不同活化劑強(qiáng)化超富集植物鬼針草吸收Cd 的比較分析

郭嘉航，李亞蘭，楊 云,3，彭語欣，高紫云，孫世中，黃晶心*

(1. 云南師范大學(xué)高原特色中藥材種植土壤質(zhì)量演變退化與修復(fù)云南省野外科學(xué)觀測研究站，昆明 650500；2. 云南師范大學(xué)云南省農(nóng)村能源工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650500；3.文山州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，文山 663099)

土壤重金屬污染是當(dāng)今社會(huì)面臨的巨大難題，其中鎘（Cd）污染最為普遍也最為嚴(yán)重[1]。有研究報(bào)道，云南省某鉛鋅礦區(qū)周邊土壤的Cd 的含量可達(dá)46.88 mg·kg-1，遠(yuǎn)高于全國土壤背景值[2]。根據(jù)調(diào)查，由于污染面源較廣，工程修復(fù)經(jīng)濟(jì)損耗過大，這些土地一直處于拋荒地、廢棄用地狀態(tài)，如何高效生態(tài)地解決這種問題已經(jīng)刻不容緩。目前對Cd 污染土壤的治理方法主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)及植物修復(fù)，而植物修復(fù)對環(huán)境的擾動(dòng)最小，無二次污染，經(jīng)濟(jì)簡易，是土壤重金屬污染修復(fù)的熱門方案[3-4]。

重金屬污染土壤中施加活化劑能通過萃取等方式使土壤中的重金屬離子活化，提升植物修復(fù)土壤重金屬污染的效率[5-6]。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，N-雙谷氨酸二乙酸四鈉（GLDA）、聚天冬氨酸（PASP）、羥基乙叉二膦酸（HEDP）和十二烷基苯磺酸鈉（LAS-30）是活化劑中對植物損傷小、對土壤中重金屬提取能力強(qiáng)且降解產(chǎn)物生態(tài)友好的4 種活化劑[5,7-9]。如PASP對重金屬Zn 和Cd 均具有較好的提取效果，提取率超過50%[10]，應(yīng)用于植物后，能有效促進(jìn)植物的生長[11]。重金屬污染土壤中施加GLDA 能增強(qiáng)東南景天（Sedum alfredii）提取Cd、Zn 的能力，且提取效果比EDTA 更強(qiáng)[12]。吳青等[13]通過研究也證明，GLDA 對污泥中Cd 和Ni 的去除效果較好。HEDP不僅能活化土壤中的重金屬[14]，且降解物中含有氮，具有營養(yǎng)植物的作用[15]。有關(guān)研究表明，低濃度的LAS 能緩解Cd 對黃豆（Glycine max）的毒害，促進(jìn)其生長發(fā)育，使其生物量和富集重金屬的量增加[16]。綜上，向重金屬污染土壤中添加PASP、HEDP、GLDA 和LAS 這4 種活化劑能增強(qiáng)土壤中重金屬的溶解性，促進(jìn)植物的生長，提升植物對重金屬污染土壤的修復(fù)效率，具有治理效果好、穩(wěn)定等特點(diǎn)，但在施加同等質(zhì)量情況下，哪種活化劑產(chǎn)生的效果最好、最為經(jīng)濟(jì)、快捷還需進(jìn)一步探究。

為解決上述問題，采用溫室盆栽試驗(yàn)，選用Cd的超富集植物鬼針草（Bidens pilosa）作為模式種。鬼針草為菊科植物，具有生物量大、生長周期短、適應(yīng)性廣、耐性高等特點(diǎn)，不僅是Cd 的超富集植物，對鉛也有高吸收性，還是砷的排異植物，具有綜合修復(fù)重金屬污染的能力[17-19]。經(jīng)調(diào)查，在高濃度礦區(qū)土壤污染區(qū)域只有幾種植物可以正常存活，鬼針草是其中1 種，這也是本次選取鬼針草作為模式種的原因。試驗(yàn)通過對比分析施加等量活化劑的情況下對植物產(chǎn)生的效應(yīng)及植物從土壤中提取重金屬的量，探究施加4 種活化劑對超富集植物吸收Cd的效果，為土壤重金屬污染修復(fù)提供理論支撐，也為活化劑在植物修復(fù)土壤重金屬污染方面的技術(shù)提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 土壤材料 試驗(yàn)土壤采集于云南昆明呈貢區(qū)Cd 污染區(qū)域，土壤類型為黃棕壤。采用五點(diǎn)取樣法采集栽培土壤樣品，土壤在使用之前仔細(xì)去除雜物，過5 目篩，土壤經(jīng)測定銨態(tài)氮含量為 3.242 mg·kg-1，硝態(tài)氮含量為12.367 mg·kg-1，pH 為7.23，電導(dǎo)率為4.4 S·m-1，土壤中Cd 含量為3.059 mg·kg-1。

