石竹富集土壤鎘與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性

耿冬紅 郭智勇 謝利芬

摘 要：本文研究了不同有機(jī)物料投入下石竹富集土壤鎘與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性。石竹地上部鎘含量與土壤堿解氮、有效磷含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性不顯著；石竹地上部鎘富集系數(shù)，與土壤堿解氮、有效磷含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著正相關(guān)。石竹地下部鎘含量及富集系數(shù)，均與土壤堿解氮、有效磷、有機(jī)質(zhì)含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量相關(guān)性不顯著。石竹轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與土壤有效磷、有機(jī)質(zhì)含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤堿解氮含量顯著負(fù)相關(guān)，與土壤速效鉀含量相關(guān)性不顯著。石竹富集土壤鎘與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性在不同土壤條件下會(huì)存在差異，參考上述研究結(jié)果需要考慮土壤環(huán)境與地域差別。

關(guān)鍵詞：石竹；富集；鎘；養(yǎng)分；相關(guān)性

前言：土壤重金屬污染植物修復(fù)技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)[1]，其易于應(yīng)用、成本低廉和對(duì)環(huán)境友好，應(yīng)用前景廣闊。草本植物對(duì)土壤重金屬污染具有較大的修復(fù)潛力，如蜈蚣草、東南景天、菊花、紫花苜蓿[2]、藿香薊[3]、蒲公英[4]等，不同的草本植物修復(fù)能力和效果不同。研究認(rèn)為，植物吸收積累土壤重金屬，與植物種類、部位和土壤重金屬形態(tài)、生物有效性有關(guān)，還與土壤性質(zhì)有關(guān)[5]。

石竹是石竹科石竹屬的多年生草本，花期長(zhǎng)，顏色豐富，觀賞價(jià)值較高且生物量較大，易繁殖、易養(yǎng)護(hù)，廣泛地應(yīng)用于園林景觀中，土壤Cd低濃度下（≤３mg/g）對(duì)石竹根部、地上部干重表現(xiàn)出促進(jìn)作用[6]。五彩石竹是一種土壤重金屬污染修復(fù)草本植物植物，采取一定技術(shù)措施可促進(jìn)修復(fù)效果[7]。植物修復(fù)土壤重金屬鎘（Cd）污染目前主要聚焦于超富集植物的篩選、提高Cd富集效率及解毒機(jī)理等方面的研究[8]，有關(guān)植物富集Cd能力與土壤養(yǎng)分關(guān)系的研究極少。本文總結(jié)不同有機(jī)物料投入下石竹富集土壤鎘與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性，以做參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤：取自安陽(yáng)某鋼鐵廠附近農(nóng)田，玉米收獲后20cm土層取樣，土壤理化性質(zhì)和鎘含量指標(biāo)見(jiàn)表1。

供試植物：安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地石竹。

供試有機(jī)物料：礦源黃腐酸鉀來(lái)自中北農(nóng)業(yè)生態(tài)科技（湖北）有限公司，沼渣來(lái)自河南麥多生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司，芝麻餅來(lái)自安陽(yáng)市龍安區(qū)鑫鑫米業(yè)農(nóng)副產(chǎn)品加工廠，有機(jī)物料腐熟劑、綠康威微生物菌劑來(lái)自中農(nóng)綠康（北京）生物技術(shù)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

選用3種有機(jī)物料：礦源黃腐酸鉀、沼渣、芝麻餅作為試驗(yàn)材料，礦源黃腐酸鉀中礦源黃腐酸≥50%，氧化鉀≥12%，沼渣、芝麻餅基本性質(zhì)見(jiàn)表2。

CK：按土重0.1%添加礦源黃腐酸鉀。

處理1：按土重5%添加沼渣；處理2：按土重3%添加芝麻餅+5%芝麻餅重量的有機(jī)物料腐熟劑；處理3：按土重2.5%沼渣+土重1.5%芝麻餅混合有機(jī)物添加+混合有機(jī)物5%重量的有機(jī)物腐熟劑。各處理配制好試驗(yàn)土壤后分別裝花盆，尺寸為160mm×150mm，每個(gè)處理重復(fù)3次（3盆）。

