全 文 ：利用红麻复垦多金属污染酸化土壤*
杨煜曦1,2 卢欢亮1,3 战树顺1,2 邓腾灏博1,2 林庆祺1,2 王诗忠1,2** 杨秀虹1,2 仇荣亮1,2
( 1中山大学环境科学与工程学院, 广州 510275; 2广东省环境污染控制与修复技术重点实验室, 广州 510275; 3广东省环境科
学研究院, 广州 510045)
摘摇 要摇 对大宝山矿区周边酸性多金属污染农田土壤进行了 5 年的红麻原位种植试验,研究
不同改良剂对土壤改良的持效性及其对红麻生长的影响,以探索具重金属耐性的经济作物红
麻用于重金属污染土壤大田复垦的可行性和有效性. 结果表明: 施加改良剂后,红麻能在重
金属 Pb、Zn、Cu、Cd和 As含量分别为 1600、440、640、7. 6 和 850 mg·kg-1的土壤上定植. 其
中,白云石和粉煤灰的改良效果优于石灰石和有机肥.施加白云石或粉煤灰后,红麻地上部产
量(干质量)为 14 ~ 15 t·hm-2,达到一般农田产量水平,且红麻杆和红麻皮中重金属含量显
著降低.红麻韧皮纤维(麻皮)含量达到 32% ~ 38% ,韧皮纤维中可萃取重金属含量低于《生
态纺织品技术要求》的标准,具有潜在的经济效益.白云石 /粉煤灰改良红麻复垦的化学鄄植物
联合修复模式是复垦酸性多金属污染农田土壤的有效措施.
关键词摇 酸性土壤摇 重金属摇 改良剂摇 红麻摇 复垦
文章编号摇 1001-9332(2013)03-0832-07摇 中图分类号摇 S563. 5; X5摇 文献标识码摇 A
Using kenaf (Hibiscus cannabinus) to reclaim multi鄄metal contaminated acidic soil. YANG
Yu鄄xi1,2, LU Huan鄄liang1,3, ZHAN Shu鄄shun1,2, DENG Teng鄄hao鄄bo1,2, LIN Qing鄄qi1,2, WANG
Shi鄄zhong1,2, YANG Xiu鄄hong1,2, QIU Rong鄄liang1,2 ( 1School of Environmental Science and Engi鄄
neering, Sun Yat鄄Sen University, Guangzhou 510275, China; 2Guangdong Province Key Laboratory
of Environmental Pollution Control and Remediation Technology, Guangzhou 510275, China;
3Guangdong Academy of Environmental Science, Guangzhou 510045, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,
2013,24(3): 832-838.
Abstract: A five鄄year field trial was conducted at the surrounding area of Dabao Mountain Mine to
explore the feasibility and availability of using kenaf (Hibiscus cannabinus), a fiber crop with strong
heavy metals tolerance and potential economic value, to reclaim the multi鄄metal contaminated acidic
farmland soil. Different amendments were applied prior to the kenaf planting to evaluate their effects
on the soil properties and kenaf growth. After the amendments application, the kenaf could grow
well on the heavy metals contaminated soil with the Pb, Zn, Cu, Cd, and As concentrations being
1600, 440, 640, 7. 6, and 850 mg·kg-1, respectively. Among the amendments, dolomite and fly
ash had better effects than limestone and organic fertilizer. With the application of dolomite and fly
ash, the aboveground dry mass production of kenaf reached 14-15 t·hm-2, which was similar to
that on normal soils, and the heavy metal concentrations in the bast fiber and stem of kenaf de鄄
creased significantly, as compared with the control. The mass of the bast fiber accounted for 32% -
38% of the shoot production, and the extractable heavy metal concentrations in the bast fiber could
meet the standard of ‘ technical specifications of ecological textiles爷 in China, suggesting that the
bast fiber had potential economic value. It was suggested that planting kenaf combining with dolo鄄
mite / fly ash application could be an effective measure to reclaim the multi鄄metal contaminated acid鄄
ic farmland soil.
Key words: acidic soil; heavy metal; amendment; Hibiscus cannabinus; reclamation.
*国家高技术研究发展计划重点项目(2007AA061001)、国家自然科学基金鄄广东联合基金重点项目(U0833004)、国家环保部 2010 年重金属污
染防治专项和国家环保公益科研专项(201109020)资助.
