全 文 ：土 壤 , , 一
鳌合剂对大叶井口边草 、 、 吸收性影响研究①
熊国焕 ,` 潘义宏 , 何艳明 , 柒景丽 ,` 王宏镇 , , 高建培
昆明冶金研究院 , 昆明 云南瑞升烟草技术 集团 有限公司 , 昆明
昆明理工大学环境科学与工程学院 , 昆明
摘 要 用室内 卜培试验方法 , 研究在采自田间的 、 、 、 和 复合污染土壤 牙中植大叶井口边草条件下 , 外
源分别添加 、 、 、 、 爪 乙二胺二玻拍酸 、 氦三乙酸 和乙二胺四乙酸 对大叶井日边
草吸收 、 和 的影响 。结果表明 , 种鳌合剂处理对大叶井口边草生物量没有显著影响 , 说明大叶井 边草对 种鳌合
剂耐性较强 、 爪 处理能极显著提高 壤 有效态浓度 , 进而促进大叶井口边草对 的吸收。大叶井日边草
地一部 吸收量最高达 士 叭 , 是对照的 倍。 、 爪 处理能极显著地提高一上壤中 的有效性 ,
但未促进大叶井日边草地一部对 吸收。 瓜 和 显著提高了土壤中 有效态浓度 , 进而提高大
叶井口边草地 几部对 的吸收 , 大叶井口边草地一部吸收 最高达 士 。 一瓜 和 爪
处理下大叶井日边草提取的 、 量最大 , 分别为 士 林 盆和 士引 ” 盆 , 说明 处理下大叶
井口边草对复合污染上壤中 的修复具有较大的潜力。
关键词 植物提取 大叶井日边草 重金属 鳌合剂
中图分类号 ”
植物提取 是利用超富集植物从
污染土壤中超量吸收 、 积累一种或几种重金属元素之
后将植物地上部或整体收获并集中处理 , 然后继续种
植超富集植物以使土壤中重金属含量降低到可以接受
的水平川。该技术以原位修复 、 低投入 、操作简便等
优点在土壤重金属污染治理中有很大的应用潜力 。植
物提取技术成功关键取决于植物地上部分生物量及其
重金属含量 。超富集植物适合于重金属污染土壤的修
复 , 但由于其专一性强的特点在重金属复合污染土壤
中运用具有局限性 。施加鳌合剂可以溶解土壤中重金
属 , 增加生物有效态 , 从而促进植物吸收【 。目前 ,
鳌合剂诱导植物修复重金属污染土壤在盆栽和野外田
间试验均取得较好效果 , 但是鳌合剂诱导超富集植
物大叶井口边草 修复重
金属复合污染农田土壤研究较少 。
本研究通过室内土培试验 , 研究在采自田间的
、 、 、 和 复合污染土壤中种植 的
超富集植物大叶井 口边草条件下 , 外源添加不同浓
度乙二胺二玻拍酸 、 氨三乙酸 和
乙二胺 四乙酸 对大叶井 口边草吸收 、
和 的影响基础上 , 初步探讨 、 、
提高大叶井口边草提取重金属 、 和 可
能性 , 旨在为大叶井 口边草进一步开发利用于 、
和 复合污染农田土壤的修复和治理提供理论
依据 。
材料与方法
供试材料
供试土壤属高原红壤 , 采自云南省个旧市乍甸村
某农田 一 耕作层 。土壤风干后过 筛 , 充
分混匀 。土壤基本理化性质和重金属含量为 、
有机质 、总氮 、总磷 、
、总 、总 、
总 、总 、总 ,
供试土壤为重金属复合污染土壤 。大叶井 口边草 尸
幼苗采自中国科学院昆明植物研
究所 , 选取 一 高 、 带 一 片小叶 、长势一致的
幼苗进行盆栽试验 。
①基金项 国家环境保护科技项日 一 、 云南省环境保护专项项目 和云南省教育厅科学研究举金重点项日 的 资助。
通讯作者 一
作者简介 熊国焕 一 , 女 , 云南西双版纳人 , 助理工程师 , 主要从事污染生态学研究。 一
第 期 熊国焕等 鳌合剂对大叶井口边草 、 、 吸收性影响研究
盆栽试验设计与实施
盆栽试验采用底直径 。 和高 的 盆 ,
每盆 土 。采用 、 、 均为分
析纯 作基肥 ,用量分别为 、 、
叭 土 。基肥与土充分混匀 , 平衡 周后进行盆栽试
验 。每盆移栽大叶井口边草 株 , 植物生长 天后分
别施加 、 处 、 为
等赘合剂 , 种鳌合剂溶于 蒸馏水 其中
用 调节 至 。完全溶解 后施加 。鳌合剂施
加后第 天收获 。 、 、 均施加 个浓
度水平 对照 、 、 、 、 爪 土 。
植物在室内自然光照 ℃一 ℃条件下培养 ,期间用
自来水浇灌 , 土壤湿度保持在 田间持水量左右 。
试验中每个处理设 个重复 。
