巨大芽孢桿菌與檸檬酸聯(lián)合強(qiáng)化青葙修復(fù)鎘污染土壤研究

張冰，劉杰，2*，蔣萍萍*，蔣旭升，丁志凡，程艷，雷玲

（1.桂林理工大學(xué)環(huán)境污染控制理論與技術(shù)廣西重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004；2.自然資源部南方石山地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)工程技術(shù)創(chuàng)新中心，廣西 桂林 541004）

隨著我國(guó)工業(yè)化腳步的不斷加快，土壤重金屬污染問題也日益突出。被重金屬污染的土壤中Cd的點(diǎn)位超標(biāo)率為7.0%，是所有無(wú)機(jī)污染物中最高的，并且Cd 是自然環(huán)境中生物毒性和遷移性最強(qiáng)的重金屬元素之一，極易通過(guò)食物鏈被人體吸收，危害人類身體健康[1-3]。土壤中的重金屬具有長(zhǎng)期性、隱蔽性和不可逆性，這些特性加大了重金屬污染土壤的治理難度，因此，土壤Cd污染的治理已迫在眉睫[4-5]。

植物提取修復(fù)技術(shù)因其具有不破壞土壤結(jié)構(gòu)、可用于大面積污染土壤修復(fù)、后期處理簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種很有前途的原位修復(fù)方法[6-7]。近年來(lái)，植物修復(fù)已成為農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究和開發(fā)的熱點(diǎn)[8-9]。但由于受到重金屬生物有效性低、超富集植物生物量小等因素的制約，植物修復(fù)往往效率不太高[3]。

檸檬酸是一種有機(jī)螯合劑，生物降解性好，對(duì)土壤環(huán)境沒有污染[10]。檸檬酸能夠溶解土壤中的重金屬，使之進(jìn)入土壤液相中，提高生物可利用性，可以促進(jìn)重金屬在植物根際的擴(kuò)散，增強(qiáng)植物對(duì)其的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和富集[11-13]。巨大芽孢桿菌已經(jīng)被證實(shí)是一種解磷菌，它可以通過(guò)釋放土壤中的難溶磷元素，分泌IAA（生長(zhǎng)素）、產(chǎn)鐵載體來(lái)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，并在一定程度上提高重金屬的生物有效性[14]。大量研究表明檸檬酸和巨大芽孢桿菌能提高植物的修復(fù)效率，但是試驗(yàn)得到的最佳添加量卻不盡相同。姚詩(shī)音[15]研究證明向Cd污染土壤中添加5 mmol·kg-1檸檬酸效果最佳，可使青葙葉片Cd含量較對(duì)照增加2.72倍；而許偉偉等[16]試驗(yàn)表明添加1 mmol·kg-1檸檬酸時(shí)油菜對(duì)Cd 的去除效率提高效果最好，提高2.1%。王小敏等[17]研究發(fā)現(xiàn)，添加2×109cfu·kg-1巨大芽孢桿菌時(shí)最大程度提高印度芥菜Cd 積累量，提高96.9%；而紀(jì)宏偉等[18]試驗(yàn)證明接種1010cfu·kg-1巨大芽孢桿菌和膠凍樣類芽孢桿菌混合液效果最好，使印度芥菜Cd 的積累量提高60.4%。檸檬酸和巨大芽孢桿菌雖然都能提高植物修復(fù)效率，但是在實(shí)際修復(fù)過(guò)程中還有許多局限性。檸檬酸雖然可以提高土壤重金屬的生物可利用性，但是對(duì)提高植物生物量效果并不明顯，甚至可能因?yàn)橛行B(tài)濃度的急劇增加而對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用；巨大芽孢桿菌雖然可以釋放植物需要的營(yíng)養(yǎng)元素，分泌促生激素IAA、產(chǎn)鐵載體來(lái)促進(jìn)植物生長(zhǎng)，但是對(duì)吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及富集重金屬的影響并不明顯[19]。因此，本文以超富集植物青葙（Celosia argenteaLinn）為供試植物，通過(guò)添加不同濃度的檸檬酸和巨大芽孢桿菌，研究檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合強(qiáng)化作用對(duì)青葙修復(fù)Cd 污染土壤的影響，為青葙修復(fù)Cd 污染土壤提供指導(dǎo)和技術(shù)支持[3]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試植物

