陈伟，廖洁，杨玉霞，蒋文艳，王海军，李晓妤，莫磊兴，王天顺

摘要：【目的】探究螯合剂[乙二胺二琥珀酸（EDDS）、氨三乙酸（NTA）和乙二醇二乙醚二胺四乙酸（EGTA）]对青葙镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）和铜（Cu）吸收累积的影响，为螯合剂和青葙在环境修复中的应用提供数据支撑。【方法】采用大棚内盆栽种植青葙试验方法，以不添加螯合剂作对照（CK），研究螯合剂EDDS（1.0、2.0和3.0 mmol/kg）、NTA（1.0、2.0和3.0 mmol/kg）和EGTA（1.0、2.0和3.0 mmol/kg）作用下青葙对土壤Cd、Pb、Zn和Cu的吸收与转运。【结果】与CK相比，1.0和2.0 mmol/kg EDDS、1.0～3.0 mmol/kg NTA、1.0和2.0 mmol/kg EGTA能顯著促进青葙生长（P<0.05，下同），其中1.0 mmol/kg EGTA促进效果最大，其干重较CK增加37.5%。1.0和2.0 mmol/kg EDDS、2.0和3.0 mmol/kg NTA、1.0和2.0 mmol/kg EGTA能显著促进青葙对Cd的吸收累积，且2.0 mmol/kg EGTA作用下，青葙中Cd的生物富集系数和转运系数提升最大，分别是CK的1.55和1.61倍;2.0和3.0 mmol/kg EDDS、1.0～3.0 mmol/kg NTA及1.0～3.0 mmol/kg EGTA均能显著促进青葙对Pb的吸收累积，且Pb在青葙中的生物富集系数和转运系数较CK均有明显提升，以3.0 mmol/kg EGTA处理的青葙地上部富集系数和转移系数最大，分别是CK的1.63和1.47倍;1.0和2.0 mmol/kg EDDS、2.0 mmol/kg EGTA能显著促进青葙对Zn的吸收累积，以1.0 mmol/kg EDDS处理的富集系数最大，是CK的1.18倍，2.0 mmol/kg NTA处理的转移系数最大，是CK的1.22倍;1.0～3.0 mmol/kg EDDS、1.0～3.0 mmol/kg NTA和1.0～3.0 mmol/kg EGTA均能显著促进青葙对Cu的吸收累积，以2.0 mmol/kg EDDS处理的青葙地上部富集系数最大，是CK的2.07倍，3.0 mmol/kg EGTA处理的青葙地上部转移系数最大，是CK的2.52倍。【结论】在本研究螯合剂施用剂量范围内，除3.0 mmol/kg EGTA减少青葙吸收累积Cd和3.0 mmol/kg EDDS、3.0 mmol/kg NTA、1.0 mmol/kg EGTA及3.0 mmol/kg EGTA减少青葙吸收累积Zn外，3种螯合剂的其余剂量均可促进青葙对Cd、Pb、Zn和Cu的吸收富集。因此，适当剂量的螯合剂作为诱导活化剂，可强化青葙吸收累积重金属Cd、Pb、Zn和Cu。

关键词： 螯合剂;青葙;重金属;土壤

中图分类号： S153                               文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2021）09-2447-10

Effects of chelators on the uptake and accumulation of cadmium，lead，zinc and copper in soil by Celosia argentea L.

CHEN Wei， LIAO Jie， YANG Yu-xia， JIANG Wen-yan， WANG Hai-jun， LI Xiao-yu，

MO Lei-xing， WANG Tian-shun*

（Research Institute of Agro-products Quality Safety and Testing Technology， Guangxi Academy of Agriculture Sciences/Quality Supervision and Testing Center for Sugarcane， Ministry of Agriculture and Rural Affairs，

