洗，瀝去水分后在烘干前先在105℃下殺青30min，然后在70℃下于烘箱中烘至恒重，烘干后的植物樣品粉碎備用，土壤樣品風(fēng)干后過100目篩備用。植物及土壤樣品均采用HNO3-HClO4法消化（二者體積比為87%∶13%）、原子吸收分光光度計(jì)法測定其中的重金屬含量，土壤有機(jī)質(zhì)含量等基本理化性質(zhì)的測定采用常規(guī)的測定方法{29]。pH用PHS-3B型pH計(jì)測定，土水比為1.0∶2.5。

富集系數(shù)=地上部器官中重金屬含量/土壤中重金屬含量

轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)=莖葉中重金屬含量/根部重金屬含量

一般認(rèn)為，超積累植物其富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均應(yīng)大于1{30]。

1.5數(shù)據(jù)處理采用Excel2010和SPSS16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2結(jié)果與分析

2.1不同芥菜品種生物量

由表2可知，成熟期9個(gè)不同芥菜品種地上部分生物量存在顯著差異，地上部生物量最大為嫩香白皮棒菜，生物量為7.050kg/株，地上部生物量最小的為廣西大肉甜芥菜，生物量為1.685kg/株，相差4.2倍。

2.2不同芥菜品種富集及轉(zhuǎn)運(yùn)鎘能力

植物富集重金屬能力可用富集系數(shù)來衡量。富集系數(shù)是植物體內(nèi)重金屬與土壤中重金屬含量的比值，在超積累植物篩選時(shí)一般以地上部分的富集系數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榈厣喜糠稚锪枯^容易收獲，且對土壤表層的擾動(dòng)小。地上部分富集系數(shù)大于1，意味著植物地上部某種重金屬含量大于所生長土壤中該種重金屬的濃度，是超富集植物區(qū)別于普通植物對重金屬積累的一個(gè)重要特征{27]。植物對土壤中重金屬不僅有富集的作用，也有轉(zhuǎn)運(yùn)的能力。植物根部從土壤中吸收重金屬，借助新陳代謝作用將重金屬運(yùn)移至植物其他部位。植物對重金屬運(yùn)移的能力可用轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)來衡量。

不同芥菜品種對鎘富集系數(shù)及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)見表3。由表3可知，不同芥菜品種對鎘富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)差異較大，廣西大肉甜芥菜鎘富集系數(shù)最大為1.49，嫩香白皮棒菜鎘富集系數(shù)最小為0.61，9個(gè)不同芥菜品種中只有特大寬邦全包青菜鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)小于1.00，為0.95，其他8個(gè)芥菜品種對鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1.00，四季甜客家芥鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最大為9.34。9個(gè)不同芥菜品種中廣西大肉甜芥菜、精品棒菜鎘富集系數(shù)及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1.00，屬于鎘超積累植物。

2.3不同芥菜品種吸收鎘能力

植物體吸收重金屬鎘的量與植株的生物量和土壤中鎘濃度有密切聯(lián)系。植株生物量越大，吸收重金屬鎘的量越多，植株生物量越小，吸收重金屬鎘的量越少;重金屬鎘濃度越高，植物體內(nèi)重金屬鎘的量也越多，反之，則越少。不同芥菜品種富集鎘能力見表4。由表4可知，鎘富集量最大的是特選大坪埔大肉包心芥菜，富集量為2.663mg/株，鎘富集量最小的為廣西大肉甜芥菜，富集量為1.501mg/株。雖然廣西大肉甜芥菜、精品棒菜為鎘超富集植物，但鎘吸收量均較少，因?yàn)樯锪刻?雖然嫩香白皮棒菜生物量最大，鎘富集量為2.596mg/株，鎘富集量也低于特選大坪埔大肉包心芥菜。由此可知，芥菜生物量和土壤中鎘濃度低是影響芥菜吸收鎘的重要因素。

因此，只有生物量大且吸收重金屬能力強(qiáng)的植物才對重金屬有較強(qiáng)的富集作用。在進(jìn)行植物修復(fù)重金屬污染土壤時(shí)，植物生物量和地上部重金屬含量的大小是選取修復(fù)植物的重要指標(biāo)。

3結(jié)論

（1）不同芥菜品種對鎘的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)能力差異顯著，廣西大肉甜芥菜、精品棒菜2個(gè)芥菜品種鎘富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1.00，為鎘超富集芥菜品種。

（2）不同芥菜品種鎘富集能力顯著差異，芥菜生物量和土壤中鎘濃度是影響芥菜吸收鎘的重要因素，特選大坪埔大肉包心芥菜鎘富集量最大。

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