外源檸檬酸對3種觀賞植物吸收和轉(zhuǎn)運鎘的影響

郭 暉, 莊靜靜

外源檸檬酸對3種觀賞植物吸收和轉(zhuǎn)運鎘的影響

郭 暉, 莊靜靜*

(新鄉(xiāng)學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，新鄉(xiāng) 453003)

為了探究檸檬酸與植物聯(lián)合修復(fù)鎘污染土壤的效果，采用盆栽試驗，研究外源檸檬酸的添加對萱草（）、鳶尾（Maxim.）和美人蕉（L.）3種觀賞植物修復(fù)鎘污染土壤的影響。結(jié)果表明：（1）與CK和未添加檸檬酸處理組相比，檸檬酸添加顯著降低了土壤的pH值。（2）檸檬酸的添加顯著改善了萱草、鳶尾和美人蕉的生長狀況，植物的株高、根長和生長量最大值均出現(xiàn)在添加檸檬酸中濃度鎘污染（Tm）處理中，其單株生物量最高值分別為13.97 、23.92 和56.95 g。（3）在CK和未添加檸檬酸處理組中，萱草、鳶尾和美人蕉的地上部分鎘含量低于地下部分，其差值變化范圍分別為-5.09 ~ -41.06、-6.44 ~ -49.77和-15.35 ~ -53.80 mg·kg-1；而檸檬酸的添加促進了地下部分鎘向地上部分的轉(zhuǎn)移，使地上部分鎘含量高于地下部分，其差值變化范圍分別為9.98 ~ 42.50、9.51 ~ 44.93和16.10 ~ 47.59 mg·kg-1。（4）萱草、鳶尾和美人蕉3種觀賞植物在添加檸檬酸處理組中的轉(zhuǎn)運系數(shù)大于1，顯著增加了植株地上部分的鎘積累量，且美人蕉的地上部分和地下部分鎘積累量明顯高于萱草和鳶尾，其最高值分別為7 603.39和1 545.60 μg·株-1。綜上所述，萱草、鳶尾和美人蕉3種觀賞植物均可作為土壤鎘污染修復(fù)植物使用，添加檸檬酸可有效提高3種觀賞植物對鎘污染土壤的修復(fù)效率。美人蕉由于植株高大和塊狀根莖的特性，使其表現(xiàn)出比萱草和鳶尾更強大的鎘修復(fù)能力。

檸檬酸；觀賞植物；鎘脅迫；植物修復(fù)

土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要條件，是人類賴以生存的重要自然資源之一，同時也擔(dān)負(fù)著為人類生存提供物質(zhì)基礎(chǔ)的重任[1]。隨著工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加劇，污水灌溉和汽車尾氣排放等一系列不合理的人類開發(fā)活動，使農(nóng)業(yè)土壤受重金屬的污染越來越嚴(yán)重[2]。鎘（Cd）由于其遷移性較強、易被植物吸收并積累的特點[3]，使其成為農(nóng)田土壤中毒性最強、污染最嚴(yán)重的重金屬之一。

目前常見重金屬土壤修復(fù)方法主要有兩種：一是利用植物對重金屬的富集作用將土壤中的重金屬吸收、轉(zhuǎn)移到植物的可收獲部分；二是通過化學(xué)鈍化的方法將重金屬阻隔在植物體之外[3]。后者的這種技術(shù)方法適合小范圍污染土壤的改良和修復(fù)[4]，而前者的修復(fù)方法主要通過植物的生命代謝活動來降低土壤中重金屬的含量，具有修復(fù)效果穩(wěn)定、對土壤環(huán)境擾動小、生態(tài)環(huán)保、后處理簡單以及不會造成二次污染等優(yōu)點[2]，適合廣大農(nóng)耕地的生態(tài)修復(fù)。有研究表明[5-7]，污染土壤中重金屬生物有效性的高低會影響植物的修復(fù)效率，添加螯合劑可活化土壤中重金屬活性從而提高植物的修復(fù)效率[4]。檸檬酸（citric acid，CA）作為一種較常見且容易生物降解的有機酸，具有普遍較好的淋洗效果[8]。相關(guān)研究也表明[9-11]，添加有機酸的可以不同程度地增加植物對鎘的耐性。但也有研究報道[11-12]，向土壤中添加有機酸并不能促進植物對重金屬的吸收。由此可見，植物吸收重金屬的影響效果不僅與有機酸種類性質(zhì)有關(guān)，也與植物種類及環(huán)境條件有關(guān)[13]。