**通讯作者. E鄄mail: wshizh2@ mail. sysu. edu. cn
2012鄄05鄄20 收稿,2012鄄09鄄26 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 3 月摇 第 24 卷摇 第 3 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Mar. 2013,24(3): 832-838
摇 摇 近年来,随着我国经济的快速增长,人类活动造
成大量的重金属污染物进入土壤环境,土壤污染日
益严重[1] .中国环境统计年鉴[2](2008)数据显示,
全国约有 140伊104 hm2的污水灌区,遭受重金属污染
的土地面积占污水灌区面积的 64. 8% ,其中,重金
属重度污染面积占到了重金属污染面积的 13. 0% .
由人类采矿、金属冶炼等活动产生的酸性废水引起
矿区周边土壤污染的问题最为严重,其突出表现为
高浓度的多种金属污染、极端酸性、大量营养元素匮
乏等[3-4] .
对于重金属污染较为严重的农田土壤,一般采
用植物稳定的方法,即利用耐重金属植物降低重金
属的生物可利用性或毒性,减少污染土壤的风蚀和
水蚀,以防止重金属向下淋移从而污染地下水或向
四周扩散进一步污染周围环境[5] . 然而,重金属污
染土壤的恶劣生长环境会限制植被的成功定植,影
响植物修复的效果,因而复垦前通常需要对土壤进
行基质改良[3] . Ye 等[6]采用石灰和厩肥等对酸性
铅 /锌矿污染土壤进行基质改良,结合种植耐性植物
狗牙根(Cynodon dactylon),成功对矿业废弃地进行
复垦.束文圣等[7]利用耐性植物双穗雀稗(Paspalum
distichum)在经过石灰和垃圾改良的酸性铅 /锌尾矿
土壤上成功复垦.然而,目前所选用的修复植物一般
缺乏经济价值,导致植物修复技术在实用性方面存
在不足.寻找既有经济效益、又有环境效益的植物稳
定修复品种,将有利于植物修复行业的可持续发展.
红麻(Hibiscus cannabinus)是锦葵科木槿属一年
生草本植物,其生长周期短,植株生物量大,在我国
南北各地均可种植.红麻的用途广泛,其韧皮纤维可
被用作制造纺织品、吸附剂和建筑材料等[8-9],还可
用于造纸、塑料填充剂、工艺品制造等,具有较高的
经济价值[10] .近年来,纤维类作物被视为用于重金
属污染土壤植物复垦的潜在植物[11-12] . Mun 等[13]
对铅胁迫下红麻耐性机制进行了研究,发现红麻对
铅的耐性机理主要是排除机制 ( exclusion mecha鄄
nism),即将其吸收的大部分铅以沉淀的形式积累在
根部的细胞壁.这说明红麻有作为重金属低吸收的
植物稳定品种的可能.但到目前为止,以麻类植物作
为复垦植物的重金属污染农田土壤修复的研究较
少,而大田长期定位研究更鲜有报道. 为此,本文在
广东省大宝山酸性多金属污染土壤基地上,通过施
加不同碱性矿物 /工业副产品(如白云石、石灰石、
粉煤灰等)和富含氮、磷、钾的有机肥作为改良剂,
进行长期的红麻种植试验,探讨最佳的改良效果及
其对红麻生长和重金属含量的影响,以构建“化学
改良鄄植物稳定冶的联合修复模式.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试土壤
大田试验区设在广东省大宝山矿区酸性废水污
灌的下游农耕田(24毅32忆34. 4义 N, 113毅42忆42. 1义 E),
面积约 500 m2,试验前对该区域进行了“匀地冶. 供
试污染土壤 Pb(1623依249) mg·kg-1, Zn(439依40)
mg·kg-1, Cu(641依73) mg·kg-1, Cd(7. 59依1. 16)
mg·kg-1, As(852依132) mg·kg-1, 总氮(0. 115依
0. 049) mg·kg-1, 有效磷含量低于检测限, 有机质
(3. 04依1. 12) g·kg-1 . 砂粒、粉粒和粘粒含量分别
为 2. 09% 、60. 95%和 36. 96% ,属于粉质粘壤土.
1郾 2摇 试验设计
大田试验设 4 个处理: 1 ) 施加石灰石 18
t·hm-2(L);2)施加有机肥 150 t·hm-2 +石灰石 18
t·hm-2(O+L);3)施加粉煤灰 150 t·hm-2(FA);4)
施加白云石 150 t·hm-2(D).以不施加改良剂为对
照(CK).每处理 3 个重复.小区面积 20 m2,随机分
布,小区边缘开沟、起垄,防止不同处理小区间相互
影响.改良剂的施用量根据本课题组前期室内试验
结果确定,于 2007 年施加,与 0 ~ 20 cm 表土混匀.
