復(fù)合鈍化劑對(duì)鎘污染土壤三七生長(zhǎng)及生理特性的影響

劉娟，李佳佳，張乃明，馮光泉

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，昆明650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明650201；3.云南省土壤培肥與污染修復(fù)工程實(shí)驗(yàn)室，昆明650201；4. 山西晉環(huán)科源環(huán)境資源科技有限公司，山西 朔州030024；5. 文山學(xué)院文山三七研究院，云南 文山663000）

三七（Panax notoginseng）為五加科人參屬多年生草本植物[1]，因其富含人參皂苷Rg1、槲皮素、乙酸等12 種單體皂苷、止血成分田七氨酸、揮發(fā)油及多種微量元素，對(duì)血液和造血系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)等具有獨(dú)特的藥用、保健和應(yīng)用價(jià)值[2]。三七因其生長(zhǎng)特性，僅種植于云南省文山州、紅河州等少數(shù)低緯、中高海拔地區(qū)[3]，由于種植地土地面積的局限性以及三七種植過(guò)程中存在連作障礙，嚴(yán)重地影響了三七的產(chǎn)量。此外，由于種植地土壤背景值高、礦冶活動(dòng)的盲目擴(kuò)張以及部分含重金屬農(nóng)藥的大量施用等原因，三七種植區(qū)土壤出現(xiàn)較為嚴(yán)重的重金屬污染問(wèn)題。已經(jīng)有研究報(bào)道，三七根塊中鎘的超標(biāo)率高達(dá)62.96%，三七中鎘污染不僅會(huì)抑制植物生長(zhǎng)并降低酶的活性，還可以通過(guò)食物鏈富集對(duì)人體造成危害。目前我國(guó)三七年均產(chǎn)量約9 000 t，占世界三七市場(chǎng)的90% 以上，三七成為我國(guó)出口的大宗藥材之一[4-5]，隨著人們對(duì)于中藥材重金屬含量問(wèn)題的愈加重視，三七重金屬污染已經(jīng)成為三七產(chǎn)業(yè)拓展國(guó)際市場(chǎng)的一大難題和障礙。

化學(xué)鈍化是普遍采用的一種重金屬污染土壤修復(fù)治理的方法[6]，即通過(guò)向土壤中添加有機(jī)鈍化劑（生物炭、糞肥、秸稈等）、無(wú)機(jī)鈍化劑（黏土礦物、磷酸鹽類和金屬氧化物等）和納米材料（碳質(zhì)納米材料、改性納米材料、納米性礦物以及零價(jià)金屬材料）等改良劑[7-12]，一方面改善土壤的理化性質(zhì)、提高土壤養(yǎng)分狀況[13]，另一方面改變重金屬在土壤中存在的形態(tài)，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物有效性，從而降低重金屬對(duì)動(dòng)植物的毒害[7]。近年來(lái)鈍化劑被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田污染土壤的修復(fù)，所用鈍化劑以單一材料為主，而復(fù)合鈍化劑應(yīng)用于三七種植區(qū)鎘污染土壤的修復(fù)研究還很少。因此開(kāi)展復(fù)合鈍化劑對(duì)鎘污染土壤上三七生長(zhǎng)及其鎘吸收累積的影響研究，可以為三七的安全種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

土壤樣品采自云南省文山州文山市（23°34′54″N，104°19′46″ E），供試土壤為紅壤，于2017年2月按照隨機(jī)多點(diǎn)混合采樣法采集0～20 cm 耕層土壤，經(jīng)過(guò)風(fēng)干后過(guò)2 mm孔徑篩，去除土樣中的根茬、動(dòng)物殘?bào)w和石塊等雜物。供試土壤的基本理化性質(zhì)為：pH 值6.0、有機(jī)質(zhì)24.17 g·kg-1、堿解氮20.42 mg·kg-1、速效磷27.24 mg·kg-1、速效鉀54.10 mg·kg-1，云南屬于重金屬元素背景值比較高的區(qū)域，鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.94 mg·kg-1。人工污染土壤通過(guò)向土壤中噴灑鎘[Cd（NO3）2·4H2O]（分析純）溶液，攪拌均勻后固定兩周，使土壤中Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5 mg·kg-1，制成鎘污染土壤。