我國植物資源豐富，觀賞植物更以其千姿百態(tài)、色彩豐富和種類繁多而備受人們的關(guān)注[14]。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)吊竹梅[6]、向日葵[7]、紅蛋[13]、蓖麻[15]、紫花苜蓿[16]、美人蕉[17]及黃菖蒲[18]等觀賞植物可用于重金屬污染修復(fù)。植物生長能力強，對重金屬有良好耐性，在修復(fù)土壤的同時還有美化環(huán)境和避免將污染帶入食物鏈等特點，植物修復(fù)被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)[14]。

因此，為了探究檸檬酸與觀賞植物聯(lián)合修復(fù)鎘污染土壤的效果，本研究選取萱草（）、鳶尾（Maxim.）和美人蕉（L.）為研究對象，通過檸檬酸的添加對植物生長及鎘吸收富集的研究，分析探討有機酸對3種觀賞植物對土壤中鎘的吸收和富集作用的影響，為揭示有機酸影響3種觀賞植物吸收、轉(zhuǎn)運和富集鎘的機理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試植物選取長勢基本一致的鳶尾、萱草和美人蕉，均采購于新鄉(xiāng)市花卉市場。盆栽供試土壤采用新鄉(xiāng)學(xué)院校區(qū)內(nèi)的裸露空地，取回土壤后將其風(fēng)干、過篩，用作盆栽用土[19]。檸檬酸（鄭州富佳化工科技有限公司）和鎘粉（上海江萊生物科技有限公司）均為優(yōu)級純。

1.2 試驗方法

2019年6月，將供試土壤剔除雜物后自然風(fēng)干，裝至20 cm×21 cm（直徑×高）的培養(yǎng)盆內(nèi)，每盆裝土3.5 L，厚度約20 cm。選擇長勢健壯和高度基本一致的幼苗移植盆內(nèi)進行培養(yǎng)。每盆3株，每個處理種植3盆，重復(fù)3次，共63盆。盆與盆間距10 cm，完全隨機排列，不定期更換盆與盆的位置以減弱邊際效應(yīng)的影響。移栽好的盆栽移至室外培養(yǎng)，兩周后加鎘處理。鎘施加采用CdCl22.5H2O配成溶液后施人，澆自來水至田間持水量的60%左右，靜置2 d。2 d后加入檸檬酸，檸檬酸（5 mmol·kg-1）以溶液形式一次性緩慢施入土壤。種植60 d后進行整株收獲，將根系和地上部分開封裝。

試驗共設(shè)置7個處理，分別為未添加鎘（CK）、未添加檸檬酸低濃度鎘污染（1 mg·kg-1，Wz）、未添加檸檬酸中濃度鎘污染（5 mg·kg-1，Wm）和未添加檸檬酸高濃度鎘污染（10 mg·kg-1，Wg）、添加檸檬酸低濃度鎘污染（1 mg·kg-1，Tz）、添加檸檬酸中濃度鎘污染（5 mg·kg-1，Tm）和添加檸檬酸高濃度鎘污染（10 mg·kg-1，Tg）。

1.3 測定指標(biāo)