石灰石和白云石购自广州市东圃化工城,粉煤灰购
自广州市珠江水泥厂,有机肥购自东莞市圣茵有机
肥公司,改良剂的重金属含量和养分含量见表 1.施
加改良剂后平衡一个月,然后播种红麻.红麻种子购
于韶关市翁源县农业科技推广服务站.
表 1摇 改良剂的重金属和养分成分
Table 1摇 Heavy metal contents and nutrient components in amendments
改良剂
Amendment
Pb
(mg·kg-1)
Zn
(mg·kg-1)
Cu
(mg·kg-1)
Cd
(mg·kg-1)
总氮
Total nitrogen
(g·kg-1)
有效磷
Available phosphorus
(mg·kg-1)
有机质
Organic matter
(g·kg-1)
石灰石 Limestone BDL 13. 47 4. 73 0. 70 - BDL 0. 67
白云石 Dolomite BDL 6. 47 7. 90 BDL - BDL BDL
粉煤灰 Fly ash 36. 41 83. 24 38. 86 0. 41 0. 82 7. 96 23. 93
有机肥 Organic fertilizer 49. 22 418. 04 557. 42 0. 65 9. 69 1359. 04 251. 80
BDL:低于检测限 Below detection limit. 下同 The same below.
3383 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨煜曦等: 利用红麻复垦多金属污染酸化土壤摇 摇 摇 摇
摇 摇 2007—2011 年,共种植 5 季红麻,每年 4、5 月
播种,180 d 后收获 (2007 年红麻种植 90 d 后收
获),每年幼苗期施加一次 250 kg·hm-2尿素. 2011
年红麻种植期为 5—11 月,收获时,每小区随机选取
3 棵红麻[14],测量红麻株高、茎粗.茎粗量取离地 50
cm处的红麻直径. 其根际附近土壤(0 ~ 20 cm)均
匀混合后(约 1 kg),风干,备用. 小区红麻产量 =每
行质量伊行数.
1郾 3摇 测定项目与方法
1郾 3郾 1 土壤样品测定摇 土壤 pH 值由 pH 计测定(土
水比 1 颐 2. 5). 土壤有机质含量采用重铬酸钾容量
法测定,碱解氮含量采用碱解扩散法测定.
土壤样品全量元素分析采用王水和高氯酸
(4 颐 1,V / V)消解,有效态铅、锌、铜、镉采用 1
mol·L-1 MgCl2(土水比 1 颐 8)提取,有效态砷[15]、
磷采用 0. 5 mol·L-1 NaHCO3(土水比 1 颐 10)提取,
速效钾采用 1 mol·L-1 CH3COONH4(pH=7,土水比
1 颐 10)提取.用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP鄄
OES, Optima 5300DV, Perkin鄄Elmer, USA)测定样
品中金属含量.以环境标准物质 ESS鄄3 红壤和 ESP鄄
1 西红柿叶(中国环境监测总站提供)进行质量控
制.质控样测定均值和平行样偏差都在规定要求范
围内.
1郾 3郾 2 红麻样品测定 摇 红麻收获后,先用自来水清
洗,后用去离子水冲洗 3 遍,然后在 70 益下烘干至
恒量,将麻杆和麻皮分离,分别称量后备用. 样品经
硝酸和高氯酸(4 颐 1,V / V)消解后测定其重金属含
量. 样品可萃取重金属用人工酸性汗液进行萃
取[16] .
1郾 4摇 数据处理
采用 SPSS 16. 0 和 Origin 8. 0 软件进行数据统
计分析和作图,采用邓肯(Duncan)新复极差测验法
进行差异显著性检验(琢 = 0. 05),表中数据为平均
值依标准差.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同处理小区的土壤重金属全量和营养成分
大宝山矿区周边受污染农田土壤重金属含量大
幅超过国家土壤环境质量 GB 15618—1995 二级标
准[17](表 2).其中,Pb超标 6 倍,Zn超标 2 倍,Cu超
标 13 倍,Cd和 As超标 20 倍以上,属于重度污染土
壤.通过施加不同土壤改良剂(如石灰石、有机肥+
石灰石、粉煤灰和白云石),在第 5 年(即 2011 年)
土壤中重金属的总量与对照相比没有显著差异.