Nanning  530007， China）

Abstract：【Objective】The experimental objective was to investigate the effects of chelators[ethylene diamine disuccinate（EDDS）， nitrilotriacetic acid（NTA） and glycol-bis-（2-aminoethylether）-N，N，N′，N′-tetraacetic acid （EGTA）] on the uptake and accumulation of cadmium（Cd），lead（Pb），zinc（Zn） and copper（Cu） with Celosia argentea L.，and to provide data support for the application of chelators and C. argentea L. in environmental repairation. 【Method】The application effects of EDDS （1.0，2.0 and 3.0 mmol/kg）， NTA（1.0， 2.0 and 3.0 mmol/kg） and EGTA（1.0， 2.0 and 3.0 mmol/kg） were evaluated on the uptake and transportation of heavy metals（Cd，Pb，Zn and Cu） from soil with C. argentea L. by pot experiment in greenhouse，and without the addition of chelating agent as contrast（CK）. 【Result】The results indicated that 1.0-2.0 mmol/kg EDDS，1.0-3.0 mmol/kg NTA，1.0-2.0 mmol/kg EGTA promoted significantly the growth of C. argentea L. （P<0.05，the same below） compared with CK，and among them，1.0 mmol/kg EGTA had the best effect，the dry weight increased by 37.5% than that of CK. 1.0-2.0 mmol/kg EDDS，2.0-3.0 mmol/kg NTA，1.0-2.0 mmol/kg EGTA significantly promoted the absorption and accumulation of Cd in C. argentea L.，and the highest bioconcentration factors and translocation factor were respectively 1.55 and 1.61 times as those of CK with applying 2.0 mmol/kg EGTA. 2.0-3.0 mmol/kg EDDS，1.0-3.0 mmol/kg NTA and 1.0-3.0 mmol/kg EGTA could significantly promote the absorption and accumulation of Pb in C. argentea L.，and the bioconcentration factors and translocation factor of Pb in C. argentea L. were improved compared with CK，and the highest bioconcentration factors and translocation factor were respectively 1.63 and 1.47 times as those of CK with applying 3.0 mmol/kg EGTA. 1.0 and 2.0 mmol/kg EDDS and 2.0 mmol/kg EGTA could significantly promote the absorption and accumulation of Zn in C. argentea L.，and the highest bioconcentration factor was as 1.18 times as that of CK when applying 1.0 mmol/kg EDDS. With applying 2.0 mmol/kg NTA，and the highest translocation factor was as 1.22 times as that of CK. With applying 1.0-3.0 mmol/kg EDDS，1.0-3.0 mmol/kg NTA and 1.0-3.0 mmol/kg EGTA could significantly promote the absorption and accumulation of Cu in C. argentea L.，and the highest bioconcentration factor was as 2.07 times as that of CK with applying 2.0 mmol/kg EDDS，and the highest translocation factor was as 2.52 times as that of CK with applying 3.0 mmol/kg EGTA. 【Conclusion】In this study，three chelators EDDS，NTAE and EGTA in a suitable dose can promote the absorption and accumulation of Cd，Pb，Zn and Cu in C. argentea L.（except 3.0 mmol/kg EGTA reduces the absorption and accumulation of Cd，and except 3.0 mmol/kg EDDS，3.0 mmol/kg NTA，1.0 mmol/kg EGTA and 3.0 mmol/kg EGTA reduces the absorption and accumulation of Zn）. Therefore，the suitable dose of the three chelators as inductive activators can enhance absorption and accumulation of heavy metals Cd，Pb，Zn and Cu in C. argentea L.

Key words： chelator; Celosia argentea L.; heavy metals; soil

Foundation item： General Project of Guangxi Natural Science Foundation（2020GXNSFAA259051）; Basic Scientific Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke 2021YT137）; Science and Technology Pioneer Team Special Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke JZ202020）

