何聪聪

摘 要：采用露天盆栽试验研究豫北地区常见三种花卉植物在不同Cd处理浓度下的生长反应和累积能力。结果表明：在5个不同浓度处理60天后，蓖麻和万寿菊没有表现出明显的中毒现象。花坪草在处理浓度为200mg·kg-1时出现叶片黄化等症状。随着处理浓度的增加，植物累积Cd含量也逐漸增加，随着处理浓度的增加土壤中Cd的富集系数降低，对重金属Cd的累积能力大小为蓖麻>万寿菊>花坪草。

关键词：土壤；重金属Cd；植物修复

土壤中的重金属镉能够通过食物链进入人体，人体中长期镉含量较高还会导致脊椎畸形、骨质疏松等[1]。目前，土壤Cd污染的植物修复技术已引起了重视，该技术属于原位修复并且可以减少水土流失、美化环境，是一项新兴的重金属污染治理技术[2]。Salt发现印度芥菜对Cd具有较强的富集能力，但该植物地域性强，在我国生长缓慢。苏德纯研究表明，溪口的油菜对重金属Cd具有较强的转移能力。然而在筛选Cd的超富集植物的时候，研究者对花卉植物关注的较少[3-5]。本研究选取豫北地区常见的三种花卉植物作为实验对象，研究其在不同Cd污染条件下的生长反应和累积情况，以期为花卉植物用于重金属Cd的土壤修复方面提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试植物：蓖麻、万寿菊、花坪草。

供试土壤：取自花卉种植园，拣去土壤中的杂物，自然风干过2mm的尼龙筛备用。土壤基本理化性质如下：pH值为7.8，有机质含量为23.5g·kg-1，有效氮含量为67 mg·kg-1，有效磷含量为23 mg·kg-1，土壤全Cd含量为2mg·kg-1。

1.2 试验设计

采用露天盆栽。每份取3kg土壤，加入适量底肥，每种植物设一个空白样和五个Cd浓度水平：10 mg·kg-1，20 mg·kg-1。50 mg·kg-1，100 mg·kg-1，200 mg·kg-1，拌匀后装盆，每个样设三个平行实验，共54个样品。

每盆撒20粒种子，半月后每盆选长势较好的2颗幼苗，之后观察记录植株的生长情况，60日后收获植株。

1.3 样品处理和分析

在收获植株之前采集新鲜叶片，用丙酮提取叶绿素并用722分光光度计测定叶绿素含量。植株清洗并在105℃下杀青30分钟，然后在60℃下烘干至恒重，粉碎。用直尺测植株的高度，采用混酸消解测地上和地下部重金属含量，混酸全消解的方法测根际土壤中重金属含量[6]。

2 结果和分析

2.1 不同浓度Cd对三种植物生长的影响

（1）不同浓度Cd对三种植株高度的影响

从图1株高来看，Cd对三种植株的抑制作用：花坪草>万寿菊>蓖麻。在浓度（50mg·kg-1以下）时，Cd对蓖麻，万寿菊株高有一定的促进作用，花坪草为20 mg·kg-1以下。从实验记录来看，当处理浓度为200 mg·kg-1时，蓖麻和万寿菊的植株生长缓慢，叶片新鲜度下降。花坪草在镉处理浓度为100 mg·kg-1时出现上述状况。

（2）不同浓度Cd对三种植株叶绿素a含量的影响

从图2可以看出，在实验所述Cd浓度范围内，叶绿素a的含量随着Cd处理浓度的增加而先有所增加后逐渐降低。生长过程中，蓖麻和万寿菊叶片没有出现明显的黄化现象。但花坪草在Cd处理浓度100 mg·kg-1时，叶片出现失绿症状，当Cd处理浓度为200 mg·kg-1时，植株生长到20天时就出现明显的失绿症状，到28天时植株黄化严重并枯萎。叶绿素是进行光合作用的主要色素，叶绿素含量的减少是植株衰老的直接表现。

2.2 三种花卉植物对Cd的吸收和积累

从表1可以看出，在不同Cd浓度下生长60天后，三种花卉植物对镉的积累根部>地上部。蓖麻的转移系数为0.22～0.43，万寿菊的转移系数为0.48～0.72，花坪草的转移系数为0.09～0.38，迁移率大小为万寿菊>蓖麻>花坪草。蓖麻的富集系数为1.5～6.13，万寿菊的富集系数为1.45～7.13，花坪草的富集系数为1.27～5.82，富集程度为万寿菊>蓖麻>花坪草。随着Cd处理浓度的增加，地上部和根部的Cd浓度都有明显的增高，但富集系数随着逐渐降低，说明随着土壤中重金属含量的增加，其向植株迁移率逐渐降低。蓖麻和万寿菊在Cd处理浓度增加到200 mg·kg-1时，植株并没有出现明显的中毒现象，而是重金属浓度显著增加尤其是在根部，蓖麻在处理浓度为200 mg·kg-1时，根部镉含量达到1046.78 mg·kg-1，万寿菊为419.76 mg·kg-1，重金属从土壤向上迁移时主要富集在植物的根部。虽然万寿菊和蓖麻对重金属表现出比较强的耐性，但并不属于重金属Cd的超富集植物，属于富集植物，可以用于土壤重金属Cd的植物修复。

3 结论

（1）从株高来看重金属Cd对三种植株的抑制作用大小为花坪草>万寿菊>蓖麻。从株高和叶绿素含量来看，三种植物对Cd的耐性为蓖麻>万寿菊>花坪草。

（2）从株高干重叶绿素a含量的生长变化趋势来看，重金属Cd对三种植物生长表现出明显的“低促高抑”的现象。

（3）万寿菊和蓖麻对镉的累积量比较大，三种植物对Cd的累积量大小为蓖麻>万寿菊>花坪草，重金属主要累积在根部，建议可以通过向土壤中添加螯合剂诱导剂等，提高重金属Cd从根部向上迁移的能力以提高耐性，用于重金属Cd污染土壤的植物修复技术。

参考文献

[1] 唐将，王世杰，付绍红，等.三峡库区土壤环境质量评价[J].土壤，2008，45（4）：25-27.

[2] 滕彦国，倪师军，等.应用地质累计指数评价攀枝花地区土壤重金属污染[J].重庆环境科学，2002，24（4）：25-27.

[3] 刘衍军，汤庆新，白振华，等.基于地质累积与内梅罗指数的耕地重金属污染研究[J].中国农学通报，2009，25（20）：174-178.

[4] 黄顺生，廖启林，吴新民，等. 扬中地区农田土壤重金属污染调查与评价[J].土壤，2006，38（4） ：483-488.

[5] 林海鹏，于云江，李定龙等. 沈抚灌区土壤重金属污染潜在生态风险评价[J].环境与健康杂志，2009，26（4）：320-323.

[6] Salt D E，Prince R C，Pickering I J，etal.Mechanisms of cadmium mobility and accumulation in Indian Mustard[J].Plant Physoil，1995，109：1427-1433.