供試三七（Panax notoginseng）選用一年生種苗，由文山學(xué)院文山三七研究院提供。以固廢資源再利用、經(jīng)濟(jì)廉價(jià)為原則，本研究采用的復(fù)合鈍化劑材料由改性磷石膏、硅藻土、生物炭和石灰4 種材料復(fù)配而成（表1），配施比例為改性磷石膏∶硅藻土∶生物炭∶石灰為50∶25∶15∶10（質(zhì)量比）。其中，磷石膏為筆者所在實(shí)驗(yàn)室研制的加熱改性磷石膏，加熱溫度為800 ℃，磷石膏呈弱酸性，改性后磷石膏本身有氟、砷等有害物質(zhì)揮發(fā)，鈣活性提高，磷石膏熱改性還可以提高磷石膏的pH。磷石膏主要成分為CaSO4·2H2O。供試的硅藻土購(gòu)自天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3。生物炭購(gòu)自鄭州牛特農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司，主要成分為C。石灰購(gòu)自昆明索希達(dá)科技有限公司，主要成分為CaO。所有鈍化劑過(guò)200 目篩，復(fù)合鈍化劑通過(guò)攪拌機(jī)混合均勻，外觀為灰色粉末，pH 9.4，Cd 0.39 mg·kg-1，CaO 29%，SiO236%，C 7%。

表1 供試鈍化劑的理化性質(zhì)Table 1 The physical and chemical properties of the test passivator

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4 個(gè)處理，分別為0（CK，不添加復(fù)合鈍化劑）、0.50%、1.00%、1.50%，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)所用容器為上口外直徑為26 cm，下口外直徑21 cm，高21 cm 的塑料盆，每盆裝土6 kg。將復(fù)合鈍化劑按比例加入土壤，與土壤充分混勻。于2017 年2 月9 日移栽三七種苗，移栽前每盆施入底肥90 g，放置一周，篩選長(zhǎng)勢(shì)一致、無(wú)病蟲害的三七，每盆移栽13 株。為防止三七發(fā)生病蟲害，在種植前使用殺毒礬、多抗霉素以1∶1 的比例進(jìn)行蘸根。移栽結(jié)束后澆水至澆透且無(wú)多余水流出，整齊擺放于提前搭建好的遮陰網(wǎng)內(nèi)，再用0.5～1.0 cm 厚度的松針進(jìn)行遮蓋，處理后待出苗。

在三七生長(zhǎng)期間，每隔5 d澆水一次（具體根據(jù)天氣），每次澆水約700 mL。8 月份，三七逐步結(jié)束營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期，此時(shí)每盆隨機(jī)采集4 株三七進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。在2018年1月，將剩余的三七全部收獲，用清水洗干凈，再用去離子水洗3 次然后將三七植株在105 ℃下殺青30 min，在65 ℃下烘干至恒質(zhì)量，分別測(cè)定三七主根、莖、葉、剪口部位中重金屬鎘含量，土樣按照四分法取混合土樣約500 g，風(fēng)干后過(guò)篩，進(jìn)行土壤有效態(tài)鎘含量、pH 以及有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤pH 值采用玻璃電極法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-外加熱法測(cè)定[14]；土壤中鎘采用石墨爐原子吸收分光光度法（島津AA6880）測(cè)定；土壤有效態(tài)鎘含量用DTPA 提取- 原子吸收法（島津AA6880）測(cè)定，加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07405 對(duì)整個(gè)分析測(cè)試過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制；三七植株各部位鎘含量采用石墨爐原子吸收法（島津AA6880）測(cè)定，以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07603 GSV-2）為內(nèi)標(biāo)控制樣品分析質(zhì)量。