0 引言

【研究意义】青葙作为一种繁殖迅速的一年生草本苋科植物，分布广泛遍及全国，喜长于石灰性土壤和肥沃砂壤土，常见于平原、山坡及旱田。其茎高30～100 cm，全体无毛;茎直立，有分枝，绿色或红色，具明显条纹，喜温暖耐热，抗病虫害强，生长适温25～30 ℃。青葙在广西生长周期长，地上部生物量大，重金属镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）和铜（Cu）在其地上部有一定的吸收累积能力（周雪玲等，2013），可利用青葙这一修复潜能对重金属污染土壤进行修复治理调控。由于植物启动自我保护机制，在吸收重金属后将大量重金属区隔固定在根部，从而限制重金属向地上部茎叶转运，一定程度上影响植物提取修复重金属污染土壤的效果。采取技术措施增强重金属在植物体内的吸收累积转运，是拓展和提高植物修复提取重金属应用的核心关键。可利用现有科学知识结合生物技术、农艺、化学螯合和施肥等技术手段来促进植物对重金属的吸收转运，近年来螯合诱导强化技术在植物提取修复领域中广泛应用（黄益宗等，2013;Demir and Koleli，2017），在修复治理调控土壤重金属污染过程中具有一定优势。因此，研究螯合剂作用下青葙对土壤重金属吸收提取能力的影响，对强化重金属污染土壤的植物提取修复具有重要意义。【前人研究进展】借助螯合剂的诱导活化能力，促使植物吸收提取重金属并向地上部茎叶转移，清除或减少污染土壤中重金属含量，从而实现重金属污染土壤的植物修复目的（Yin et al.，2015;黎诗宏等，2016;Zhang et al.，2016;Attinti et al.，2017;陈立等，2018）。目前，国内外从事环境治理修复调控的研究者常利用该技术手段修复治理调控环境土壤重金属污染。Lan等（2013）利用乙二胺二琥珀酸（EDDS）、氨三乙酸（NTA）和聚丙烯酰胺（AMPM）诱导豨莶有效吸收提取Cd;景琪等（2014）利用螯合剂促进商陆修复土壤重金属Cd和Cu污染;张磊和张磊（2015）发现螯合剂作用下棉花对Cd的提取能力增强;樊扬帆等（2016）发现在柠檬酸和NTA的影响下，苎麻对Cd的修复效果明显;Demir和Koleli（2017）利用螯合剂乙二胺四乙酸（ETDA）强化诱导油菜对镍（Ni）的吸收提取;杨波等（2018）研究EDDS对鬼针草吸收累积Cd的影响，结果表明施加适宜浓度的EDDS可促进三叶鬼针草幼苗的生长，增加三叶鬼针草对Cd的吸收和富集能力;贺玉龙等（2020）研究发现谷氨酸N，N-二乙酸（GLDA）能促进三叶草根对Cd直接吸收，并较好地转运至地上部。上述研究均是螯合剂强化诱导植物吸收提取重金属的具体应用，重金属的生物活性在螯合剂诱导作用下极大提高，植物对重金属的吸收提取能力明显增强，并有针对性地将目标重金属转移至植物地上部。【本研究切入点】已有研究表明青葙可吸收富集重金属Cd、Zn、Pb和Cu（姚诗音等，2017;何童童，2018;林晓燕等，2019;傅校锋等，2020），但有机螯合剂诱导青葙吸收富集重金属的研究鲜见相关报道。【拟解决的关键问题】以青葙为研究对象，借助盆栽土培青葙，在温室大棚内培养，探讨EDDS、NTA和乙二醇二乙醚二胺四乙酸（EGTA）活化土壤重金属Cd、Zn、Pb和Cu的效果，分析螯合剂诱导下青葙对重金属Cd、Zn、Pb和Cu生物利用性能及其對重金属污染土壤的修复潜力，为螯合剂和青葙在环境修复中的应用提供数据支撑。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

取广西某农田0～20 cm耕作层土壤，自然风干后剔除杂物，粉碎后过5 mm筛，作为盆栽供试土壤，其理化性质见表1。青葙种子采自广西农业科学院试验基地。供试螯合剂EGTA、NTA和EDDS为分析纯，过氧化氢（H2O2）和硝酸（HNO3）为优级纯，均购自国药集团化学试剂有限公司。主要仪器设备：智能电热消解仪（EHD36，北京莱伯泰科有限公司）、火焰—石墨炉原子吸收光谱仪（PE900T，美国铂金埃尔默股份有限公司）。

1. 2 盆栽试验设计

盆栽试验用盆为塑料树脂盆，其上口、径高和底径分别为16、11和9 cm，每盆用土1.0 kg。试验设10个处理，分别为：土壤不添加螯合剂作对照，标记为CK;土壤添加1.0、2.0和3.0 mmol/kg EDDS，分别标记为EDDS1、EDDS2和EDDS3处理;土壤添加1.0、2.0和3.0 mmol/kg NTA，分别标记为NTA1、NTA2和NTA3处理;土壤添加1.0、2.0和3.0 mmol/kg EGTA，分别标记为EGTA1、EGTA2和EGTA3处理。每处理重复3次。

试验于2018年5月30日—9月21日在广西农业科学院科研大棚内进行。青葙种子经90%乙醇浸泡消毒后播种于塑料盆，不定期浇水保持土壤田间持水量60%，青葙发芽、出苗生长30 d后定苗，每盆保留3株。待青葙定苗培养生长74 d后，将不同剂量螯合剂EDDS、NTA和EGTA分别溶于1.5 L超纯水，再缓慢均匀喷洒在土壤表面，螯合剂施加7 d后采收。对照试验土壤施加1.5 L超纯水同时进行。