2019年8月，將植物整株取出，并用去離子水清洗干凈，用直尺測量和計算植物的高度和根系的平均長度。隨后將地上部、根系放入烘箱在120 ℃下干燥30 min，然后在75 ℃下烘干24 h，稱重，計算其生物量。土壤pH值采用土水比為1∶2.5的pH電位法測定[20]。土壤中重金屬全量測定采用美國國家環(huán)保局（US EPA）推薦的HNO3-H2O2消煮體系[9]。植物中重金屬含量采用HNO3-HClO4（4+1）混合酸濕法進行消解[21]。采用TAS-990火焰型原子吸收光譜儀（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司，中國）測定土壤和植物鎘含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

轉(zhuǎn)運系數(shù)（TF）=植物地上部重金屬含量/植物地下部重金屬含量

富集量（BCQ）=植物地上部（地下部）重金屬含量×植物地上部（地下部）干質(zhì)量

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

本研究采用Excel 2013進行原始數(shù)據(jù)整理，使用SPSS Version 21軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，對不同處理的各指標(biāo)的差異性采用雙因素方差分析，圖形采用Origin 9.0進行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源檸檬酸對土壤pH值的影響

從圖1可以看出，外源檸檬酸的添加顯著降低了土壤的pH值。與CK相比，鎘脅迫下，土壤pH值都發(fā)生明顯的下降，且表現(xiàn)為隨著鎘污染濃度的增加，土壤pH值先上升后下降的趨勢。萱草、鳶尾和美人蕉3種觀賞植物在有無鎘脅迫下，其土壤pH值表現(xiàn)趨勢相一致，均表現(xiàn)為萱草>鳶尾>美人蕉。與CK相比，萱草在Wz、Wm和Wg處理下的土壤pH值分別下降了0.48、0.37和0.43。鳶尾在Wz、Wm和Wg處理下的土壤pH值分別下降了0.45、0.34和0.46，而美人蕉在Wz、Wm和Wg處理下的土壤pH值分別下降了0.58、0.40和0.46。在Tz、Tm和Tg處理下，萱草的土壤pH值較CK分別下降了0.87、0.78和1.04，鳶尾的土壤pH值較CK分別下降了0.83、0.76和1.07，美人蕉的土壤pH值較CK則分別下降了0.90、0.83和1.04。通過對比在同一鎘污染濃度下，添加檸檬酸和未添加檸檬酸處理組中土壤pH值的變化可知，萱草在添加檸檬酸處理組中的土壤pH值較未添加檸檬酸處理組分別下降了4.92%、5.08%和7.87%；鳶尾的土壤pH值較未添加檸檬酸處理組分別下降了4.82%、5.28%和7.98%；美人蕉的土壤pH值較未添加檸檬酸處理組分別下降了4.14%、5.51%和7.64%。由此可知，在鎘脅迫下，檸檬酸的添加顯著降低了土壤pH值，差異性分析也表明，3種觀賞植物在不同處理下，土壤pH值之間差異性顯著（<0.05）。

CK.對照組；Wz.未添加檸檬酸低濃度鎘污染；Wm.未添加檸檬酸中濃度鎘污染；Wg.未添加檸檬酸高濃度鎘污染; Tz.添加檸檬酸低濃度鎘污染；Tm.未添加檸檬酸中濃度鎘污染；Tg.添加檸檬酸高濃度鎘污染。圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差值。不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平（P<0.05），下同。

Figure 1 The effect of exogenous citric acid on soil pH

2.2 外源檸檬酸對鎘脅迫下3種觀賞植物生長影響

從表1可以看出，與CK相比，在Wz和Wg處理下，萱草、鳶尾和美人蕉3種觀賞植物的株長和根長均受到明顯抑制（<0.05）。3種觀賞植物在鎘脅迫下，其株長、根長均隨著鎘污染濃度的增大呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。與CK相比，3種觀賞植物（萱草、鳶尾和美人蕉）在Wm、Tm處理下，其株長較CK分別增加了5.15%、0.90%、5.62%和13.68%、23.46%、21.15%。在鎘脅迫下，3種觀賞植物的根長表現(xiàn)特征與株長相一致，除萱草（Wz、Wg和Tz、Tg）外，不同處理方式之間差異性顯著（<0.05）。