用卷尺（精度為0.01 cm）測(cè)量株高（從莖基部到莖的最高端）；用直尺（精度為0.01 cm）測(cè)定三七葉長(zhǎng)、葉寬（三七中葉）；用游標(biāo)卡尺（精度為0.02 mm）測(cè)定三七莖粗（剪口以上0～1 cm 處）；葉綠素用葉綠素儀（SPAD-502 Plus）測(cè)定；地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量用天平稱量精確到0.01 g。丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定；游離氨基酸含量采用茚三酮溶液顯色法測(cè)定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定，上述指標(biāo)參照李合生《植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)》。過(guò)氧化氫酶（CAT）、過(guò)氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）用南京建成試劑盒測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007 軟件進(jìn)行整理和作圖，采用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）和顯著性檢驗(yàn)，顯著水平為0.05。三七中鎘含量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《地理標(biāo)志產(chǎn)品 文山三七》（GB / T 19086—2008），其標(biāo)準(zhǔn)臨界值為0.5 mg·kg-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合鈍化劑對(duì)三七生物學(xué)性狀的影響

三七植株的生長(zhǎng)狀況可以直接反應(yīng)鈍化劑的鈍化效果，復(fù)合鈍化劑對(duì)三七生物學(xué)性狀的影響如表2所示，與對(duì)照相比，不同鈍化劑添加量對(duì)三七株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗、葉綠素和生物量均有一定的影響，三七各生物學(xué)指標(biāo)隨著鈍化劑添加量的增加而增加。當(dāng)鈍化劑添加量為0.50% 和1.00% 時(shí)，三七的株高、葉寬、地上鮮質(zhì)量以及地下干質(zhì)量顯著高于對(duì)照，而其他指標(biāo)差異不顯著。當(dāng)鈍化劑添加量為1.50% 時(shí)，三七株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗及地上鮮/干質(zhì)量、地下鮮/干質(zhì)量增加最為明顯，與對(duì)照相比，分別增加33.8%、29.4%、18.9%、25.0%、50.0%、38.5%、64.0% 以 及84.6%，均達(dá)到了顯著性差異，綜合各指標(biāo)的分析結(jié)果可以得出在鈍化劑添加量為1.50% 時(shí)，三七的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)的整體表現(xiàn)最好。

2.2 復(fù)合鈍化劑對(duì)三七抗氧化性的影響

植物的過(guò)氧化性和抗氧化性可以間接反映植物受鎘的脅迫程度，由表3 可見(jiàn)，不同鈍化劑添加量三七主根MDA 含量的范圍為0.43～0.88 nmol·L-1，葉片MDA 含量的范圍為1.09～2.10 nmol·L-1，鈍化劑添加量為0.50%、1.00%、1.50% 時(shí)，三七主根中MDA 含量與對(duì)照相比分別降低了17.0%、51.1% 和11.4%，葉片MDA 含量分別降低了11.0%、48.1% 和18.6%，三七主根和葉片MDA 含量隨著鈍化劑添加量的增大呈先下降后上升的趨勢(shì)。

抗氧化系統(tǒng)由SOD、POD 和CAT 等抗氧化酶組成。不同鈍化劑添加量三七主根SOD 活性為10.83～17.32 U·g-1·min-1，葉片中SOD 活性為20.43～33.43 U·g-1·min-1，三七主根和葉片中SOD 活性隨著鈍化劑添加量的增加呈下降趨勢(shì)，且各處理間均達(dá)到顯著性差異。 不同鈍化劑添加量三七主根POD 活性為122.51～156.83 U · g-1· min-1，葉 片 中POD 活 性 為257.80～284.03 U·g-1·min-1，三七主根和葉片中POD活性隨著鈍化劑添加量的增加呈下降趨勢(shì)，除0.50%鈍化劑處理，其他2 個(gè)處理與對(duì)照相比均達(dá)到顯著性差異。不同鈍化劑添加量三七主根CAT 活性為0.35～4.46 U·g-1·min-1，葉片CAT 活性為0.21～7.27 U·g-1·min-1，三七主根和葉片中CAT 活性隨著鈍化劑添加量的增加呈上升趨勢(shì)，且各處理間均達(dá)到了顯著性差異。