1. 3 样品处理与分析

试验结束后收取青葙，用超纯水冲洗其根、茎和叶干净晾干，称量并记录整株鲜重。将植物地上部和地下部分开做好标记，放入烘箱105 ℃杀青30 min，再于65 ℃烘干至恒重，分别称量记录干重。烘干的样品分别用粉碎机粉碎，用100目筛筛取样品，在智能电热消解仪上用H2O2-HNO3混合溶剂消解样品。采用火焰—石墨炉原子吸收光谱仪测定样品消解液重金属含量，分析时插入国家标准物质（柑橘叶GBW10020）进行质量控制。

1. 4 转移系数和富集系数计算

转移系数（IF）为植株地上部组织重金属含量与植株根部重金属含量的比值;富集系数（BCF）为植株地上部组织重金属含量与土壤重金属含量的比值。

1. 5 统计分析

采用Excel 2010统计分析数据和制图，以SPSS 18.1进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2. 1 不同浓度螯合剂对青葙干重的作用效果

借助螯合剂的诱导活化，植物吸收富集的重金属总量不仅与植株中重金属质量浓度相关，还与植物自身总生物量有关。植物自身总生物量（干重）大，则重金属在植物体内累积的总量就大。由图1可知，受不同浓度螯合剂影响，青葙的生物量变化各异，与CK相比，EDDS3处理对青葙干重影响作用不显著（P>0.05，下同）;EGTA3处理下的青葙干重显著减少，降幅为11.9%（P<0.05，下同）;其他处理青葙干重则有不同幅度的显著增加， EGTA1处理的青葙干重最高，增加37.5%;EGTA2处理次之，增加22.7%。

2. 2 不同浓度螯合剂对青葙Cd、Pb、Zn和Cu积累的作用效果

2. 2. 1 不同浓度螯合剂对青葙Cd积累的作用效果

不同浓度螯合剂对青葙不同部位重金属Cd积累的影响作用效果不同。如图2所示，3种螯合剂作用下Cd在青葙不同组织中含量不同。相较CK，EDDS的施用增加青葙地下部Cd含量，当施用浓度为2.0 mmol/kg时，其增幅最大，为59.5%;1.0和2.0 mmol/kg EDDS的施用也使青葙地上部Cd含量有所增加，施用浓度为1.0 mmol/kg的增幅最大，为19.3%，而EDDS3处理降低青葙地上部Cd含量，较CK降低4.8%。相较CK，NTA处理均增加青葙地下部Cd含量，当施用浓度为1.0 mmol/kg时，其增幅最大，为74.4%;但NTA1处理不利于青葙地上部对Cd的吸收，较CK降低8.4%，NTA2处理对青葙地上部Cd含量影响显著，较CK增加42.2%。EGTA1和EGTA2处理对青葙地上部Cd含量产生促进作用明显，较CK分别显著增加36.7%和53.7%，EGTA1处理同时使青葙地下部Cd含量显著增加79.4%。

2. 2. 2 不同浓度螯合剂对青葙Pb积累的作用效果

不同浓度螯合剂对青葙不同部位重金属Pb积累的影响作用效果不同。如图3所示，3种螯合剂作用下Pb在青葙不同组织中含量不同。相较CK，3种螯合剂均使青葙地上部Pb含量显著增加，当施用浓度为2.0 mmol/kg EDDS、3.0 mmol/kg NTA和3.0 mmol/kg EGTA时，其最大增幅分别为41.7%、54.5%和61.9%;相较CK，3种螯合剂均使青葙地下部Pb含量有所增加，其中NTA处理青葙地下部Pb含量增加显著，增幅范围为11.4%～18.2%，当施用浓度为1.0 mmol/kg EDDS和3.0 mmol/kg EGTA时，其最大增幅分别为7.8%和12.6%。

2. 2. 3 不同浓度螯合剂对青葙Zn积累的作用效果

不同浓度螯合剂对青葙不同部位重金属Zn积累的影响作用效果不同。如图4所示，3种螯合剂作用下Zn在青葙不同组织中含量不同。相较CK，EDDS1处理显著增加青葙地上部Zn含量，其增幅为17.7%，EDDS3处理显著降低其地上部Zn含量，降幅为14.8%，但EDDS处理均增加其地下部Zn含量，当施用浓度为2.0 mmol/kg时，其最大增幅为25.9%;NTA和EGTA处理均降低青葙地上部和地下部Zn含量，其地上部最大降幅分别为22.5%（NTA3处理）和32.5%（EGTA3处理），地下部最大降幅分别为33.5%（NTA3处理）和17.5%（EGTA3处理）。