挑選鮮重12～12.5g的石竹根栽入各處理，每盆均勻栽4株，栽后用綠康威微生物菌劑400倍液每盆澆灌0.5kg。

盆栽實(shí)驗(yàn)在安陽(yáng)市殷都區(qū)曲溝鎮(zhèn)東彰武村秋豐種植合作社溫室內(nèi)進(jìn)行，2022年10月14日栽石竹，2023年3月4日結(jié)束。

期間2023年2月2日第二次用綠康威微生物菌劑400倍液每盆澆灌0.5kg，其它時(shí)間則根據(jù)花盆的土壤墑情共澆水4次，每次澆水1kg。

1.3 試驗(yàn)樣品采集

將每花盆石竹取出，根部與土壤分離，土壤室溫風(fēng)干，過(guò)2mm篩，備用；全部收獲試驗(yàn)植株。

試驗(yàn)植株用自來(lái)水沖洗干凈后，再用蒸餾水沖洗，將根部和地上部分開，在80℃下烘干至恒重，用電子天平稱干重。用研缽將植物研碎磨細(xì)，過(guò)20目篩備用。

將石竹分成地上部和地下部，將其用自來(lái)水清洗干凈，再用流動(dòng)的超純水洗3～5次，自然晾干后稱鮮重，并于干燥箱中（80℃左右）烘干至恒重，稱取干重，取出樣品用不銹鋼打磨機(jī)粉碎后裝入聚乙烯瓶中編號(hào)備用。

1.4 相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)方法

參考GB 5009.268-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定和文獻(xiàn)《測(cè)試條件對(duì)土壤中33種元素同時(shí)測(cè)定的影響》。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 石竹地上部富集鎘與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性

由表3可知，石竹地上部鎘含量，與土壤堿解氮、有效磷含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性不顯著；石竹地上部鎘富集系數(shù)，與土壤堿解氮、有效磷含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著正相關(guān)。

2.2 石竹地下部富集鎘與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性

由表4可知，石竹地下部的鎘含量及富集系數(shù)，均與土壤堿解氮、有效磷、有機(jī)質(zhì)含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量相關(guān)性不顯著。

2.3 石竹轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性

由表5可知，石竹轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，與土壤有效磷、有機(jī)質(zhì)含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤堿解氮含量顯著負(fù)相關(guān)，與土壤速效鉀含量相關(guān)性不顯著。

3 討論與結(jié)論

研究表明，植株體內(nèi)Cd含量與磷含量之間存在一定的負(fù)相關(guān)性[9]。通過(guò)改善土壤養(yǎng)分元素有效性可提高狗牙根富集Cd的能力。Cd富集系數(shù)和土壤速效鉀、有效磷、NH4+-N含量呈正相關(guān)，與土壤NO3--N含量呈負(fù)相關(guān)；Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和有效磷、NH4+-N含量呈正相關(guān)。增加土壤養(yǎng)分有效性含量可以提高狗牙根富集Cd的能力[8]。

本試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，石竹地上部Cd含量，與土壤堿解氮、有效磷含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性不顯著；石竹地上部Cd富集系數(shù)，與土壤堿解氮、有效磷含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著正相關(guān)。石竹地下部Cd含量及富集系數(shù)，均與土壤堿解氮、有效磷、有機(jī)質(zhì)含量極顯著正相關(guān)，與土壤速效鉀含量相關(guān)性不顯著。石竹Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，與土壤有效磷、有機(jī)質(zhì)含量極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤堿解氮含量顯著負(fù)相關(guān)，與土壤速效鉀含量相關(guān)性不顯著。本試驗(yàn)研究結(jié)果與相關(guān)研究結(jié)果不完全相同，說(shuō)明在不同土壤質(zhì)量條件下植物富集鎘與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性試驗(yàn)結(jié)果存在差異甚至結(jié)果相反，在借鑒相關(guān)文獻(xiàn)研究結(jié)果時(shí)要考慮土壤生態(tài)環(huán)境的相似性與地域差別。

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