生物量常用于表示植物在重金屬污染脅迫下是否具有一定的耐受性。由表1可知，3種觀賞植物植物在鎘污染脅迫下，均可正常生長，表明它們對鎘污染具有一定的耐受性。萱草、鳶尾和美人蕉地上部分生物量和地下部分生物量的變化趨勢與株長和根長相一致，均表現(xiàn)在鎘污染脅迫下，生物量隨著鎘污染濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降。在不同處理方式下，萱草、鳶尾和美人蕉地上部分生物量的變化范圍分別為10.29～12.45 g、18.16～21.91 g和38.90～43.33 g。與CK相比，萱草、鳶尾和美人蕉均在Tm處理時，地上部生物量達(dá)最大，值分別為12.45 g、21.91 g和43.33 g，較Wm分別增加了5.66%、5.99%和4.87%。萱草和美人蕉的Wm處理組與CK的地下部分生物量相比分別增加了0.38 g和0.54 g，而Wz和Wg處理組與CK的地下部分生物量相比分別降低了0.03 、0.10 g和0.40 、0.86 g。與CK處理相比，在鎘脅迫下，鳶尾Wz、Wm和Wg處理組的地下部分生物量較CK處理組增加了3.87%、5.30%和8.42%。分析3種觀賞植物在不同處理下單株生物量可知，鎘脅迫下，不同濃度鎘污染處理對萱草、鳶尾和美人蕉的單株生物量有所影響，低濃度鎘污染對植物的生長起促進作用，但高濃度鎘污染對植物的生長起抑制作用。添加檸檬酸后（Tz、Tm、Tg），在不同濃度鎘污染下，3種觀賞植物的單株生物量要高于未添加檸檬酸處理（Wz、Wm、Wg）。由此可知，檸檬酸的添加顯著增加了3種觀賞植物的生物量，這主要是由于檸檬酸可活化土壤中的重金屬，提高重金屬的生物有效性[6]。

表1 外源檸檬酸對植物生長狀況的影響

注：CK.對照組；Wz.未添加檸檬酸低濃度鎘污染；Wm.未添加檸檬酸中濃度鎘污染；Wg.未添加檸檬酸高濃度鎘污染；Tz.添加檸檬酸低濃度鎘污染；Tm.未添加檸檬酸中濃度鎘污染；Tg.添加檸檬酸高濃度鎘污染。表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差值。同列不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平（<0.05），下同。

圖2 外源檸檬酸對植物體內(nèi)的鎘含量的影響

Figure 2 The effect of exogenous citric acid on Cd content of plants

2.3 外源檸檬酸對3種觀賞植物體內(nèi)鎘積累的影響

由圖2可知，萱草、鳶尾和美人蕉3種觀賞植物在鎘脅迫下，其地上部分和地下部分鎘含量均隨著鎘污染濃度的增加而增加，表現(xiàn)出明顯的集聚性。在CK處理組中，3種觀賞植物的地下部分鎘含量>地上部分，且與其他處理組之間差異性顯著（<0.05）。與CK相比，在鎘脅迫下，檸檬酸的添加顯著提高了3種觀賞植物（萱草、鳶尾、美人蕉）植物地上部分的鎘含量（<0.05）。在未添加檸檬酸的鎘（Wz、Wm、Wg）處理組中，萱草的地下部分鎘含量分別為40.46、81.63和107.98 mg·kg-1；鳶尾的地下部分鎘含量分別為51.23、101.67和124.11 mg·kg-1；美人蕉的地下部分鎘含量則分別為63.35、124.51和151.59 mg·kg-1。由此可見，3種觀賞植物對鎘具有較強的富集作用。與Wz、Wm、Wg處理組相比，添加檸檬酸處理組（Tz、Tm、Tg）地上部分對鎘的吸收和累積增加，其中美人蕉的地上部分增加效果最顯著，Tz、Tm、Tg處理組的地上部分鎘含量分別達(dá)到109.47、126.85和184.61 mg·kg-1，增加了256.12%、79.39%和73.18%。