样品处理与测定
将收获植物分为地上部和根部 , 用自来水冲洗干
净后再用去离子水淋洗 一 次 , 于 ℃下杀青
, 在 ℃下烘至恒重 , 测定干重 。磨碎后过 目
尼龙筛 , 用 一 法消解 , 原子吸收光谱仪 美
国 、乞 型 测定 、 含量 采用氢化
物发生一原子吸收光谱法测定总 】,氢化物发生器购
自北京瀚时制作所 一 型 。
土样风干后过筛 ,土壤 值测定采用电位法 有
机质的测定采用重铬酸钾容量法一稀释热法 总氮测定
采用半微量凯氏定氮法 总磷测定采用 一 仇
法 阳离子代换量 测定采用乙酸按交换法
总 、总 、总 和总 采用王水一高氯酸消煮原
子吸收光谱法测定 土壤 、 有效态含量采用二乙
三胺五乙酸一三乙醇胺 队 一 法测定 总
采用氢化物发生一原子吸收光谱法测定 。具体操作方法
参照中国科学院南京土壤研究所 《土壤理化分析 》 【“
及鲍士旦 《土壤农化分析 》 第三版 。土壤 有
效态采用 提取法 ”测定 。
空白样品 、茶叶标准样品 、土壤标
准样品 以及 和 、 、 、
标准溶液购 自国家标准物质研究中心 。各元素的加标
回收率在 一 之间 , 符合元素质量分数分析质
量控制要求 。
数据处理与分析
数据分析用 软件进行双因素方差分析 ,
并采用 、 法进行多重比较 。显著性差异水
平 尸 。
结果与分析
施加鳌合剂对大叶并口边草生长的影响
由表 可知 , 对照的大叶井口边草地上部生物
量达 士 盆 , 观察未见受害症状 。施加
鳌合剂大叶井口边草表现出较强耐性 , 收获时除
一 认 、 、 处理叶片中少许缺绿 、
部分灼伤毒害症状外 , 其余处理与对照差异不大 。
表 不同鳌合剂处理条件下大叶井口边草生物份
。, 刀口 刀口门 , 口 飞七阳 】 招
鳌合剂种类 鳌合剂浓度 根部 以盆
丘
双因素方差分析 鳌合剂种类
鳌合剂不同浓度
地 卜部 留盆
士住
石 士 ,
土
士
士
士
, 土
土
土
石 士
石 土
士
士 ,
』 士
士
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】, 土
土
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, 土 ,
, 土
士
士
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刀士 夕
土
土
生
土 】
士
土
士
刀士
。
气﹃、︼`江兀们不诵
二
注 表中数据表示平均值士标准差 , 「表同 。
284 第 卷
双因素方差分析表明 不同鳌合剂 、 不同鳌合剂浓
度及其两者的交互作用对大叶井口边草生物量均没
有显著影响 尸 。说明大叶井口边草对鳌合
剂耐性强 。
施加鳌合剂对大叶井口边草吸收 、 和
的影响
施加鳌合剂后大叶井口边草体内 含量变化见
图 、。对照大叶井口边草地上部 含量为 土
留 , 而 种鳌合剂处理后大叶井口边草地上部
含量最高达到 士 叭 , 是对照的 倍 。
与 、 比较 , 极显著提高了大叶井口
边草地上部和根部对 的吸收 尸 。与对照相
比较 , 、 认 处理极显著提高了大叶井
口边草对 的吸收 。
《 地 部
鳌合剂种类《 呱伪
不间浓度 尹司阶
越 尹刘】伪
〕`
佣肋
︵洲、已︶瞩如`
朽沁
︵片︶`弱如￡
川。川巧,
鳌合剂浓度 瓜 整合剂浓度 。以助
图 , 不同鳌合剂对植物体内 浓度的影响
一 阮 优 尸 护 鱿 尹飞,
种鳌合剂处理对大叶井口边草吸收 的影响见
图 。与对照相比较 , 任何浓度 人 处理没有显著
提高大叶井口边草地上部对 吸收 尸 ,
爪 和 处理极显著抑制了大叶井口边
草地上部对 的吸收 尸 。不同鳌合剂处理对
大叶井口边草地上部和根部吸收 产生显著影响
。与 比较 , 、 显著提高了大
叶井口边草根部对 的吸收 尸 。
上
︵夕胃︶咧枕乙丁氰晋︶如圳己
鳌合剂浓度 一 一 整合剂浓度 川 爪幼
图 不同鳌合剂对植物体内 浓度的影响
第 期 熊国焕等 鳌合剂对大叶井口边草 、 、 吸收性影响研究
鳌合剂处理对大叶井口边草吸收 的影响见图
,对照大叶井口边草地上部 、根部 含量分别为 】