2. 2. 4 不同浓度螯合剂对青葙Cu积累的作用效果

不同浓度螯合剂对青葙不同部位重金属Cu积累的影响作用效果不同。如图5所示，3种螯合剂作用下Cu在青葙不同组织中含量不同。3种螯合剂均使青葙地上部Cu含量显著增加，相较CK，EDDS2、NTA3和EGTA3處理的增幅最大，分别为103.7%、73.2%和94.6%;EDDS2处理对青葙地下部Cu含量无显著影响，EDDS1和EDDS3处理显著增加其地下部Cu含量，有利于重金属Cu的吸收累积，相较CK，EDDS3处理最大增幅为61.7%;NTA1和NTA3处理使青葙地下部Cu含量分别下降17.5%和22.8%;EGTA1的施用对青葙地下部Cu含量产生促进作用显著，其增幅为119.9%，EGTA2和EGTA3处理使青葙地下部茎部Cu含量有所下降，最大降幅为22.6%（EGTA3处理）。

2. 3 不同浓度螯合剂对青葙Cd、Pb、Zn和Cu吸收量的作用效果

在施用螯合剂作用下，青葙内Cd、Pb、Zn和Cu吸收量（每盆中全部青葙根茎叶吸收重金属总量）如表2所示。不同螯合剂处理条件下，青葙体内Cd、Pb、Zn和Cu吸收量分别2.09～4.95 ?g/盆、213.6～457.5 ?g/盆、558.2～1259.4 ?g/盆和88.2～234.2 ?g/盆。相较CK， EGTA3处理减少青葙Cd吸收量，降幅为7.1%，其余处理均增加青葙Cd吸收量，尤其是NTA2和EGTA1处理的增幅最大，青葙Cd吸收量分别是CK的1.91和2.20倍;不同浓度3种螯合剂处理均使青葙Pb吸收量显著增加，其中EGTA1处理青葙Pb吸收量最大，是CK的2.14倍;EDDS3、NTA3、EGTA1和EGTA3处理降低青葙Zn吸收量，其中EGTA3处理的降幅最大，为37.7%，其余处理均使青葙Zn吸收量增加，EDDS1处理的增幅最大，为40.5%;不同浓度3种螯合剂处理均使青葙Cu吸收量显著增加，其中EGTA1处理的Cu吸收量最大，是CK的2.66倍。由以上分析可知，EDDS、NTA、EGTA1和EGTA2处理可促进Cd在青葙体内的吸收;不同浓度的3种螯合剂均可促进Pb和Cu在青葙体内的吸收;EDDS1、EDDS2、NTA1、NTA2和EGTA2处理可促进Zn在青葙体内的吸收。

2. 4 不同浓度螯合剂对青葙Cd、Pb、Zn和Cu富集系数和转移系数的作用效果

由表3可知，不同浓度螯合剂处理下，青葙地上部Cd富集系数和转移系数分别为0.029～0.048和0.43～1.24。其中，EDDS1和EGTA2处理的青葙地上部Cd富集系数和转移系数均较CK有所提高，且EGTA2处理的富集系数和转移系数均最高，分别是CK的1.55和1.61倍;EDDS3和NTA1处理对青葙地上部Cd富集和转移均产生不利影响，其中NTA1处理的富集系数和转移系数降幅最大，较CK分别降低6.5%和44.2%;EGTA3处理可明显提高青葙地上部转移系数，但对地上部富集系数影响较小。

不同浓度螯合剂处理下，青葙地上部Pb富集系数和转移系数分别为0.32～0.52和0.43～0.63。相较CK，不同浓度3种螯合剂处理均使青葙地上部富集系数显著增大，以EGTA3处理的富集系数最大，是CK的1.63倍;除EDDS1处理青葙地上部转移系数与CK无显著差异外，其余处理青葙地上部转移系数均显著增大，以EGTA3处理的转移系数最大，是CK的1.47倍。