供試植物為青葙，莧科青葙屬一年生草本植物，具有結(jié)籽量多、喜陽(yáng)耐旱、易于人工種植等特點(diǎn)[20]。本課題組前期工作發(fā)現(xiàn)青葙是一種重金屬M(fèi)n 和Cd的超富集植物[21]。青葙種子2019 年5 月1 日采集于廣西桂林市陽(yáng)朔縣興坪鎮(zhèn)思的村，選取顆粒飽滿的青葙種子播種于育苗盤中，置于桂林理工大學(xué)重金屬污染植物修復(fù)試驗(yàn)基地溫室培養(yǎng)，溫室溫度恒定在20～35 ℃。種子萌發(fā)后（3 d），每日澆水，一周后每周用20%的Hoagland′s 營(yíng)養(yǎng)液澆灌一次。待幼苗長(zhǎng)出4～6片真葉，高度約為5～6 cm時(shí)，移栽進(jìn)行盆栽試驗(yàn)[3]。

1.1.2 供試土壤

供試土壤采自廣西桂林市某地Cd 污染農(nóng)田0～20 cm 表層土壤。將采集的土壤置于陰涼處自然風(fēng)干，剔除石子和枯葉等雜物，壓碎后過(guò)5 目篩，備用[22]。土壤基本理化性質(zhì)為：pH 6.06（H2O），有機(jī)質(zhì)50.1 g·kg-1，銨態(tài)氮16.0 mg·kg-1，速效磷49.2 mg·kg-1，速效鉀145 mg·kg-1，總Cd含量為4.90 mg·kg-1。

1.1.3 巨大芽孢桿菌懸浮液

將巨大芽孢桿菌菌株接種于LB 液體培養(yǎng)基中，在溫度為30 ℃、轉(zhuǎn)速為180 r·min-1的條件下培養(yǎng)48 h，將得到的菌懸液10 000 r·min-1離心10 min，倒掉上層溶液，然后用無(wú)菌水沖洗菌體，再次離心，重復(fù)3次[23]，添加適量無(wú)菌水制備成濃度為1010cfu·mL-1的細(xì)菌懸浮液備用。

1.2 試驗(yàn)方案

2019 年5 月至7 月于桂林理工大學(xué)重金屬污染植物修復(fù)試驗(yàn)基地進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。準(zhǔn)確稱取1 kg 的土壤裝于規(guī)格為2 L（高15.5 cm，底直徑14 cm，上口直徑19.7 cm）的塑料桶內(nèi)。育苗當(dāng)天將檸檬酸以溶液形式加入土壤中，混勻后平衡15 d（平衡期間要定時(shí)翻動(dòng)）。平衡結(jié)束后，選取生長(zhǎng)一致的青葙幼苗移入盆中，每盆1 株。半個(gè)月后，向巨大芽孢桿菌懸浮液中加入適量去離子水，制備成 0、108、109cfu·50 mL-1及1010cfu·50 mL-1懸濁液，取 50 mL 直接澆于植物根部（即0、108、109cfu·kg-1及1010cfu·kg-1）。生長(zhǎng)期間，使土壤含水量保持在田間持水量的80%左右。3 個(gè)月后收獲植物。試驗(yàn)共設(shè)20 個(gè)處理，3 次重復(fù)。添加物情況見表1。