士 酬 、 士 叭 , 施加鳌合剂后大叶
井口边草地上部 、根部 含量最大分别达到 士
爪 、 士 。施加不同鳌合剂间 、不同
鳌合剂浓度间及其二者交互作用间均极显著提高大叶
井口边草对 的吸收 尸 。与 相比较 ,
促进大叶井口边草地上部对 的吸收效果更
好 , 与对照相比较 , 处理极显著提高
大叶井口边草地上部对 的吸收 尸 。但对大
叶井口边草根部而言 , 在大叶井口边草根部吸收
的促进作用中最好 , 与对照相比 , 。掀
极显著提高大叶井口边草地上部和根部对 的吸收
。
…鬓肇 】鬓`︵喇如全含叭︵夕、留︶如弱之
鳌合剂浓度 鳌合剂浓度 盯
图 不同鳌合剂对植物体内 含且影响
尸 「, 。, , 。。“
施加鳌合剂对土壤重金属有效态的影响
植物收获后土壤中 、 和 有效态含量见表
。 、 、 含量变化范围分别为 一 、 一
、 一 留 。不同鳌合剂及用量处理之间
土壤 、 有效态浓度差异均达到极显著水平 尸
。与 相比 , 处理对土壤中 、 有
效态含量促进作用效果较好 。与对照相 比 , 、
鳌合剂浓度极显著提高土壤中 、
有效态含量 尸 。不同鳌合剂处理对土壤有效
态 含量没有显著影响 尸 不同鳌合剂浓度
均显著提高土壤有效态 含量 尸 与对照相
比 , 、 和 认 处理显著提高土壤中
有效态含量 尸 。
施加鳌合剂对大叶并口边草提取 、 和
量的影响
鳌合剂处理后大叶井 口边草提取 、 和 的
量见表 。大叶井 口边草对 、 、 的提取量范围
分别为 一 一 一 、 一 、 一 林 盆 。与
、 相比 , 处理极显著提高大叶井口边
草对 、 的提取 尸 一 。 、 爪 认
鳌合剂处理极显著提高大叶井口边草对 的提取量
尸 , 其中 , 处理下大叶井口
边草提取 量为 士 “岁盆 , 是对照的 倍 ,
若以大叶井口边草一年收割 次计算 , 则每年大叶井
口边草提取 的量为 林留盆 。不同鳌合剂浓度间
对大叶井口边草提取 没有显著影响 尸 。与
对照相比 , 的 种鳌合剂处理极显著提高大
叶井口边草对 的提取 。
处理提取 含量最高到 土 林留盆 , 若以大叶
井口边草一年收割 次计算 , 则每年大叶井口边草去
除 的量为 林留盆 。
讨论
不同鳌合剂处理对大叶井口边草生物量均无显著
影响 , 这一方面与大叶井口边草对 种鳌合剂耐性较
强有关 , 另一方面可能与鳌合剂施加后较短时间收获
植物有关 。土壤中的大部分重金属与有机质或 一
氧化物结合 , 具有较低的可溶性和生物有效性 【 】。
合适的鳌合剂可以增加土壤中重金属的溶解性 , 从而
促进植物地上部对重金属的吸收和积累伶叼。但植物吸
土 壤 第 卷
表 鳌合剂对土壤重金属有效态的影响 眺
几
鳌合剂种类
,
整合剂浓度
土
士
士
士
士 】
士
士
土
、︸一乙门
】刀
,
士
士
士
士
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土
士
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石士 名
士 夕
土
土 】
力士 ,
士
士
士
士
土
士 习
石士 乃
士
双因素方差分析 鳌合剂种类
鳌合剂不同浓度
人
士
士
士
士
士
士
士
】 士
士
士
士
。
尸 众
表 鳌合剂对大叶井口边草重金属吸收量的影响 林留盆
尸 “印
鳌合剂种类 鳌合剂浓度
士 士
土 士 】
士
士
士
士
士
士
刀
士
士
人 士
土
】士
双因素方差分析 鳌合剂种类
鳌合剂不同浓度
土
玉士
尸 众
刀
尸 托
士
土
石 士
士
士
士
士
石 士
土
士
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士
石 士
, 士
土住
尸 因
士
士
士 】
土
士
士
士
土
士 】
士
士
月 土
主
尸
收重金属的效率不仅与鳌合剂和金属的亲和力直接相
关 , 且与植物种类有关 。其中 一 络合物具有
较高稳定系数 达 一 ,” , 其次是 一
和 一 “ 刀, 说明 比 、
第 期 熊国焕等 鳌合剂对大叶井口边草 、 、 吸收性影响研究