1.1.2 試驗(yàn)試劑 選用GLDA、PASP、HEDP 和LAS-30 為試驗(yàn)材料，試劑選購于山東優(yōu)索化工科技有限公司。GLDA 是新型的綠色可降解螯合劑，具有適用pH 范圍廣、耐高溫、螯合能力強(qiáng)且無生態(tài)毒性的特點(diǎn)。PASP 是新型綠色處理劑，具有無磷、無毒、無公害和可完全生物降解特性，對離子有較強(qiáng)的螯合能力，在農(nóng)業(yè)上可作為養(yǎng)分吸收增強(qiáng)劑，促進(jìn)農(nóng)作物的生產(chǎn)。HEDP 在高pH 下穩(wěn)定，不易水解，對土壤中重金屬具有較強(qiáng)的活化作用。LAS-30（十二烷基苯磺酸鈉）是常用的陰離子表面活性乳化劑，低濃度施加能促進(jìn)植物的生長[10,16,20-21]。

1.2 方法

取上述土壤混勻后分裝于25 個(gè)上口徑11 cm、高10 cm 的花盆中，每盆裝土500 g，試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理組，包括對照組（CK）、GLDA 處理組、PASP處理組、HEDP 處理組和LAS-30 處理組，每個(gè)處理設(shè)置5 個(gè)重復(fù)。

將土壤裝于花盆后，向每個(gè)花盆添加CdCl2溶液，添加的Cd 濃度為50 mg·kg-1，待土壤穩(wěn)定后向花盆中種入鬼針草種子，每盆放置15 粒種子，待長出苗后，每盆挑選4 株留下，期間花盆放置于人工氣候箱中，溫度設(shè)置為白天25 ℃，夜晚18 ℃，光照強(qiáng)度為8 000 lx，保證每天10 h 光照和14 h 的黑暗處理。待每個(gè)花盆中鬼針草幼苗生長至6 ～ 7 cm，開始測量株高和葉綠素含量。

鬼針草生長至開花期（第120 天）以溶液形式向土壤中加入活化劑[20]，施加活化劑的量為0.5 g·kg-1，以淋洗方式分6 次每天加入，施加的總量為土壤質(zhì)量的0.3%[22]，加入后定期測量株高，葉片葉綠素含量等指標(biāo)。測量分為5 個(gè)測量周期（前期分生長期與繁殖期相互對照，后期以加入活化劑后鬼針草一周內(nèi)的株高變化是否超過3 cm 為基準(zhǔn)，若1周內(nèi)鬼針草株高普遍生長大于3 cm，則默認(rèn)出現(xiàn)變化；若1 周內(nèi)鬼針草株高生長普遍小于3 cm，則默認(rèn)未出現(xiàn)顯著變化，繼續(xù)等待，直至鬼針草出現(xiàn)顯著變化。T1，第90 天，生長期，未開花；T2，第120 天，進(jìn)入繁殖期，與生長期作對比；T3，第127天，剛完成活化劑的加入；T4，第134 天，加入活化劑1 周；T5，第148 天，加入活化劑3 周，鬼針草產(chǎn)生大量種子。

1.3 分析測定方法

1.3.1 土壤理化指標(biāo) 土壤經(jīng)晾曬烘干后過100 目篩，稱取10 g 置于50 mL 錐形瓶，加入25 mL 去離子水，震蕩2 h 充分混勻，靜置后由土壤多參數(shù)速測儀（COMBI 5000. Germany ）測定土壤pH 與電導(dǎo)率（EC）值；

硝態(tài)氮與銨態(tài)氮含量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) LY/T 1228—2015，用流動(dòng)分析儀(AA3, Seal Analytical, ltd.Germany)進(jìn)行測定；

土壤中Cd 含量采用7:2 的硝酸、氫氟酸進(jìn)行微波消解，消解完成后趕酸，再用3%的稀硝酸將剩余液體定容至25 mL，過濾后用AA-7000 火焰法原子吸收儀測定溶液Cd 濃度；