2.3 復(fù)合鈍化劑對(duì)三七滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

復(fù)合鈍化劑對(duì)三七可溶性蛋白以及游離氨基酸的影響如表4 所示，鈍化劑添加量為0.50%、1.00%、1.50% 時(shí)，三七主根中可溶性蛋白含量的范圍為6.80～19.34 mg·g-1，與對(duì)照相比分別降低了33.1%、59.0% 和64.8%，各處理間差異性顯著，可溶性蛋白含量整體隨著鈍化劑添加量的升高呈下降趨勢(shì)。葉片中可溶性蛋白含量的范圍為8.59～17.96 mg·g-1，葉片可溶性蛋白含量呈上升趨勢(shì)，與對(duì)照相比分別增加了92.3%、99.3% 和109.1%。鈍化劑添加量為0.50%、1.00%、1.50% 時(shí)，三七主根中游離氨基酸含量的范圍為471.28～1 556.72 μg·g-1，與對(duì)照相比分別降低了41.3%、69.7% 和59.6%，葉片中游離氨基酸含量的范圍為1 478.67～1 725.02 μg·g-1，與對(duì)照相比分別降低了14.3%、2.9% 和2.4%，不同鈍化劑添加量之間差異性顯著。主根和葉片中游離氨基酸含量隨著鈍化劑添加量的增加呈先下降后上升的趨勢(shì)。

表2 復(fù)合鈍化劑對(duì)三七生物學(xué)性狀的影響Table 2 Effect of different passivator contents on biological characters of Panax notoginseng

表3 不同鈍化劑添加量對(duì)三七抗氧化性的影響Table 3 Effect of different passivator contents on antioxidation of Panax notoginseng

表4 不同鈍化劑添加量對(duì)三七滲透性的影響Table 4 Effect of different passivator contents on the permeability of Panax notoginseng

2.4 復(fù)合鈍化劑對(duì)土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)和有效態(tài)鎘含量的影響

土壤pH值是影響土壤重金屬有效態(tài)和植物吸收重金屬的主要因素。施用鈍化劑以后，土壤中pH 含量有不同程度的增加，與對(duì)照相比，0.50%、1.00% 和1.50% 添加量處理pH 含量分別增加了18.8%、17.6%和18.6%，差異達(dá)到了顯著性水平，但不同鈍化劑處理之間差異性不顯著。土壤有機(jī)質(zhì)不僅可以改良受污染土壤，而且還可以提高土地生產(chǎn)力。施用鈍化劑以后，0.50%、1.00%、1.50% 鈍化劑處理土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為24.99、27.12 mg·kg-1和30.08 mg·kg-1，與對(duì)照相比，分別提高了3.4%、12.2% 和24.5%，0.50% 鈍化劑處理土壤中有機(jī)質(zhì)含量與對(duì)照之間雖有增加，但差異不顯著，1.00% 和1.50% 鈍化劑處理土壤與對(duì)照之間呈顯著性差異（圖1）。

圖1 不同鈍化劑處理對(duì)土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量的影響Figure 1 Effect of compound passivator on pH and organic matter content in soil