1.3 植物及土壤樣品的采集、處理及分析方法

收獲的青葙分為根、莖、葉3 部分，根系洗凈后用10 mmol·L-1的EDTA（乙二胺四乙酸）溶液浸泡 30 min，以洗去吸附在根系表面的重金屬，然后超聲波清洗儀清洗10 min，再用去離子水沖洗干凈[24]；莖和葉先用流水沖洗掉表面的塵土，再用去離子水沖洗干凈。洗凈的植物樣品在105 ℃下殺青30 min，70 ℃下烘干至恒質(zhì)量（48 h）并測(cè)定其干質(zhì)量（生物量以干質(zhì)量計(jì)），粉碎，備用[3]。稱取粉碎的植物樣品（約0.200 0 g）用HNO3-H2O2法消解，樣品Cd 含量用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定。

植物收獲時(shí)，先去除根部大塊土壤，抖落黏附在根系表面1～4 mm 范圍內(nèi)的松散土壤作為根際土[25]，置于陰涼處自然風(fēng)干，壓碎后過(guò)5、10 目及200 目篩，備用[3]。土壤樣品pH 值采用pH 計(jì)測(cè)定，浸提劑為去離子水，按照土水比1∶2.5 測(cè)定[26]。有效磷含量采用氟化銨-鹽酸浸提劑提取，鉬銻抗顯色劑顯色，紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定[27]。全Cd 采用HNO3-H2O2法消解；有效態(tài)Cd采用DTPA（二乙烯三胺五乙酸）浸提法浸提，樣品Cd 含量均用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（PerkinElmer Optima 7000 DV）測(cè)定。分析過(guò)程中所用試劑均為優(yōu)級(jí)純，采用國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì)[GBW 07602（GSV-2）]和平行空白樣進(jìn)行植物及土壤樣品消解及質(zhì)量控制，樣品回收率控制在95%～105%[3]。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

富集系數(shù)（BCF）=植物葉Cd含量/土壤Cd含量

地上部Cd積累量=葉生物量×葉Cd含量+莖生物量×莖Cd含量

地上部生物量=葉生物量+莖生物量

地上部Cd 含量=地上部Cd 積累量/地上部生物量

采用SPSS 23 中的單因素方差（ANOVA）和最小顯著差數(shù)法（LSD）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05），并用Origin 2018制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方式對(duì)根際土pH的影響

處理方式的不同對(duì)根際土pH 的影響見圖1。添加不同濃度的巨大芽孢桿菌和檸檬酸后，與對(duì)照處理（B0-C0）相比，所有處理pH 值均顯著下降，且都小于6.50。單獨(dú)添加檸檬酸時(shí)，根際土pH 值平均下降0.38個(gè)單位；單獨(dú)添加巨大芽孢桿菌時(shí)，根際土pH 值平均下降0.21個(gè)單位；檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合處理時(shí)，pH 值下降 0.12～0.79 個(gè)單位，平均下降 0.58 個(gè)單位，其中B10-C10 處理下降幅度最大，下降了0.79個(gè)單位。檸檬酸對(duì)土壤的酸化作用強(qiáng)于巨大芽孢桿菌，而巨大芽孢桿菌和檸檬酸聯(lián)合添加時(shí)pH 值下降幅度大于兩者單獨(dú)添加時(shí)。

2.2 不同處理方式對(duì)根際土有效態(tài)Cd含量的影響

處理方式的不同對(duì)根際土有效態(tài)Cd含量的影響見圖2。添加不同濃度的巨大芽孢桿菌和檸檬酸后，與對(duì)照處理相比，所有處理根際土有效態(tài)Cd 含量均顯著提高。單獨(dú)添加巨大芽孢桿菌時(shí)，有效態(tài)Cd 含量提高了1.05%～3.56%，平均提高2.13%；單獨(dú)施加檸檬酸時(shí)，有效態(tài)Cd 含量提高了5.10%～8.76%，平均提高6.30%；檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合處理時(shí)，有效態(tài)Cd 含量提高了3.03%～16.0%，平均提高8.76%，其中B9-C5 處理活化效果最好，比對(duì)照提高了16.0%。檸檬酸對(duì)Cd的活化效果優(yōu)于巨大芽孢桿菌，而兩者聯(lián)合處理時(shí)對(duì)Cd的活化效果更好。