不同浓度螯合剂处理下，青葙地上部Zn富集系数和转移系数分别为0.57～0.99和2.47～3.79。EDDS3、EGTA1和EGTA3处理不利于Zn富集和转移至青葙地上部，其富集系数和转移系数均较CK减小，但EDDS1处理下Zn向青葙地上部的富集和转移能力增强，富集系数和转移系数分别是CK的1.18和1.07倍。NTA的3个浓度处理均不利于青葙地上部Zn的富集，但NTA2和NTA3处理可提升Zn向青葙地上部的转移能力，转移系数分别是CK的1.22和1.18倍。

不同浓度螯合剂处理下，青葙地上部Cu富集系数和转移系数分别为0.15～0.31和0.18～0.73。相较CK，不同浓度3种螯合剂处理均使青葙地上部富集系数显著增大，以EDDS2处理的富集系数最大，是CK的2.07倍;相较CK，除EGTA1處理青葙地上部转移系数显著降低外，其余处理青葙地上部转移系数均增大，以EGTA3处理的转移系数最大，是CK的2.52倍。

3 讨论

植物提取修复重金属污染土壤，地上部生物量大小是评价其修复效率的关键点之一。螯合剂的诱导强化对重金属修复植物有两方面的作用效果：一是螯合剂打破土壤与重金属原有平衡作用力，增强土壤重金属生物有效性，大量重金属在植物组织累积、转运和贮存使其正常的生理生态代谢活动受到抑制，进而无法正常生长，促使生物量减小（樊扬帆等， 2016）;二是在自身复杂的土壤系统内重金属与施加螯合剂发生螯合强化反应，改变植物组织细胞尤其是生命活动活跃细胞内重金属离子的化学结合形态，螯合束缚重金属离子使其对植物细胞的毒害作用减弱或缓解，使重金属修复植物可正常生长不受影响（Najeeb et al.，2009;张磊和张磊，2015）。本研究发现，除3.0 mmol/kg EDDS和3.0 mmol/kg EGTA处理外，其余处理均能促进青葙生长，适宜剂量螯合剂可促进植物生长，与景琪等（2014）、张磊和张磊（2015）的研究结果基本一致。

通常在螯合剂的强化诱导下，与螯合剂发生螯合作用的土壤重金属离子其生物活性得以增强，会提高植物对重金属修复提取效率（Meers et al.，2008;胡亚虎等，2010），但螯合剂具体对植物吸收修复重金属作用效果优劣，还与植物类型及螯合剂施用方式和剂量有关。本研究发现，3.0 mmol/kg EDDS和3.0 mmol/kg EGTA处理不能显著促进试验土壤Cd在青葙体内累积。同样，Tandy等（2006）结果表明施用EDDS不能促进重金属复合污染土壤Cd在向日葵体内累积;Evangelou等（2007a）施用1.5 mmol/kg EDDS也不能显著提高烟草地上部对Cd吸收;熊国焕等（2012）研究表明3.0 mmol/kg EDDS也不能显著促进Cd在大口叶边草地上部的累积;但贺玉龙等（2020）发现GLDA能显著增加土壤有效态Cd含量，促进三叶草根部对Cd直接吸收并较好地转运至地上部。这或许与土壤复合重金属种类和含量、pH、Eh及持水量，植物根际环境状况和微生物种群、螯合剂施加剂量、作用方式及作用时间有关。但本研究发现，在1.0 mmol/kg EDDS和2.0 mmol/kg EGTA处理下，青葙中Cd的富集系数和转移系数均有一定幅度的增大;李君等（2015）研究也发现，相较CK，2.0 mmol/kg EGTA处理可使Cd在蓖麻叶片中的含量显著增加，这种现象可能是不同植物对螯合态重金属的吸收机理及传导机理不同所致。

螯合剂可增强土壤重金属离子活性，增加修复植物地上部重金属吸收量（Luo et al.，2005;Tandy et al.，2008）。本研究发现，1.0～3.0 mmol/kg EDDS、1.0～3.0 mmol/kg NTA和1.0～3.0 mmol/kg EGTA处理均能有效促进Pb向青葙体内的吸收累积，相较CK，青葙中Pb富集系数和转运系数均增大;1.0和2.0 mmol/kg EDDS、1.0和2.0 mmol/kg NTA、2.0 mmol/kg EGTA处理能有效促进青葙对Zn的吸收累积，且1.0 mmol/kg EDDS作用下，相较CK，青葙中Zn富集系数和转运系数均增大;1.0～3.0 mmol/kg EDDS、1.0～3.0 mmol/kg NTA和1.0～3.0 mmol/kg EGTA处理均能有效促进青葙对Cu的吸收累积，除1.0 mmol/kg EGTA外，其余处理使Cu在青葙中的富集系数和转运系数较CK均有提升。因螯合剂活化重金属作用效果与土壤系统重金属含量状况、pH、Eh、土壤持水量及螯合剂螯合诱导作用相关，故在本研究不同剂量螯合剂处理下，青葙Cd、Pb、Zn和Cu富集系数和转移系数呈现不同的作用效果。