表2 外源檸檬酸對植物鎘富集量與轉(zhuǎn)運系數(shù)的影響

2.4 外源檸檬酸對鎘在3種觀賞植物體內(nèi)遷移能力的影響

由表2可知，外源檸檬酸的添加能促進鎘在3種觀賞植物體內(nèi)積累，其積累效應(yīng)隨著鎘污染濃度的增加而增大。3種觀賞植物植物（萱草、鳶尾、美人蕉）均在Tg處理中，地上部分鎘積累量達(dá)到最大，其值分別為1 642.13 μg·株-1、3 314.89 μg·株-1和7 603.39 μg·株-1，分別為CK的27.25、27.55和22.97倍，且均顯著高于其他處理（<0.05）。在CK處理組下，美人蕉由于其地下部分生物量較大，使其地下部分鎘積累量明顯高于萱草和鳶尾，是二者的32.37和23.05倍。就單株鎘積累量而言，美人蕉在Tg處理組中值為8 966.17 μg·株-1，積累量最多，萱草在CK處理組中67.68 μg·株-1，積累量最少，兩者相差132.48倍。從由此可見，美人蕉從鎘污染土壤中提取的鎘要比萱草多。

對比3種觀賞植物在鎘脅迫下單株鎘積累量可知，萱草、鳶尾和美人蕉的單株鎘積累量隨著鎘污染濃度的增加而增加，尤其是在Tz、Tm、Tg處理組下。添加檸檬酸處理組（Tz、Tm、Tg）的3種觀賞植物（萱草、鳶尾和美人蕉）的單株積累量的變化范圍分別為980.70～1 718.75 μg·株-1、2 074.93～3 445.58 μg·株-1和5 499.79～8 966.17 μg·株-1。其中，美人蕉Tg處理組的單株鎘積累量是Wg處理組的1.61倍。在不同處理下，3種觀賞植物的鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)均表現(xiàn)為CK組和未添加檸檬酸（Wz、Wm、Wg）處理組的轉(zhuǎn)運系數(shù)小于1，而添加檸檬酸（Tz、Tm、Tg）處理組的轉(zhuǎn)運系數(shù)均大于1。這表明，檸檬酸的添加促進了鎘在植物體內(nèi)的運移，增加了地上部分對鎘的富集，這與前面關(guān)于檸檬酸對植物體內(nèi)的鎘含量影響的研究結(jié)果相一致。