復(fù)合鈍化劑對(duì)土壤有效態(tài)鎘含量的影響如圖2所示，可以看出，鈍化劑添加量為0.50%、1.00%、1.50% 時(shí)土壤中有效態(tài)鎘含量分別為1.77、1.67、1.37 mg·g-1和1.18 mg·g-1，施加鈍化劑可以不同程度地降低土壤中有效態(tài)鎘的含量，與對(duì)照相比，鈍化劑添加量為0.5%、1.00%、1.50%時(shí)土壤中有效態(tài)鎘含量分別降低5.6%、22.6%、33.3%，其中，0.50% 鈍化劑添加量與對(duì)照相比，差異不顯著，而1.00% 和1.50% 鈍化劑添加量較對(duì)照降低幅度大，呈顯著性差異，不同鈍化劑添加量的鈍化效果為1.50%＞1.00%＞0.50%。

2.5 復(fù)合鈍化劑對(duì)三七各部位鎘吸收的影響

圖2 復(fù)合鈍化劑對(duì)土壤有效態(tài)鎘含量的影響Figure 2 Effect of compound passivator on available Cd content in soil

圖3 復(fù)合鈍化劑對(duì)三七各部位重金屬鎘含量的影響Figure 3 Effect of compound passivator on the content of heavy metal Cd in different parts of Panax notoginseng

復(fù)合鈍化劑處理對(duì)三七各部位吸收鎘的影響見(jiàn)圖3，不同鈍化劑添加量三七各部位鎘累積量在0.30～1.07 mg·g-1。與對(duì)照相比，添加鈍化劑不同程度地降低了三七各部位重金屬鎘累積量。三七主根鎘含量隨著鈍化劑添加量的增加而降低，添加0.50%、1.00%、1.50% 的復(fù)合鈍化劑使三七主根鎘累積量分別降低了21.4%、51.4% 和57.1%，且不同鈍化劑添加量之間差異性顯著。三七剪口鎘含量較對(duì)照分別降低了62.6%、58.9% 和58.9%，差異達(dá)到了顯著性水平，但不同鈍化劑添加量之間差異性不顯著。三七莖部的鎘累積量也是隨著鈍化劑添加量的增加而降低，鈍化劑添加量為0.50%、1.00%、1.50% 時(shí)使三七莖部鎘累積量分別減少了47.4%、51.6% 和67.4%，不同添加量之間鎘含量差異性顯著。0.50%、1.00%和1.50%鈍化劑添加量三七葉鎘累積量分別為0.48、0.47 mg·g-1和0.30 mg·g-1，與對(duì)照相比，分別降低了25.0%、26.6% 和53.1%，差異達(dá)到了顯著性水平。本試驗(yàn)中，添加鈍化劑后三七剪口、莖和葉中鎘含量均低于我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地理標(biāo)志產(chǎn)品 文山三七》（GB/T 19086—2008）中鎘的限量（0.5 mg·g-1），而在三七主根中，添加量為1.00% 和1.50% 時(shí)，鎘含量低于我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19086—2008）中鎘的限量。