重金属在植物体内吸收累积量的多少，不仅与螯合剂与重金属螯合配位能力相关，还与植物类型有关（Evangelou et al.，2007b）。Kayser等（2000）研究发现，施加NTA和EDDS后，土壤中有效态Zn、Cd 和Cu含量较对照分别提高21.0、58.0和9.0倍;Tandy等（2006）研究发现，在重金属复合污染土壤中施用EDDS，Cu、Zn和Pb在向日葵体内的累积得到强化，且10.0 mmol/kg EDDS处理下向日葵地上部重金属积累量明显增大。前人研究结果（钱猛等， 2006;魏岚等，2006;Santos et al.，2006;Liu et al.，2008）表明，EDDS对Cu诱导溶解活化能力很强，螯合形成Cu-EDDS络合物易于植物提取吸收。樊扬帆等（2016）研究发现，NTA既能促进苎麻生长，又能提高苎麻体内Pb积累量。本研究结果表明，1.0～3.0 mmol/kg EDDS、1.0～3.0 mmol/kg NTA及1.0和2.0 mmol/kg EGTA处理可促进青葙对Cd的吸收，3种浓度的EDDS、NTA和EGTA处理均可促进青葙对Pb和Cu的吸收，1.0和2.0 mmol/kg EDDS、1.0和2.0 mmol/kg NTA及2.0 mmol/kg EGTA处理可促进青葙对Zn的吸收。因为不同重金属离子与螯合剂的配位螯合能力大小不一，导致螯合剂对土壤系统复合重金属的活化诱导能力不同，所以施用不同浓度螯合剂致使一种或几种重金属在植物体内的吸收累积增强效应不同。

螯合剂理化性质的差异导致其在环境中呈现不同的半衰期，螯合剂EDDS可生物降解，螯合剂NTA也可生物降解。Bucheli-Witschel和Egli（2001）研究表明土壤中NTA半衰期为3.0～7.0 d，Meers等（2005）研究发现土壤中EDDS的半衰期为3.8～7.5 d。尽管螯合剂可使土壤重金属离子活性得以诱导活化，增强植物对土壤环境中重金属离子的生物有效性，从而增大植物体内重金属的吸收累积，但螯合剂作为一种外源添加物质注入土壤，一定会影响土壤理化性质、孔徑、团粒结构、营养元素肥效、微生物群落及其种类等，给土壤环境质量带来不确定的污染风险。因此，为实现螯合剂在实际生产中的最佳诱导活化作用，应充分结合土壤类型、pH、Eh、有机质含量、重金属含量及污染状况进行试验，从而找到不同种类螯合剂和不同类型土壤重金属的最佳组合比例。受研究时限影响，本研究仅探讨3种螯合剂在1.0～3.0 mmol/kg浓度范围内诱导活化土壤Cd、Pb、Zn和Cu在青葙体内的富集转移和吸收累积的作用效果，后续研究可探讨不同螯合剂剂量、不同施用方式活化诱导下土壤中重金属Cd、Pb、Zn和Cu赋存形态变化，以及重金属在青葙根、茎和叶组织的亚细胞分布与化学结合形态分布状况。

4 结论

在本研究螯合剂施用剂量范围内，除3.0 mmol/kg EGTA减少青葙吸收累积Cd和3.0 mmol/kg EDDS、3.0 mmol/kg NTA、1.0 mmol/kg EGTA及3.0 mmol/kg EGTA减少青葙吸收累积Zn外，3种螯合剂的其余剂量均可促进青葙对Cd、Pb、Zn和Cu的吸收富集。因此，适当剂量的螯合剂作为诱导活化剂，可强化青葙吸收累积重金属Cd、Pb、Zn和Cu，具有潜在的应用前景。

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（責任编辑 罗 丽）