表1 土壤的不同處理方式Table 1 Treatments in soils

2.3 不同處理方式對(duì)根際土有效磷含量的影響

處理方式的不同對(duì)根際土有效磷含量的影響見圖3。添加不同濃度的巨大芽孢桿菌和檸檬酸后，與對(duì)照處理相比，除B0-C10外，所有處理均顯著提高了土壤有效磷含量。單獨(dú)添加檸檬酸時(shí)，提高了5.91%～45.6%，平均提高了26.5%；單獨(dú)添加巨大芽孢桿菌時(shí)，提高了75.1%～101%，平均提高了87.4%。檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合處理時(shí)，提高了79.6%～159%，平均提高111%，其中B9-C5 處理效果最好，比對(duì)照提高了159%。添加巨大芽孢桿菌對(duì)土壤有效磷含量的提高效果優(yōu)于添加檸檬酸，而兩者聯(lián)合處理時(shí)效果更好。

2.4 不同處理方式對(duì)青葙各部分生物量的影響

處理方式的不同對(duì)青葙各部分生物量的影響如圖4所示。可看出向土壤中添加巨大芽孢桿菌和檸檬酸的處理與對(duì)照相比，青葙各部分生物量均顯著增加。單獨(dú)添加巨大芽孢桿菌的處理青葙地上部生物量增加了23.3%～32.2%，平均增加27.8%；單獨(dú)添加檸檬酸的處理增加了7.29%～17.4%，平均增加12.9%；檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合處理時(shí)增加了26.8%～45.6%，平均增加35.5%。其中B9-C5 處理效果最好，青葙生物量為12.8 g·pot-1。巨大芽孢桿菌對(duì)青葙的促生效果優(yōu)于檸檬酸，但兩者聯(lián)合應(yīng)用得到了更好的效果。

2.5 不同處理方式對(duì)青葙各部分Cd含量的影響

處理方式的不同對(duì)青葙各部分Cd含量的影響如圖5 所示。向土壤中添加不同濃度的檸檬酸和巨大芽孢桿菌后，與對(duì)照處理相比，所有處理均顯著提高了青葙各部分的Cd 含量。單獨(dú)添加檸檬酸時(shí)，青葙各部分Cd 含量增加，其中葉增加31.8%～41.3%，莖增加22.6%～39.9%，根增加21.2%～29.0%，地上部和地下部分別平均增加34.2%和21.6%；單獨(dú)添加巨大芽孢桿菌時(shí)，青葙各部分Cd 含量增加，其中葉增加18.8%～25.5%，莖增加 8.4%～12.7%，根增加 17.6%～23.3%，地上部和地下部分別平均增加21.3% 和14.1%；檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合處理時(shí)青葙各部分Cd 含量增加，其中葉增加18.8%～75.8%，莖增加8.4%～76.3%，根增加8.3%～74.6%，地上部和地下部分別平均增加61.6%和40.3%，其中B9-C5 處理效果最好，增加了77.8%。添加檸檬酸對(duì)青葙Cd 含量的提高效果優(yōu)于巨大芽孢桿菌，而兩者聯(lián)合處理效果更好。

2.6 不同處理方式對(duì)青葙富集系數(shù)的影響

生物富集系數(shù)也稱為吸收系數(shù)，是指植物體內(nèi)某種重金屬的濃度與其生長(zhǎng)的土壤中這種重金屬濃度之比[28]。生物富集系數(shù)被用來(lái)反映土壤-植物體系中元素遷移的難易程度，這是植物將重金屬吸收轉(zhuǎn)移到體內(nèi)能力大小的評(píng)價(jià)指標(biāo)[29]。從表2 可以看出，向土壤中單獨(dú)或聯(lián)合添加不同濃度巨大芽孢桿菌和檸檬酸后，與對(duì)照處理相比，富集系數(shù)均有顯著提高（P＜0.05），說(shuō)明添加巨大芽孢桿菌和檸檬酸可以促進(jìn)青葙對(duì)重金屬Cd 的吸收及轉(zhuǎn)移；富集系數(shù)均大于15.0，說(shuō)明青葙對(duì)重金屬Cd的富集能力很強(qiáng)。在B9-C5處理下達(dá)到最大（27.7），比對(duì)照處理（15.8）提高了75.3%。說(shuō)明向土壤中添加檸檬酸和巨大芽孢桿菌可以提高青葙對(duì)Cd的吸收、轉(zhuǎn)移及富集能力。