植物中Cd 含量采用5:2 硝酸、過氧化氫進(jìn)行微波消解，消解完成后趕酸，再用3%的稀硝酸將剩余液體定容至25 mL，過濾后用AA-7000 火焰法原子吸收儀測定溶液Cd 濃度。

1.3.2 生長指標(biāo)的測定及植物的處理 葉片葉綠素含量的測定采用葉綠素儀（SPAD-502，北京海天友誠科技有限公司）。

收獲方法：于收獲前兩天澆水，保持盆栽土壤濕潤，保證收獲鬼針草根系的完整性。收獲前先測量株高（卷尺測量）、莖基直徑（游標(biāo)卡尺測量）和葉綠素含量。將整株鬼針草取出后，稱取生物量，將根系剪下，測量根長，各組織經(jīng)烘箱105 ℃殺青處理，再將其置于70 ℃烘干至恒重，烘干后測量干重。

1.3.3 數(shù)據(jù)與分析 采用SPSS19.0 軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析、顯著性分析和相關(guān)性分析，利用Excel 作圖。3 個(gè)參數(shù)根據(jù)以下公式[22-23]計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同活化劑處理對土壤理化指標(biāo)的影響

對添加活化劑的土壤進(jìn)行理化指標(biāo)測定結(jié)果（表1）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)施加4 種活化劑后土壤的電導(dǎo)率（EC）顯著升高（P＜ 0.05），與對照組相比，GLDA、PASP、HEDP 和LAS-30 處理電導(dǎo)率分別升高了13.0%、22.4%、21.3%和27.1%。與對照組相比，HEDP 處理土壤的pH 顯著降低，LAS-30 處理的pH 顯著升高（P＜ 0.05），GLDA 與PASP 處理的土壤pH 未發(fā)生顯著性變化，說明不同活化劑會(huì)對土壤pH 造成不同的影響。與對照組相比，LAS-30處理的土壤銨態(tài)氮（NH4+-N）含量顯著升高（P＜0.05），其余處理組無顯著性變化。施加活化劑后，各處理組的硝態(tài)氮含量降低，但無顯著性變化，說明施加這4 種活化劑對土壤硝態(tài)氮的影響不大。

表1 不同處理下土壤的理化指標(biāo)Table 1 Physical and chemical indexes of soils under different treatments

2.2 不同活化劑處理對鬼針草株高的影響

通過對鬼針草5 個(gè)周期株高的測量，結(jié)果表明未添加活化劑時(shí)（T1—T2），鬼針草生長迅速，且株高相差不大，說明試驗(yàn)控制變量達(dá)到應(yīng)有的效果，可進(jìn)行下一步試驗(yàn)操作。鬼針草生長至開花期（T2）時(shí)，開始向土壤中加入活化劑（T2—T3），此時(shí)鬼針草生長均變緩慢，LAS-30 處理組出現(xiàn)致死現(xiàn)象，到T3 時(shí)完全枯萎，說明LAS-30 對鬼針草有一定的毒害作用；相比于對照組，施加GLDA、PASP 和HEDP 處理的鬼針草株高均顯著升高（P＜ 0.05），分別增加了6.5%、5.6%和14.1%，說明施加這3 種活化劑能促進(jìn)鬼針草的生長。加入活化劑后（T3—T5），鬼針草株高的變化趨勢相同，其中，對鬼針草株高促進(jìn)效果最佳的HEDP 處理，說明活化劑加入后并不會(huì)隨時(shí)間的延長對鬼針草株高的生長產(chǎn)生不同的效果。

圖1 不同活化劑處理下鬼針草的株高變化Figure 1 Changes of plant height of B. Pilosa with application of different activators

2.3 不同活化劑處理對鬼針草葉綠素含量的影響

由圖2 可知，土壤中未添加活化劑（T1—T2）時(shí)，鬼針草葉片葉綠素含量無顯著性差異。開花期（T2）加入活化劑后，施加GLDA 與PASP 處理的鬼針草葉片葉綠素含量均顯著高于對照組（P＜0.05），說明這2 種活化劑的添加能促進(jìn)鬼針草葉片葉綠素的合成，其中，施加GLDA 處理隨時(shí)間的延長，促進(jìn)效果會(huì)逐漸增加，PASP 則逐漸趨于平緩；施加HEDP 處理的鬼針草葉片的葉綠素含量與對照組無顯著性差異，施加LAS-30 處理的鬼針草葉片葉綠素顯著降低（P＜ 0.05），說明LAS-30 對鬼針草葉片葉綠素的合成存在抑制作用。