3 討論

3.1 施用復(fù)合鈍化劑與三七的生長(zhǎng)發(fā)育

在本研究中，施用復(fù)合鈍化劑對(duì)三七株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗、葉綠素和生物量均有一定的影響，在鈍化劑添加量為1.50% 時(shí)，三七的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)的整體表現(xiàn)最好。主要是因?yàn)橥寥朗┘逾g化劑以后，一方面鈍化劑降低了重金屬對(duì)三七的毒害作用，另一方面又提高了作物對(duì)養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)，提高了作物的地上和地下生物量。有研究表明，施用硅藻土、生物炭、沸石粉能不同程度地促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，增加玉米株高、葉面積、生物量和穗粒質(zhì)量，顯著提高玉米產(chǎn)量[15]。劉阿梅等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，在基質(zhì)中添加生物炭可以增加圓蘿卜和小青菜株高和鮮質(zhì)量，同時(shí)促進(jìn)圓蘿卜根部膨大。王甲辰等[17]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，向土壤中添加沸石粉可以增加玉米的生物量。本研究中，施用不同比例的復(fù)合鈍化劑（改性磷石膏、硅藻土、生物炭、石灰）可以有效提高三七株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗、葉綠素以及生物量，主要是因?yàn)楦男粤资嗄軌蛟黾油寥乐杏行B(tài)氮、磷、鉀的含量，直接提供三七生長(zhǎng)所需的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)三七生長(zhǎng)，同時(shí)施用磷石膏還可提高土壤pH 的含量，降低土壤中鎘的毒害。硅藻土屬于黏土礦物，比表面積大，其結(jié)構(gòu)層帶電荷[18]，可以通過(guò)吸附、配位反應(yīng)以及共沉淀反應(yīng)等作用，降低溶液中重金屬離子的濃度和活性，從而降低對(duì)三七的毒害。生物炭是一種多孔碳質(zhì)材料，具有豐富的孔隙和表面含氧官能團(tuán)[19-20]，且有低堆積密度、高比表面積等特性，對(duì)土壤鎘固定有很大的作用。同時(shí)，生物炭的添加不僅可以增強(qiáng)土壤中微生物的活性，增強(qiáng)對(duì)污染物的降解能力，還可以提高土壤中多種養(yǎng)分及微量元素[21]，從而達(dá)到改善土壤質(zhì)量以及促進(jìn)三七生長(zhǎng)的作用。石灰屬于堿性材料，它可以改變土壤pH 從而降低土壤有效態(tài)鎘的含量[22]，但石灰的強(qiáng)堿性也可能會(huì)對(duì)三七生長(zhǎng)造成一定的危害，在本研究中，由于其添加量較少，造成的影響需作深入研究。

3.2 復(fù)合鈍化劑對(duì)三七抗氧化系統(tǒng)和滲透性物質(zhì)的影響

重金屬污染導(dǎo)致植物體內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧自由基，引起蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子變性、膜脂質(zhì)過(guò)氧化，從而使植物受到傷害。而植物并非被動(dòng)地遭受逆境所造成的氧化脅迫，在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，植物形成了廣泛分布的、多層次的活性氧清除系統(tǒng)?？寡趸赶到y(tǒng)是植物抵抗重金屬脅迫的重要防御系統(tǒng)。超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）是三七體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)中最重要的3種酶類，SOD 作為植物抗氧化酶系統(tǒng)的第一道防線，可以清除O-2自由基，減少膜質(zhì)過(guò)氧化，保持細(xì)胞膜的穩(wěn)定，CAT 和POD 可以清除H2O2，這3 種酶相互作用來(lái)防止活性氧（ROS）的積累。在本研究中，主根和葉片的SOD 和POD 活性均低于對(duì)照，且隨著鈍化劑添加量的增加呈下降趨勢(shì)，可能是因?yàn)榧尤霃?fù)合鈍化劑緩解了三七所遭受的鎘脅迫。

丙二醛（MDA）是細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物之一，MDA 含量的高低在一定程度上能反映脂膜過(guò)氧化作用水平和膜結(jié)構(gòu)的受害程度[23-24]。本研究發(fā)現(xiàn)，土壤中加入復(fù)合鈍化劑以后，三七主根和葉片中的MDA含量均低于對(duì)照，MDA 下降是自由基減少、對(duì)脂膜過(guò)氧化作用減弱的結(jié)果，自由基減少可能源于復(fù)合鈍化劑的添加使得鎘脅迫減弱或抗氧化酶活性提高、清除作用增強(qiáng)等。本研究還發(fā)現(xiàn)，雖然總體上MDA 含量均低于對(duì)照，但隨著鈍化劑添加量的增大呈先下降后上升的趨勢(shì)，在3 種添加量范圍內(nèi)，MDA 含量在添加量為1.50% 時(shí)最高，可能是因?yàn)榕柙栽囼?yàn)中添加了大量的復(fù)合鈍化劑，過(guò)量的鈍化劑會(huì)使鎘脅迫下三七膜系統(tǒng)受損，同時(shí)，復(fù)合鈍化劑中包含的各種材料也可能對(duì)植物脂膜造成不利影響，需要在以后的研究中進(jìn)行更深入的探索。