大田土壤的碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含
量均低于南方地区耕地土壤肥力标准[18],属于贫瘠
土壤.施加不同改良剂对土壤肥力产生的影响不同.
与对照相比,施加有机肥+石灰石处理(O+L)的效
果最为明显,显著提高了土壤碱解氮、有效磷和有机
质含量,施加粉煤灰处理(FA)可以显著提高土壤碱
解氮和有机质含量.
2郾 2摇 不同改良剂对土壤 pH 和重金属有效态的影
响
由表 3 可以看出,大宝山矿区周边受污染农田
土壤呈极度酸性(pH 3. 78),施加白云石、有机肥、
石灰石、粉煤灰等改良剂能使土壤 pH 得到不同程
度的提升.其中,施加白云石处理效果最好,土壤 pH
提高了 4. 4,粉煤灰次之,提高 3. 3. 2007 年对照土
壤 pH为 2. 97,2011 年土壤 pH上升到 3. 83,但施加
石灰石(L)和有机肥+石灰石(O+L)处理的土壤 pH
从 2007 年的 8. 13 和 8. 19 分别下降到 2011 年的
5郾 58 和 6郾 43,说明施用土壤改良剂后,石灰石、有机
肥+白云石对土壤 pH的改良效果不够持久.施加粉
煤灰(FA)和白云石(D)处理下,2007年土壤pH为
表 2摇 不同处理小区的土壤重金属含量及营养成分
Table 2摇 Content of heavy metals, nutrient components in soil under different treatments
处理
Treatment
Pb
(mg·kg-1)
Zn
(mg·kg-1)
Cu
(mg·kg-1)
Cd
(mg·kg-1)
As
(mg·kg-1)
碱解氮
Available
nitrogen
(mg·kg-1)
有效磷
Available
phosphorus
(mg·kg-1)
速效钾
Available
potassium
(mg·kg-1)
有机质
Organic
matter
(g·kg-1)
CK 1541依142a 434依23ab 668依27a 7. 08依0. 87a 824依81a 40. 83依10. 41c 1. 69依1. 09b 19. 63依2. 76a 10. 02依3. 96b
L 1478依287a 398依25b 570依110a 7. 46依0. 61a 781依114a 42. 00依3. 03c 1. 38依0. 13b 20. 15依7. 72a 9. 46依1. 43b
O+L 1756依74a 481依24a 682依33a 8. 47依0. 25a 948依12a 72. 22依0. 81a 5. 25依2. 35a 28. 85依19. 01a 13. 46依1. 63ab
FA 1664依352a 447依61ab 592依30a 7. 45依1. 86a 830依198a 57. 75依12. 25b 1. 96依0. 44b 46. 23依8. 92a 15. 42依2. 49a
D 1643依260a 432依18ab 664依70a 7. 48依1. 20a 844依132a 46. 55依6. 48bc 1. 19依0. 65b 33. 48依25. 16a 11. 28依1. 71ab
NY/ T 1749—2009 250 200 50 0. 30 40 105 7. 5 80 12. 5
同列不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different letters in the same column indicated significant difference among different treatments at 0. 05
level. 下同 The same below.
438 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 3摇 不同改良剂对土壤 pH和有效态重金属含量的影响
Table 3摇 Effects of different amendments on soil pH and content of available heavy metals (mg·kg-1)
处理
Treatment
pH Pb Zn Cu Cd As
CK 3. 83依0. 31d 28. 44依8. 60a 2. 87依1. 04a 4. 93依0. 38a BDL 0. 78依0. 20c
L 5. 58依1. 19c 18. 92依2. 87b 1. 47依0. 11ab 2. 43依1. 98b BDL 1. 06依0. 46bc
O+L 6. 43依1. 08bc 1. 46依1. 76c 0. 66依0. 97b 0. 62依0. 63c BDL 1. 32依0. 28ab
FA 7. 14依0. 51ab 0. 82依0. 42c 0. 15依0. 13b 0. 19依0. 03c BDL 1. 67依0. 08a
D 8. 30依0. 06a 0. 25依0. 11c BDL 0. 20依0. 01c BDL 1. 80依0. 22a
8郾 06 和 7郾 71,经过 5 年的时间,到 2011 年土壤 pH
变化不大,维持在 7 ~ 8,说明粉煤灰和白云石对酸
性土壤 pH的提升效果稳定.