具有更强的溶解土壤 和增加植物吸收积累
能力 , 本研究结果也证明了这一点 。本试验中
比 具有更强的溶解土壤 的能力 , 可能是由
于 一 , 稳定常数 大于 一 稳定常数
“。 等 研究发现 , 在外源添加重金属土壤中
种植香根草 冷 条件下施加 和
爪 对土壤中 有效态浓度没有产生显著
性影响 ,而本研究中土壤 有效态浓度随 、
和 浓度增加而增加 , 施加 、
显著提高 有效态浓度 , 这可能与土壤污染方式 、污
染时间和鳌合剂施加浓度大小有关 , 与外源添加重金
属的土壤相比 , 长期污染土壤中金属有效态较低 。
本研究中 、 处理与对照相比极显著
增加土壤中 有效态浓度 ,进而提高了大叶井口边草
对 的吸收 尸 一 , 与 等 ,和
等 研究结果一致 。 、
处理与对照相比较极显著提高土壤中 有效态浓度
尸 , 但本研究中所有 处理没有显著提
高大叶井 口边草地上部对 吸收 尸 ,与
等 】发现在重金属复合污染土壤中 不会促进向
日葵 地上部吸收 的结果相似 。
另 等 ,施加 一 认 和 未
显著提高烟草 地上部 吸收 ,
与本研究中施加 和 处理没有
显著提高大叶井口边草地上部吸收 相符 。但
等 】研究却表明 和 均能显著提高地上部
浓度 , 这可能与研究植物的种类有关 , 大叶井口边
草对 吸收具有专一性 , 我们先前的研究表明 , 土壤
中 浓度为 、 、 留 时 , 大叶井口边草地上
部 浓度分别为 士 、 士 和
士 。本研究中 、 和 处理
对土壤有效态 没有显著影响 , 等 研究认为 ,
对于土壤中 的有效态而言 , 施加 比
羚乙基替乙二胺三乙酸 、 、 乙二醇双
四乙酸 、 环己烷二胺四乙酸 和 队 二
乙基三胺五乙酸 效果较好 。目前 , 鳌合剂诱导植物
修复 污染土壤研究较少 , 且是否与植物种类 、种植
方式有关 , 还需进一步研究 。且 等 研究表明低
于 没有显著提高香根草地上部 浓
度 , 而本研究 处理与对照相比能极显
著提高大叶井口边草对 的吸收 ,这可能是因为本研
究中 爪 处理比对照显著提高土壤中
有效态含量 尸 , 大叶井口边草为 的超富集
植物 ,鳌合剂增加了土壤中 有效态含量进而促进大
叶井口边草对 的吸收 。
鳌合剂在土壤环境中滞留可能会淋溶出土壤中重
金属元素或 、 、 等营养元素 , 增加土壤中重
金属和其他阳离子可溶态 , 在降雨等条件下 , 可能会
导致可溶态重金属在土壤环境中迁移 , 污染地下水和
地表水和营养元素流失 。本研究中所用的 种鳌合剂
在环境中均能滞留一段时间 , 其中 , 被认为是
一种对大多数重金属都有效的鳌合剂 , 能有效增加重
金属的可溶态 , 特别是对 元素 , 但由于 在
环境中滞留时间较长 一 , 在施用后较长时间 , 甚至
是植物收获 年后 , 对土壤环境中重金属仍在起作用
四 。 是一种易被生物降解的鳌合剂 , 最初从放
线菌 的滤液中分离出来的
, 施加到土壤中 天后即可降解完全 , ,
其半衰期为 一 天 ,具体时间依赖于 施
加的量而定 。 在土壤中 天后可降解完全 】。
尽管鳌合剂增加土壤中重金属的生物有效态 , 促进植
物吸收 , 但鳌合剂施加不仅存在环境风险 , 而且会破
坏土壤肥力 , 使用过程中必须合理考虑鳌合剂使用量 。
结论
大叶井口边草对 种鳌合剂耐性较强 。 、
处理能极显著提高土壤中 有效态浓
度 , 进而促进大叶井 口边草对 的吸收 。大叶井 口边
草地上部吸收 最高达 士 叭 , 是对照
的 倍 。 和 爪 显著
提高土壤中 有效性 ,进而提高大叶井口边草地上部
对 的吸收 ,大叶井口边草地上部吸收 最高达
士 。 和 处
理下 , 一次大叶井口边草分别提取 、 最大 , 分别
为 士 林 盆和 士 林 盆 , 每年大叶井
口边草去除 量为 林 盆 ,说明
处理下大叶井 口边草对 污染土壤修复具有较好的
潜力 。
参考文献
】
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闪
28 8 第 卷土 壤
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