3 討論與結(jié)論

3.1 檸檬酸對鎘脅迫下3種觀賞植物生長狀況影響

一般來說，土壤pH值對土壤中重金屬的形態(tài)有很大的影響作用，甚至可以看作是控制金屬離子溶解性和絡(luò)合能力的催化劑[20]。有研究表明[22]，檸檬酸可有效抑制陰極液體的堿化，并使土壤維持在酸性范圍之內(nèi)。在本研究中，外源檸檬酸的添加雖然顯著降低了土壤的pH值，但仍呈堿性范圍內(nèi)，這可能與本地土壤偏堿性化有關(guān)[23]。生物量可作為評價植物對重金屬忍耐性的重要指標(biāo)之一[24]。在本研究中，3種觀賞植物均可在鎘脅迫下正常生長，表明3種觀賞植物對鎘污染具有一定的適應(yīng)性。3種觀賞植物的株高、根長和生物量均隨著鎘污染濃度的增加而呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，其中添加檸檬酸處理組的增加效應(yīng)更加顯著，這表明檸檬酸的添加調(diào)節(jié)了土壤pH，提高重金屬的生物有效性，促進了植物的生長。孫和和等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在鉻脅迫下，外源檸檬酸可使美人蕉的生物量增加和根系增粗，并增加了美人蕉對鉻的吸收。劉宛茹等[13]的研究表明，外源檸檬酸的加入可以不同程度地增加了紅蛋對鎘的耐性，如植物生物量增加和根部鎘含量的提高。陳蘇等[25]在土霉素、鎘復(fù)合污染土壤的植物-微生物強化修復(fù)效果的研究中指出，檸檬酸的添加可顯著提高孔雀草的根部生物量（<0.05），這些研究結(jié)果均與本研究相一致。陳立等對3種螯合劑對芥菜[5]、吊竹梅[6]修復(fù)鈾鎘復(fù)合污染土壤影響的研究中指出，低濃度的檸檬酸顯著促進了芥菜和吊竹梅的生長，而在高濃度（7.5 mmol·kg-1）處理下，則對芥菜和吊竹梅生長產(chǎn)生抑制作用。這是因為在一定重金屬污染條件下，低濃度的小分子有機酸（如檸檬酸）可以緩解重金屬對植物的毒害作用，而濃度過高的有機酸，則有可能對植物生理生長產(chǎn)生雙重毒害作用。但楊樹深等[12]在土壤添加劑對蜈蚣草吸收轉(zhuǎn)運鉛、鎘影響的研究中也指出，檸檬酸在潮土和潮褐土中對蜈蚣草吸收富集鉛、鎘無促進作用，這可能是由于不同的植物生理和生活習(xí)性，使其對有機酸的耐受性不同[17]。

3.2 檸檬酸對3種觀賞植物鎘累積特性和遷移能力的影響

植物體內(nèi)重金屬濃度的高低可反映植物對重金屬的吸收富集能力，其是評價植物修復(fù)重金屬污染效率的重要指標(biāo)[19]。在本研究中，3種觀賞植物在CK和未添加檸檬酸處理組中，其地上部分和地下部分的鉛富集含量表現(xiàn)為地下部分>地上部分。這是由于根系是重金屬進入植物的重要通道，為了避免植物地上部分尤其是葉片遭受重金屬的毒害作用，使根系的重金屬含量大于地上部分[26]。與CK和未添加檸檬酸處理組相比，檸檬酸的添加顯著提高了3種觀賞植物的地上部分鎘含量（<0.05），且轉(zhuǎn)運系數(shù)也>1，這是由于檸檬酸作為一種低分子量有機酸，土壤添加檸檬酸后，其對土壤中重金屬的有效性有所增強，并降低了重金屬的毒害作用。劉宛茹等[13]對外源有機酸對紅蛋植物吸收和轉(zhuǎn)運鎘影響的研究中指出，土壤添加檸檬酸后不僅植物鎘的富集效果更加顯著，還能提高植物對鎘的耐性。薛博晗等[21]研究中指出，檸檬酸處理對改善植物生長狀況的效果最好，且可以減少根部吸收鎘，促使鎘從根部向莖葉部分轉(zhuǎn)移。樊揚帆等[27]對外源螯合劑檸檬酸和氮三乙酸對苧麻修復(fù)鉛鎘復(fù)合污染土壤影響的研究中也指出，檸檬酸在促進苧麻生長、增強了苧麻對鎘的吸收和轉(zhuǎn)移方面效果顯著。本研究結(jié)果表明，外源檸檬酸的添加促進了3種觀賞植物體內(nèi)重金屬鎘從地下部分向地上部分轉(zhuǎn)移，表現(xiàn)出對鎘污染修復(fù)的潛在能力。檸檬酸促進植物對重金屬吸收和轉(zhuǎn)移的主要原因，一是檸檬酸酸化了植物根際，降低了土壤pH值，增加了重金屬離子的移動性，提高了植物根部對重金屬的集聚向地上部分的轉(zhuǎn)移[27]；二是檸檬酸中的陰離子可與重金屬發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，有效促進金屬離子釋放，同時減少土壤有機質(zhì)、黏粒和氧化物附著重金屬離子，使重金屬在土壤中的移動性增強[25]。

