余游　肖伟　谢阳东

摘要：为了研究野地瓜促进富集植物黑麦草吸收重金属镉的可能性，笔者通过盆栽试验的方式对比了不同处理中黑麦草地上部分重金属镉的含量。试验结果表明：套种野地瓜处理的黑麦草地上部分总镉含量为每盆5.6439×10^-3mg，而单独种植黑麦草处理组的黑麦草地上部分总镉含量为4.6164×10^-3mg，相比之下，增加了1.0275×10^-3mg，增加率为22.26%。野地瓜套种黑麦草能有效的促进黑麦草对重金属镉的吸收。本研究为促进富集植物对重金属的吸收提供了一种新的思路与途径。

关键词：野地瓜；黑麦草；镉；促进

中图分类号：X53 文献标志码：A 论文编号：cjas16120031

0引言

镉是对生物尤其是人类有剧毒的污染元素，镉会对呼吸道产生刺激，其化合物不易被肠道吸收，但可经呼吸被体内吸收，对肝或肾脏造成危害，镉同时也是环境污染元素。土壤重金属污染修复技术主要包括物理修复、化学修复与生物修复。其中生物修复的一项重要措施是植物修复，对于植物修复的研究，一般集中在超富集（富集）植物的筛选方面，和研究微生物与植物的相互作用促进植物吸收方面嘲，以及添加螯合剂促进植物对重金属的吸收等方面。目前少有关于植物促进或者减弱植物吸收重金属方面的研究。

黑麦草为一年生禾本科单子叶植物，其再生能力强，易于种植，生物量较大，抗病虫害能力强。有报道显示黑麦草对重金属具有很强的抗性，且对重金属有蓄集作用。

野地瓜是重要的矿区植被修复植物，其对矿区和类似矿区环境的植被修复具有无可比拟的优势。野地瓜坚韧而繁茂的茎蔓总是纵横交错地生长着，这样就会自然的“织”成一张“巨型渔网”，能将表面松土、沙土、沙石牢牢地“网住”。野地瓜的茎蔓长大于10 m，匐地而生，触地易生须状不定根，使其能在各种恶劣的条件下生长。加之，其无攀附其他植物的特性，有利于后期次生植物的生长。

在本研究中，笔者通过套种的方式将野地瓜与黑麦草进行结合，以期探索套种野地瓜促进黑麦草吸收重金属镉的可能性，为后期利用该方式进行矿区植被修复和土壤污染修复，特别是土壤镉污染的植物修复奠定一定的理论基础，也为促进富集植物吸收重金属领域拓展了新的研究内容。

1材料与方法

1.1试验材料

黑麦草，野地瓜，镉污染栽培土壤。

1.2试验方法

野地瓜与黑麦草套种试验：试验设置2个处理组：（1）野地瓜套种黑麦草；（2）单独种黑麦草。为了防止其他植物对本试验的影响，本试验以盆栽试验的方式进行（图1）。栽培土为镉污染栽培土壤。种植30天后，分别收割不同处理组黑麦草的地上部分，将收割后的黑麦草用牛皮纸包好，放在105℃的干燥箱中进行30 min的杀青处理，待杀青处理后将生黑麦草再放置在75℃的干燥箱处理24 h。

将样本寄送到第三方检测中心进行植物中重金属（镉）含量的测定。测试项目：镉；测试设备：ICP-OES；测试依据：DB53/T 288—2009食品中铅、砷、铁、钙、锌、铝、钠、镁、硼、锰、铜、钡、钛、锶、锡、镉、铬、钒含量的测定。

1.3统计分析

采用Excel 2010软件进行数据处理与分析。

2结果与分析

在野地瓜与黑麦草的套种试验中，不同处理组黑麦草地上部分的干重和镉含量如表1所示。

结果表明：对处理1和处理2的黑麦草地上部分干重进行对比，处理1（野地瓜套种黑麦草）比处理2（单独种植黑麦草）减少了0.2g/盆，降低率为15.38%；对地上部分干物质中镉的含量进行对比，处理1（野地瓜套种黑麦草）比处理2（单独种植黑麦草）增加了1.5797 mg/kg，增加率为44.48%。从试验的检测结果看，处理1中黑麦草地上部分中的镉含量的总量为每盆5.6439×10^-3mg，处理2中黑麦草地上部分中的镉含量的总量为每盆4.6164×10^-3mg，处理1比处理2每盆增加了1.0275×10^-3mg，增加率為22.26%。从试验的结果看，野地瓜套种黑麦草能有效的促进黑麦草对重金属镉的吸收。

在一定的种植环境中，野地瓜套种黑麦草，一方面存在野地瓜与黑麦草竞争营养以及空间的现象，从而导致黑麦草生长量的减少，也就是说套种可能会导致富集植物生长的减少。但套种增加了物种的多样性，多样性的物种使植物结构（植物修复系统）更稳定；另一方面一定的套种方式促进了富集植物对重金属的吸收，能抵消因为生长量的减少对重金属的吸收总量的影响，从而保证修复效果。

植物根系的分泌物能影响根际微生物的数量与结构，其也必定对土壤中重金属的活性或者存在状态产生一定的影响，从而也影响植物对重金属的吸收。可见，植物与植物之间互相作用（直接和间接作用），会在一定程度上影响植物对重金属的吸收（图2）。在实际的修复过程中，很难实现在一个区域单一的生长一种植物，并且较丰富的植物结构有利于植物的生长与生态体系的健康发展。一定的套种方式可能会减少富集植物的生长量，但富集能力的提高能有效的抵消因生长量减少对重金属吸收总量的影响，从而保证良好的修复效果。所以有必要研究在一个特定的植物修复场地内，植物对植物吸收重金属的影响。

3结论

套种作物是一种常用的栽种措施，在农业生产中具有重要的作用。在本研究中，野地瓜套种富集植物黑麦草能有效地提高黑麦草对重金属（镉）的吸收，增加率为22.26%，从研究的结果看一定的套种方式能有效的提高富集植物对重金属的吸收。

4讨论

生物修复是重要的土壤修复方式之一。近年来对于生物修复的研究主要集中在超富集（富集）植物的筛选、微生物与植物（包括重金属）的相互作用促进植物对重金属的吸收，以及添加螯合剂促进植物对重金属的吸收等方面，而忽略了植物之间的相互影响。正如在本研究中所指出的，植物根系分泌物能在一定程度上影响根系微生物的结构和数量水平，其也必然地会直接或者间接地影响富集植物对重金属的吸收，因此研究植物对富集植物吸收重金属的影响具有重要的意义。其意义主要体现在3个方面：第一，在植物修复过程中，利用植物来促进富集植物对重金属的吸收，保证了对土壤的修复效果；第二，在低浓度污染或者在具有一定本底的栽培环境中，可以特异性的选择一定的植物进行套种来减少植物对重金属的吸收，从而保证农业生产的顺利进行和农产品的安全（正在进行的研究）；第三，避免向土壤中施用螯合剂（以及钝化剂）可能造成的土壤污染。

利用植物增加或者减弱富集植物（以及普通作物）对重金属的吸收的研究是一个较新的研究领域，其研究主要集中在证明该方法的可行性，以及对应的具有促进或者减弱作用的植物的筛选方面。现目前关于植物与植物互作对重金属吸收的影响的报道很少，因此，本研究在植物修复以及农业安全生产领域具有积极的意义。