2.7 不同處理方式對(duì)青葙地上部Cd積累量的影響

處理方式的不同對(duì)青葙地上部Cd積累量的影響如圖6 所示。向土壤中施加不同濃度巨大芽孢桿菌和檸檬酸后，所有處理青葙地上部Cd 積累量均顯著高于對(duì)照處理。單獨(dú)添加檸檬酸時(shí)增加了42.6%～63.3%，平均增加51.6%；單獨(dú)添加巨大芽孢桿菌時(shí)增加了45.2%～63.1%，平均增加55.2%；檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合處理時(shí)，增加了46.6%～159%，平均增加119%，兩者聯(lián)合應(yīng)用效果更好。其中B9-C5 處理效果最好，比對(duì)照增加159%。

3 討論

植物提取修復(fù)技術(shù)最終收獲的是超富集植物的地上部，所以植物地上部重金屬積累量的大小是植物修復(fù)過(guò)程中最具有實(shí)際意義的指標(biāo)之一，表征了植物的修復(fù)潛力，決定了植物提取修復(fù)技術(shù)效率的高低[30]。而地上部重金屬積累量的大小取決于兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是所用超富集植物生物量的大小，另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是所用超富集植物吸收重金屬能力的強(qiáng)弱，即植物體重金屬濃度的大小[31-32]。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示添加巨大芽孢桿菌和檸檬酸顯著提高了青葙地上部的生物量，平均增加了29.6%，Esringü等[33]研究顯示在100 mg·kg-1Cd污染土壤中添加1.5×1010cfu·kg-1巨大芽孢桿菌后甘藍(lán)型油菜的生物量提高了3.3%，Han 等[31]試驗(yàn)也證明添加2 mmol·kg-1檸檬酸時(shí)喜鹽鳶尾地上部的生物量比對(duì)照處理提高43.0%。本試驗(yàn)結(jié)果與這些研究類似。單獨(dú)添加巨大芽孢桿菌時(shí)對(duì)青葙的促生效果更好，地上部生物量平均增加量（27.9%）是檸檬酸（12.9%）的2.16倍。這一方面可能是因?yàn)樘砑泳薮笱挎邨U菌時(shí)土壤有效磷含量是檸檬酸的3.30倍，另一方面是巨大芽孢桿菌促進(jìn)植物生長(zhǎng)的途徑不止一種，它還可以分泌促生激素IAA、產(chǎn)鐵載體為植物提供足夠的Fe元素來(lái)促進(jìn)植物生長(zhǎng)，增加植物對(duì)逆境的抗性[24]，而檸檬酸不具備這些能力。