3.3 施用復(fù)合鈍化劑對(duì)三七各部位鎘累積的影響

在本研究中，施用復(fù)合鈍化劑對(duì)三七各部位吸收鎘產(chǎn)生一定的影響，與對(duì)照相比，三七主根鎘含量降低了21.4%～57.1%，剪口降低了58.9%～62.6%，莖部降低了47.4%～67.4%，三七葉降低了25.0%～53.1%。三七對(duì)鎘的吸收主要是取決于土壤中有效態(tài)鎘的含量，而土壤中有效態(tài)鎘除了受到土壤本身理化性質(zhì)如pH、有機(jī)質(zhì)含量和CEC 等因素的影響，還受到鈍化劑性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響。向土壤中添加復(fù)合鈍化劑可以改變土壤微環(huán)境，進(jìn)而影響土壤中有效態(tài)鎘的含量以及植物吸收。本試驗(yàn)中采用的鈍化材料主要包括改性磷石膏、硅藻土、生物炭和石灰，改性磷石膏可以提高土壤中的pH和有機(jī)質(zhì)含量，土壤pH增高能夠誘導(dǎo)形成鎘的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)以及氫氧化物沉淀，降低鎘在土壤中的有效性。而有機(jī)質(zhì)對(duì)鎘污染的凈化主要是因?yàn)楦菜峥梢则贤寥乐械逆k，使土壤環(huán)境中鎘穩(wěn)定性發(fā)生變化，從而降低鎘在土壤中的有效性[25-26]，進(jìn)而降低植物對(duì)重金屬的吸收累積。硅藻土具有一定的保水保肥性，其表面含有基團(tuán)基團(tuán)游離出來(lái)的氫可使硅藻土表面在水中帶有一定的負(fù)電荷，增強(qiáng)對(duì)正電荷重金屬離子的吸附，同時(shí)，基團(tuán)還能使重金屬離子在硅藻土表面發(fā)生絡(luò)合[23]。生物炭由于高孔隙率、低堆積密度、豐富的表面官能團(tuán)以及高比表面積而對(duì)土壤鎘固定有很大的作用[27-28]，將生物炭摻入土壤可以改變土壤物理、化學(xué)特性，并可以控制重要的土壤物理功能，例如空氣和水的滲透性、膠體和養(yǎng)分的浸出，同時(shí)由于其低密度的特性，添加一定量的生物炭會(huì)降低整體土壤的堆積密度[29]。而石灰中鈣的離子半徑與鎘的離子半徑相近，易產(chǎn)生同晶代替作用。

4 結(jié)論

（1）施加復(fù)合鈍化劑能夠促進(jìn)三七生長(zhǎng)，提高三七株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗、葉綠素和地上、地下部分的生物量。

（2）三七主根和葉片中MDA 含量隨著鈍化劑添加量的增大呈先下降后上升的趨勢(shì)，同時(shí)，施用復(fù)合鈍化劑增加了三七主根和葉片中CAT 活性，而降低了游離氨基酸和可溶性蛋白含量（除葉片外）。

（3）施加復(fù)合鈍化劑能夠有效降低土壤中有效態(tài)鎘的含量，而且土壤鎘有效態(tài)降低幅度隨鈍化劑用量的增加而增大，鈍化效率最高為33.6%。

（4）施用不同數(shù)量的復(fù)合鈍化劑與對(duì)照相比都能降低三七各部位鎘的累積量，三七主根、剪口、莖和葉中鎘的累積量均呈降低趨勢(shì)，其中三七剪口鎘累積量降低幅度最大在58.9%～62.6%，添加鈍化劑后三七主根（添加量為1.00% 和1.50% 時(shí)）、剪口、莖和葉中鎘含量均低于我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地理標(biāo)志產(chǎn)品 文山三七》（GB/T 19086—2008）中鎘的限量值。