本研究中，3種觀賞植物萱草、鳶尾和美人蕉在土壤鎘污染脅迫下長勢良好，具有較高的生物量積累，可見這3種觀賞植物對重金屬鎘耐性較強，具有修復(fù)土壤鎘污染的潛力。外源檸檬酸的添加顯著增加了植株的株長、根長和生物量（<0.05）。

3種觀賞植物的地上部分和地下部分鎘含量均隨土壤鎘脅迫濃度的增加而逐漸上升，而檸檬酸的添加顯著增加了3種觀賞植物的地上部分、地下部分和單株鎘積累量，其中，美人蕉在Wg和Tg處理組的單株鎘積累量高達(dá)5 569.51 μg·株-1和8 966.17 μg·株-1，表現(xiàn)出對鎘污染的強大修復(fù)能力。在CK和未添加檸檬酸處理組中，地下部分鎘含量高于地上部分。外源檸檬酸促進了土壤鎘從地下部分向地上部分的轉(zhuǎn)移，使地上部分鎘含量高于地下部分。

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Effect of citric acid amendment on cadmium uptake and translocation by three ornamental plants

GUO Hui, ZHUANG Jingjing

(College of Life Science and Technology, Xinxiang University, Xinxiang 453003)

In order to explore the effect of citric acid and plants on remediation of cadmium contaminated soil. In the study, we usedandas the experimental materials to the pot experiment. To study the effects of exogenous citric acid on the remediation of cadmium contaminated soil by three ornamental plants. Three species were treated with various concentrations of cadmium pollution. Control group (CK); not added citric acid group (Wz: 1 mg·kg-1, Wm: 5 mg·kg-1, Wg: 10 mg·kg-1); added citric acid group (Tz: 1 mg·kg-1, Tm: 5 mg·kg-1, Tg: 10 mg·kg-1). The results showed that: (1) Compared with CK and the treatment group without citric acid, the addition of citric acid significantly reduced the pH value of the soil. (2) The addition of citric acid significantly improved the growth of three ornamental plants (,and). The maximum plant length, root length and growth amount of plants all appeared in the cadmium pollution (Tm) treatment with citric acid, and the maximum biomass per plant was 13.97 g, 23.92 g and 56.95 g, respectively. (3) In CK and citric acid free treatment groups, the cadmium content in the overground part of the three ornamental plants was lower than that in the underground part.The different ranges were -5.09 - -41.06, -6.44--49.77 and-15.35--53.80 mg kg-1, respectively. However, the addition of citric acid promoted the transfer of cadmium from the underground part to the overground part, making the cadmium content in the overground part higher than that in the underground part. The difference ranges are 9.98-42.50, 9.51- 44.93 and 16.10-47.59 mg kg-1, respectively. (4) The transport coefficient of the three ornamental plants in the citric acid treatment group was greater than 1, which significantly increased the cadmium accumulation in the overground part of the plants. Moreover, the cadmium accumulation in the overground and underground parts ofwas significantly higher than that ofand, with the highest values of 7 603.39 and 1 545.60 μg·plant-1, respectively. In summary, all three ornamental plants can be used as remediation plants for cadmium contaminated soil, and citric acid can effectively improve the remediation efficiency of the three ornamental plants for cadmium contaminated soil.has stronger cadmium remediation ability thananddue to its tall and massive rhizome.

citric acid; ornamental plants; cadmium stress; phytoremediation

X173

A

1672-352X (2021)01-0121-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20210319.024

2021-3-23 12:26:25

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20210319.1548.048.html

2020-02-28

河南省高等學(xué)校青年骨干教師培養(yǎng)計劃（2019GGJS251）和河南省科技攻關(guān)項目（212102110058）共同資助。

郭 暉，副教授。E-mail：290711657@qq.com

莊靜靜，博士，講師。E-mail：zhuangjingnd@126.com