与对照相比,各施加改良剂处理均能显著降低
有效态 Pb、Zn 和 Cu 含量. 其中,施加白云石处理
(D)的效果最好,其有效态 Pb 和 Cu 含量分别比对
照下降 99. 1%和 95. 9% ,有效态 Zn未检出;施加粉
煤灰处理(FA)的效果次之,施加石灰石处理(L)的
效果相对最差.随着土壤 pH的逐渐升高,有效态 As
含量显著升高,说明碱性改良剂增加了有效态 As含
量,这与前人的研究结果一致[19] .
2郾 3摇 不同改良剂对红麻生长的影响
由图 1 可以看出,施加改良剂后红麻的生长情
况良好.其中,施加粉煤灰和白云石对红麻的株高、
茎粗和产量的改善最为显著. 对照红麻株高 1. 95
m,茎粗 6. 58 mm,产量 2. 22 t·hm-2 . 施加粉煤灰
(FA)和白云石 ( D) 处理的红麻株高分别增加
54郾 0%和 63. 2% ,茎粗分别增加 39. 8%和 64. 5% ;
红麻产量分别为 14郾 31 和 15. 42 t·hm-2,为对照的
6郾 5 和 7郾 0 倍;红麻杆产量分别为 9郾 28 和 10郾 14
t·hm-2,为对照的 6. 4 和 7. 0 倍;红麻皮产量分别
为 5. 03 和 5. 28 t·hm-2,为对照的 6. 5 和 6. 8 倍.而
且施加改良剂后红麻的生长情况可以达到一般农田
土壤的水平(9. 40 ~ 23. 95 t·hm-2) [20-21] .
2郾 4摇 不同改良剂对红麻重金属含量的影响
由图 2 可以看出,施加改良剂使红麻麻杆和麻
皮中的 Pb、Zn、Cu 和 Cd 含量不同程度地降低. 其
中,施加有机肥+石灰石(O+L)、粉煤灰(FA)和白云
石(D)处理的效果最为显著,麻杆 Pb含量与对照相
比分别降低 80. 8% 、64. 9%和 79. 1% ,Zn 含量降低
24. 5% 、37. 6% 和 51. 3% , Cd 含量降低 35. 3% 、
49郾 1%和 55郾 0% ,而 Cu含量略有升高,但差异不显
著;麻皮 Pb 含量与对照相比分别降低 82. 4% 、
76郾 5%和 82郾 5% ,Zn 含量降低 59郾 0% 、62郾 7% 和
70郾 0% ,Cu 含量降低 46. 4% 、30. 3%和 47. 7% ,Cd
含量降低 59. 7% 、58. 5%和 65. 8% . 施加改良剂处
理的麻杆 As含量显著高于对照,麻皮 As 含量与对
照差异不显著. 这是因为土壤 pH 的提高会使土壤
有效态 As含量增加,移动性增强,最终导致 As含量
增加.
施加改良剂后,红麻杆和红麻皮中的 Pb、Cd、As
含量均低于 《食品中污染物限量 (GB 2762—
2005)》 [22]对茶叶、花生、藻类(干质量计)的重金属
图 1摇 不同改良剂对红麻株高、茎粗和产量的影响
Fig. 1摇 Effects of different amendments on the height, stem di鄄
ameter and yield of kenaf.
不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different letters indicated
significant difference among different treatments at 0. 05 level. 下同 The
same below. 玉:麻杆 Core; 域:麻皮 Bast.
5383 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨煜曦等: 利用红麻复垦多金属污染酸化土壤摇 摇 摇 摇
图 2摇 不同改良剂对红麻杆和红麻皮重金属含量的影响
Fig. 2摇 Effects of different amendments on heavy metal contents
in core and bast of kenaf.
限量标准.这说明红麻虽然生长于重金属重度污染
区域,但并未大量吸收重金属.红麻杆和红麻皮中较
低的重金属含量有利于减轻其加工时(如造纸)给
水体造成的重金属污染.