同時(shí)，添加巨大芽孢桿菌和檸檬酸后青葙地上部Cd 的含量平均提高了49.4%，詹淑威等[34]研究表明添加10 mmol·kg-1檸檬酸可使小飛揚(yáng)草地上部Cd 的含量增加49.1%；鄧月強(qiáng)等[23]試驗(yàn)也證明接種1011cfu·kg-1巨大芽孢桿菌時(shí)伴礦景天地上部Cd 含量比對(duì)照處理提高60.4%，本試驗(yàn)研究結(jié)果與這些研究相似。而檸檬酸在這個(gè)方面似乎更有優(yōu)勢(shì)，平均提高量比巨大芽孢桿菌高12.9個(gè)百分點(diǎn)，而這得益于添加檸檬酸時(shí)土壤有效態(tài)Cd含量比巨大芽孢桿菌高4.17個(gè)百分點(diǎn)。這可能是因?yàn)闄幟仕嵩谇噍龠€沒有種植時(shí)提前加入，環(huán)境較簡(jiǎn)單，檸檬酸能夠更好地作用于土壤，而巨大芽孢桿菌是青葙移栽之后添加的，其分泌的有機(jī)酸成分比較復(fù)雜，作用的目標(biāo)不僅是土壤，且對(duì)Cd的活化能力也有強(qiáng)有弱。從青葙對(duì)Cd的富集系數(shù)可看出添加檸檬酸和巨大芽孢桿菌提高了青葙對(duì)Cd的富集能力，但青葙地上部組織Cd 平均含量卻沒有達(dá)到超富集植物的臨界標(biāo)準(zhǔn)（100 mg·kg-1），這是因?yàn)楦患禂?shù)計(jì)算公式為：富集系數(shù)（BCF）=植物葉Cd含量/土壤Cd 含量，而青葙地上部Cd 含量計(jì)算公式為：地上部Cd 含量=（葉生物量×葉Cd 含量+莖生物量×莖Cd含量）/（葉生物量+莖生物量），將青葙葉和莖中的Cd單獨(dú)計(jì)算時(shí)，青葙葉片中的Cd 含量達(dá)到了超富集植物的標(biāo)準(zhǔn)，葉片中的平均Cd含量為110 mg·kg-1，最大可達(dá)到132 mg·kg-1。而青葙莖的Cd 含量相對(duì)較低，平均只有32.0 mg·kg-1，最高也只有 39.4 mg·kg-1，所以導(dǎo)致青葙地上部Cd含量并未達(dá)到超富集植物的標(biāo)準(zhǔn)。本研究將青葙葉、莖、根分開分析，能夠體現(xiàn)出植物特性。

檸檬酸和巨大芽孢桿菌的添加提高了青葙地上部Cd 積累量，隨檸檬酸和巨大芽孢桿菌添加量的增加，青葙地上部Cd積累量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。檸檬酸濃度從 0 mmol·kg-1增加到 5 mmol·kg-1、巨大芽孢桿菌從0 cfu·kg-1增加到109cfu·kg-1過(guò)程中，積累量的趨勢(shì)是逐漸提高的，但是當(dāng)檸檬酸和巨大芽孢桿菌濃度進(jìn)一步提高到7.5～10 mmol·kg-1及1010cfu·kg-1時(shí)，積累量不增反降，這可能是因?yàn)楦邼舛鹊臋幟仕徇M(jìn)入土壤后促使有效態(tài)重金屬含量過(guò)高，對(duì)青葙產(chǎn)生了生理毒害，也會(huì)降低巨大芽孢桿菌的活性，而低濃度的檸檬酸反而促進(jìn)了青葙的生長(zhǎng)，這與沈斌等[35]研究結(jié)果一致，即低濃度檸檬酸的施加促進(jìn)了魚腥草的生長(zhǎng)發(fā)育，但高濃度檸檬酸對(duì)魚腥草有生理毒害，導(dǎo)致魚腥草生物量降低；Wang 等[36]試驗(yàn)也表明添加高濃度檸檬酸顯著促進(jìn)了玉米和冬小麥對(duì)Pb、Zn的積累，但同時(shí)抑制了植物的生長(zhǎng)，降低了產(chǎn)量；過(guò)量的巨大芽孢桿菌進(jìn)入土壤會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的有機(jī)酸對(duì)青葙產(chǎn)生毒害作用，會(huì)因生存空間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)相互消耗，反而降低了修復(fù)效果，所以檸檬酸和巨大芽孢桿菌的添加量不宜過(guò)高。