圖2 不同活化劑處理下鬼針草葉片的葉綠素含量變化Figure 2 Changes of chlorophyll content in leaves of B. pilosa with application of different activators

2.4 不同活化劑處理對鬼針草各部位重金屬Cd 含量的影響

由圖3 可知，與對照組相比，施加活化劑GLDA、HEDP 和PASP 后，鬼針草根部富集Cd 的量顯著升高（P＜ 0.05），是對照組的1.15 倍、1.12倍和1.09 倍。莖對Cd 的富集PASP 處理最高，HEDP處理次之，均高于對照組，GLDA 處理莖部對Cd的富集量最低。與對照組相比，GLDA、PASP、HEDP和LAS-30 處理鬼針草葉片對Cd的富集均高于對照組，是對照組的2.41 倍、1.30 倍、1.06 倍和1.22倍。GLDA 處理鬼針草花果對Cd 的富集最高，是對照組的1.58 倍。綜上，4 種活化劑對鬼針草各部位富集Cd 的量有不同的影響，其中，PASP 與HEDP處理鬼針草各部位富集重金屬的量均高于對照組，說明PASP 與HEDP 處理能提高Cd 污染土壤中鬼針草對Cd 的富集。

圖3 不同處理下鬼針草各部位Cd 的含量Figure 3 Cadmium contents in different parts of B. pilosa under different treatments

2.5 不同活化劑處理對鬼針草各部位生物量與吸收重金屬量的影響

由圖4（a）可知，與對照組相比，GLDA、PASP和HEDP 處理鬼針草的地上與地下生物量干重均升高，地上部分分別提升了16.7%、56.5%和16.1%，地下部分分別提升了10.4%、43.7%和12.7%，說明在Cd 污染土壤中施加GLDA、PASP 和HEDP 對鬼針草生物量的提升具有促進(jìn)作用。由圖4（b）可知，GLDA、PASP 和HEDP 處理鬼針草地上與地下部分吸收重金屬Cd 的量均升高，與對照組相比，地上部分分別提升了77.7%、97.3%和25.6%，地下部分分別提升了25.9%、56.4%和25.7%，說明Cd 污染土壤中施加GLDA、PASP 和HEDP 能促進(jìn)鬼針草對Cd 的吸收。

圖4 不同處理對鬼針草地上與地下部分生物量和吸收Cd 含量的影響Figure 4 Effects of different treatments on biomass and Cd uptake of aboveground and underground parts of B. pilosa

2.6 不同活化劑處理對鬼針草干重與各部位吸收Cd 含量的分配

由圖5（a）可知，LAS-30 處理鬼針草地下部分生物量干重的分配比例最高，與其他處理存在顯著性差異（P＜ 0.05），地上部分生物量干重的分配比例LAS-30 處理最低，顯著低于其他處理組（P＜0.05）。由圖5（b）可以看出，對照組與HEDP 處理的鬼針草地下部分吸收Cd 的量分配比例顯著高于其他處理組（P＜ 0.05），GLDA、PASP 和LAS-30處理鬼針草地上部分吸收Cd 的量分配比例顯著高于其他處理組（P＜ 0.05），說明這3 種活化劑的添加能促進(jìn)鬼針草地上部Cd 的富集。

圖5 不同處理下鬼針草干重與各部位吸收Cd 含量的分配比例Figure 5 The proportion of dry weight and the amount of Cd absorbed by different parts in different treatments

2.7 不同活化劑處理對鬼針草富集系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)比值和凈化率的影響

由表2 可知，不同處理組鬼針草的富集系數(shù)均為地下部分大于地上部分，GLDA、PASP 和HEDP處理鬼針草的地上與地下部分富集系數(shù)均顯著高于對照組（P ＜0.05），說明向Cd 污染土壤中施加GLDA、PASP 和HEDP 能促進(jìn)鬼針草對土壤中Cd的富集。鬼針草的轉(zhuǎn)運(yùn)比值GLDA 處理最高，對照組與HEDP 處理最低，說明施加GLDA 與PASP 能促進(jìn)鬼針草地下部分Cd 向地上部分的轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)效果最好的為GLDA 處理。由鬼針草對土壤的凈化率，施加GLDA、PASP 和HEDP 處理對Cd 污染土壤的凈化率均顯著高于對照組（P ＜0.05），效果最好的為PASP 處理，3 種活化劑對土壤的凈化率分別為對照組的1.57 倍、1.81 倍和1.26 倍，說明Cd污染土壤中施加GLDA、HEDP 與PASP 能促進(jìn)鬼針草對Cd 污染土壤的凈化。