表 4摇 不同改良剂对红麻韧皮纤维可萃取重金属含量的影响
Table 4 摇 Effects of different amendments on extractable
heavy metal contents from bast fiber of kenaf (mg·kg-1)
处理 Treatment Pb Cu Cd As
CK BDL 4. 91依2. 23a 0. 70依0. 12a 0. 12依0. 14a
L BDL 3. 35依0. 75a 0. 44依0. 24ab 0. 36依0. 23a
O+L BDL 2. 38依0. 79a 0. 23依0. 18b 0. 23依0. 10a
FA BDL 2. 93依1. 22a 0. 17依0. 04b 0. 36依0. 09a
D BDL 4. 57依2. 49a 0. 17依0. 04b 0. 35依0. 11a
GB / T 18885—2009 1. 0 50. 0 0. 1 1. 0
2郾 5摇 不同改良剂对红麻韧皮纤维(麻皮)可萃取重
金属含量的影响
红麻作为重要的经济作物,为了进一步评估其
韧皮纤维使用的环境风险,对其可萃取重金属含量
进行分析.由表 4 可以看出,无论是否施加改良剂,
红麻韧皮纤维的可萃取 Pb、Cu 和 As 含量均达到了
《生态纺织品技术要求(GB / T 18885—2009)》 [23]的
标准,而且其含量在施加改良剂处理与对照之间没
有显著差异,其中,Pb 未检出,Cu 仅为标准的十分
之一,As 仅为标准的三分之一. 对照红麻韧皮纤维
的可萃取 Cd含量超标 6 倍,施加有机肥+石灰石、
粉煤灰和白云石后,Cd 含量显著低于对照,但仍然
超标 1 倍左右,因此,在实际生产过程中需要采取措
施,进一步降低红麻韧皮纤维中可萃取 Cd含量.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 不同改良剂对土壤的改良效果
在酸性条件下,以水溶态和离子交换态存在的
重金属有效态增多,这部分重金属容易被植物吸收,
对植物产生毒害[24] .因此,相对于重金属全量,土壤
重金属有效态含量更值得关注. 通过施加碱性改良
剂、提高土壤 pH 是降低重金属有效态的重要手段
之一.
石灰石和白云石都是碱性碳酸盐矿物,能降低
土壤的酸度并通过形成金属碳酸盐化合物沉淀以固
定重金属[25] .粉煤灰呈碱性,在酸性重金属污染土
壤中,以其碱性及含有大量具有吸附能力的碳粒、氧
化物对金属离子产生沉淀吸附作用[26] . 在本研究
中,石灰石、白云石和粉煤灰都能大幅度提高土壤
pH,降低有效态重金属含量,但石灰石改良效果不
够稳定,其改良的土壤 pH 在 5 年后大幅下降,有效
态重金属含量大幅上升.而有机肥中的胡敏酸、胡敏
素能络合并固定重金属离子[27-28],这可能是有机肥
+石灰石处理的土壤 pH虽然仅 6. 43,但其重金属有
效态较低的原因之一.然而,有机肥对土壤 pH 的调
638 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
节能力有限,在对强酸性土壤进行改良时,需要与石
灰石等碱性改良剂混用.因此,考虑改良效果和经济
因素,对于强酸性土壤,施加白云石或粉煤灰的效果
要优于有机肥+石灰石.
3郾 2摇 不同改良剂对红麻经济价值的影响
红麻作为一种经济作物,其地上部产量是考察
其经济价值的重要指标之一.另外,重金属虽然不会
明显降低纤维的质量和产量[11,29],但可能会影响纤
维的用途.因此,红麻杆和韧皮纤维的重金属含量以
及韧皮纤维的可萃取重金属含量也需要作为其经济
价值的考察指标.
施加改良剂能不同程度地增加红麻产量,降低
红麻杆和韧皮纤维的重金属含量以及降低韧皮纤维
的可萃取 Cd含量.其中,施加粉煤灰和白云石的效
果最为明显.施加的改良剂之所以能取得良好的改
良效果,是因为其通过提高土壤 pH 和络合降低重
金属有效态,降低红麻对重金属吸收,以促进红麻的
生长.白云石除了能降低土壤酸度,还能为红麻的生
长提供钙镁肥[30-31] .这可能是白云石处理的红麻产
量要高于其他处理的原因.
施加白云石或粉煤灰后,红麻的产量在 14
t·hm-2 以上,韧皮纤维含量分别为 34郾 1% 和
35郾 7% ,达到一般农田土壤的水平,并显著降低了红
麻杆和韧皮纤维中重金属含量. 红麻韧皮纤维的可
萃取 Pb、Cu和 As 均远低于《生态纺织品技术要求
(GB / T 18885—2009)》的标准.因此,“白云石 /粉煤
灰改良鄄红麻复垦冶的化学鄄植物联合修复模式是复
垦酸性多金属污染农田土壤的有效措施.
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作者简介摇 杨煜曦,男,1987 年生,博士研究生. 主要从事水
土环境污染修复研究. E鄄mail: yangyuxibing@ 126. com
责任编辑摇 孙摇 菊
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