檸檬酸和巨大芽孢桿菌在強(qiáng)化青葙修復(fù)Cd污染土壤中各具優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合施用可將兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，在促進(jìn)青葙對(duì)Cd吸收的同時(shí)生物量也得到增加，從而得到更好的修復(fù)效果。數(shù)據(jù)顯示，檸檬酸和巨大芽孢桿菌聯(lián)合施用及單獨(dú)施用時(shí)，青葙地上部Cd 積累量最大分別提高了159.0%、63.3%和63.1%，顯然聯(lián)合處理時(shí)效果更好，甚至產(chǎn)生了“1+1＞2”的效果。這與丁玲[37]的研究結(jié)果一致，巨大芽孢桿菌和檸檬酸聯(lián)合施用比單獨(dú)施用更有利于提高印度芥菜對(duì)重金屬Cd的富集能力，其中混合添加30 mmol·kg-1檸檬酸和109cfu·kg-1巨大芽孢桿菌處理組效果最好，對(duì)Cd的去除率為4.91%。本試驗(yàn)結(jié)果表明混合添加5 mmol·kg-1檸檬酸和 109cfu·kg-1巨大芽孢桿菌效果最好，地上部Cd 積累量為 1.03 mg·pot-1，比對(duì)照增加了159%，對(duì)Cd的去除率為21.0%，而不添加強(qiáng)化劑時(shí)去除率只有8.10%。

從經(jīng)濟(jì)利益角度分析，不添加強(qiáng)化劑時(shí)需要種植13茬青葙可使該片農(nóng)田土壤Cd含量恢復(fù)到安全生產(chǎn)水平，而添加強(qiáng)化劑則只需種植5 茬，使農(nóng)田可以盡早產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但是添加強(qiáng)化劑也需要成本，需要核算添加強(qiáng)化劑與不添加強(qiáng)化劑的經(jīng)濟(jì)效益孰強(qiáng)孰弱。按照農(nóng)田表層0～20 cm土壤，土壤密度1.3 g·cm-3計(jì)算，每平方米土壤質(zhì)量為260 kg。檸檬酸和巨大芽孢桿菌的施加量分別為5 mmol·kg-1和109cfu·kg-1，則施加檸檬酸的成本為3 000～3 750元·hm-2。但本試驗(yàn)制備巨大芽孢桿菌菌劑的方法不適用于大面積修復(fù)工程，工程修復(fù)只能使用商品菌劑，這也會(huì)提高修復(fù)成本。添加巨大芽孢桿菌成本約為3 750～4 500 元·hm-2，強(qiáng)化修復(fù)成本為6 750～8 250 元·hm-2，而種植經(jīng)濟(jì)作物（小麥、水稻等）利潤(rùn)為12 000～15 000 元·hm-2。如果巨大芽孢桿菌添加后可以形成優(yōu)勢(shì)菌群并且長(zhǎng)期保持優(yōu)勢(shì)，那么就不需要每次種植都添加菌劑，可以極大降低修復(fù)成本。巨大芽孢桿菌進(jìn)入土壤后是否會(huì)成為優(yōu)勢(shì)菌群，其優(yōu)勢(shì)能維持多久，即巨大芽孢桿菌在土壤中的動(dòng)態(tài)變化還需要進(jìn)一步試驗(yàn)探究。綜上所述，添加檸檬酸和巨大芽孢桿菌不僅能夠提高青葙對(duì)Cd污染土壤的修復(fù)效率，降低成本，使土地盡早投入使用，還可以減少磷肥用量，降低化學(xué)肥料對(duì)環(huán)境造成危害的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

（1）檸檬酸和巨大芽孢桿菌在提高青葙對(duì)Cd 污染土壤修復(fù)效率中各具優(yōu)勢(shì)，而聯(lián)合應(yīng)用能達(dá)到更好的效果。

（2）檸檬酸和巨大芽孢桿菌的添加量分別為5 mmol·kg-1和109cfu·kg-1時(shí)更有利于青葙對(duì)土壤中Cd的吸收、轉(zhuǎn)移以及富集，地上部Cd 積累量最大為1.03 mg·pot-1，去除效率最高為21.0%。