表2 不同活化劑處理下鬼針草對Cd 的富集系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)比值與土壤凈化率Table 2 Enrichment coefficients, transport coefficients to Cd and soil purification rates of B. pilosa with application of different activators

3 討論

3.1 施用4 種活化劑能改善土壤營養(yǎng)狀況

土壤中施加不同活化劑會(huì)對土壤的理化指標(biāo)產(chǎn)生不同的影響。施加4 種活化劑后土壤的電導(dǎo)率均顯著升高（P＜ 0.05）（表1），這可能是由于活化劑活化土壤中重金屬離子和其他礦物質(zhì)離子，使土壤中可吸收態(tài)重金屬離子和其他礦物質(zhì)離子含量增多，導(dǎo)致土壤的電導(dǎo)率升高[24-25]。施加GLDA、PASP與LAS-30 后土壤pH 值升高，施加HEDP 后土壤pH 值降低（P＜ 0.05），一方面這可能與活化劑本身性質(zhì)有關(guān)，GLDA、PASP 和LSA-30 是堿性活化劑，pH 均大于8，施加后使土壤偏堿性，HEDP 是一種酸性活化劑，施加后使土壤的pH 降低；另一方面可能與植物根系分泌物有關(guān)。有研究表明，植物根系分泌物能使植物根際土壤pH 發(fā)生變化[26]，這能進(jìn)一步促進(jìn)植物對重金屬的吸收。本研究中，與對照組相比，施加GLDA、PASP 及LAS-30 后土壤中的銨態(tài)氮含量升高（表1），說明施加這3 種活化劑能活化土壤中的N 含量，使植物可利用的N 營養(yǎng)物質(zhì)增多。有關(guān)研究還表明，PASP 含有豐富的酰胺鍵及羧基等極性基團(tuán)，可作為土壤的保水劑，同時(shí)還能抑制土壤中銨態(tài)氮氮肥的揮發(fā)，促進(jìn)土壤中微量元素的溶解，產(chǎn)生更多有利于土壤生物生存的元素，使土壤肥力得到改善[27]，這對活化劑在植物修復(fù)土壤重金屬污染領(lǐng)域的運(yùn)用提供了理論參考。

3.2 施加活化劑能促進(jìn)植物的生長及生物量的增加，改善植物生長狀況

植物對Cd 無專一吸收通道，它可能是經(jīng)Fe、Zn 或Ca 通道進(jìn)入根細(xì)胞[28]，Cd 進(jìn)入植物細(xì)胞后，會(huì)抑制植物葉片葉綠素等的合成，破壞植物葉片的結(jié)構(gòu)，對植物的光合生理造成嚴(yán)重影響[29-31]。在本研究中，施加活化劑后，鬼針草葉片的葉綠素含量發(fā)生顯著變化，GLDA 與PASP 處理的鬼針草葉片葉綠素含量顯著高于對照組（P＜ 0.05），施加HEDP處理的鬼針草葉片的葉綠素含量與對照組無顯著性差異，一方面可能是因?yàn)镚LDA 和PASP 降解產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)，使得鬼針草獲取的營養(yǎng)物質(zhì)增加，能合成更多的葉綠素；另一方面可能是施加這兩種活化劑后活化了土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，使得鬼針草能從土壤中獲取更多的養(yǎng)分抵抗Cd 脅迫，使得葉綠素合成增加[32-33]。施加LAS-30 處理組的鬼針草出現(xiàn)致死現(xiàn)象，使生物量與吸收Cd 的含量下降，這可能與施加活化劑的濃度有關(guān)。陳玉成等[34]的研究中表明，LAS-30 對土壤中重金屬陽離子具有增溶增流作用，能促進(jìn)植物對重金屬的吸收，但濃度過高會(huì)破壞植物細(xì)胞活性，對植物產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，導(dǎo)致植物死亡，這也與劉紅玉等[35]使用LAS 處理蠶豆根尖的研究結(jié)果一致：施用LAS 后，蠶豆根尖透明度增加，細(xì)胞內(nèi)Cd 含量增加，導(dǎo)致蠶豆生長受到阻礙。本研究中，施加PASP 不僅使鬼針草株高、葉綠素含量、莖基直徑、生物量等升高，也使得鬼針草對Cd的富集效果提升，這與張鑫等[36]的盆栽試驗(yàn)研究結(jié)果一致。這是因?yàn)镻ASP 是由C、H、O 和N 等4種元素組成的氨基酸聚合物，生物降解性好，對生物無毒性，既可作為肥料增效劑，還對金屬離子具有螯合作用，也可富集氮、磷、鉀及微量元素供給植物，使植物更有效地利用肥料，提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)[10,37]。HEDP 與GLDA 修復(fù)Cd 污染土壤的研究在國內(nèi)研究較少，試驗(yàn)表明這兩種活化劑作為新型螯合劑，經(jīng)濟(jì)適宜的同時(shí)，可提高鬼針草生物量和對Cd的提取率，達(dá)到對Cd 污染土壤的修復(fù)效果[25,33,38]。

3.3 施加4 種活化劑能增強(qiáng)鬼針草對Cd 污染土壤的修復(fù)效果

施加活化劑能促進(jìn)植物對土壤中Cd 的吸收效率，提升土壤的凈化率。在本研究中，與對照組相比，GLDA、HEDP 和PASP 活化劑添加到Cd 污染土壤中后，鬼針草吸收土壤中Cd 的量均顯著增加，土壤的凈化率提高。研究表明，GLDA、PASP、HEDP等活化劑具有分子、原子或離子化合物提供配位電子對，能夠與具有空軌道的金屬離子結(jié)合成為配位鍵，使土壤中Cd 的生物有效性提高，LAS-30 與土壤接觸后，能與重金屬離子經(jīng)過交換或絡(luò)合反應(yīng)，使難溶態(tài)的Cd 從土壤中釋放出來[22,39-40]，因此土壤中可吸收態(tài)的Cd 離子增多，植物對Cd 的吸收量增加。植物對Cd 的轉(zhuǎn)運(yùn)比值反映了植物將Cd 從地下部分轉(zhuǎn)移到地上部分的能力，本研究中，施加4種活化劑后鬼針草的轉(zhuǎn)運(yùn)比值均升高，說明施加這4 種活化劑能促進(jìn)植物對土壤中Cd 的轉(zhuǎn)移，提升土壤的凈化率。本研究還表明，不同的活化劑對鬼針草各部位吸收Cd 的效果不同，PASP 處理對鬼針草莖的Cd 積累促進(jìn)效果最好，GLDA 處理對根、葉和花果的Cd 積累促進(jìn)效果最好，這可能與不同的活化劑降解產(chǎn)生不同的養(yǎng)分或?qū)ν寥阑罨B(yǎng)分的種類不同有關(guān)，使鬼針草各部位富集Cd 的量存在較大的差距。施用活化劑后單株鬼針草對土壤的凈化率均升高。一方面這與鬼針草生物量增加，使鬼針草從土壤中吸收Cd 離子也增多有關(guān)，另一方面可能與活化劑活化了土壤中的Cd，使植物能從土壤中吸收更多Cd 離子，最終使土壤的凈化率提升[32,38]；其中，對凈化率提升作用最強(qiáng)的為PASP 處理，與對照組相比，其凈化率提升了1.7 倍。對4 種活化劑的凈化效果分析，發(fā)現(xiàn)PASP 不僅能改善土壤養(yǎng)分狀況，且對土壤凈化效果的促進(jìn)作用明顯，具備了修復(fù)Cd 污染土壤潛力，但目前鮮少有人將之運(yùn)用于土壤重金屬修復(fù)領(lǐng)域。本研究為PASP 在重金屬土壤污染修復(fù)領(lǐng)域的運(yùn)用提供了重要理論參考。

4 結(jié)論

本研究選用4 種新型活化劑為研究對象，通過對4 種活化劑的應(yīng)用效果對比分析，活化劑的施加能通過影響土壤的理化性質(zhì)，使鬼針草生物量增加，富集土壤中更多的Cd，提升土壤的凈化率。其中，HEDP、PASP 和GLDA 處理相比于對照組，地上部分生物量分別提升了77.7%、97.3%和25.6%；相比于對照組的凈化率2.46%，PASP、GLDA 和HEDP處理對土壤凈化率分別為4.85%、4.37%和3.08%。綜上，Cd 污染土壤中施加活化劑能通過改善土壤養(yǎng)分狀況，使鬼針草葉綠素含量、株高和生物量增加，增強(qiáng)鬼針草對Cd 的富集，使鬼針草對土壤中Cd 的凈化效率提升，效果最好的為PASP 處理。結(jié)果可為活化劑在礦區(qū)、拋荒地等嚴(yán)重Cd 污染土壤的植物修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了重要的理論參考。