全 文 ：添加茶籽粕和 EDTA对土壤中镍和锌形态
变化及植物有效性的影响*
俞摇 斌摇 夏会龙**
(浙江工商大学环境科学与工程学院, 杭州 310012)
摘摇 要摇 采用盆栽试验,研究了茶籽粕和 EDTA对土壤中重金属镍和锌形态变化和植物有效
性的影响.结果表明: 随着茶籽粕施用量的增加,甘蔗根、茎、叶的生物量逐渐增加,而 EDTA
处理甘蔗茎、叶的生物量与对照无显著差异.茶籽粕和 EDTA 的添加提高了土壤中酸溶态镍
和锌含量,促进甘蔗对镍和锌的吸收及向地上部位转运,并且随着茶籽粕施用量的增加,其促
进效果逐渐增强.与 EDTA相比,茶籽粕对提高甘蔗体内镍和锌积累量效果明显,使甘蔗从土
壤中迁移出更多的镍和锌.甘蔗茎、叶中镍和锌含量与茶籽粕的用量呈极显著正相关,而根中
镍和锌含量与茶籽粕用量呈极显著负相关.
关键词摇 茶籽粕摇 EDTA摇 甘蔗摇 镍摇 锌摇 积累
文章编号摇 1001-9332(2013)06-1615-06摇 中图分类号摇 S566. 1; X53摇 文献标识码摇 A
Effects of applying tea seed meal and EDTA on the speciation transformation and phyto鄄
availability of nickel and zinc in soil. YU Bin, XIA Hui鄄long (College of Environmental Science
and Engineering, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310012, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. ,2013,24(6): 1615-1620.
Abstract: A pot experiment with sugarcane was conducted to study the effects of applying tea seed
meal and EDTA on the speciation transformation and phyto鄄availability of nickel ( Ni) and zinc
(Zn) in soil. With the increasing application rate of tea seed meal, the biomass of sugarcane root,
stem, and leaf increased gradually, but no significant difference was observed in the stem and leaf
biomass between EDTA treatments and the control. Applying tea seed meal and EDTA increased the
acid鄄soluble Ni and Zn contents in soil, and promoted the bioconcentration and translocation of Ni
and Zn in sugarcane. Meanwhile, the strengthening effect increased gradually with the increasing
application rate of tea seed meal. As compared with EDTA, tea seed meal was more efficient in im鄄
proving the accumulation of Ni and Zn in sugarcane, and thus, made the sugarcane remove more Ni
and Zn from soil. The Ni and Zn contents in sugarcane stem and leaf had significant positive corre鄄
lations with the application rate of tea seed meal, while the Ni and Zn contents in sugarcane root
were significantly negatively correlated with the application rate of tea seed meal.
Key words: tea seed meal; EDTA; sugarcane; Ni; Zn; accumulation.
*浙江省自然科学基金项目(Y5090229)和浙江省新苗人才计划项
目(2011R408040)资助.
**通讯作者. E鄄mail: huilongxia@ yahoo. com. cn
2012鄄09鄄06 收稿,2013鄄03鄄15 接受.
摇 摇 应用表面活性剂、重金属螯合剂来强化植物提
取土壤中的重金属是当前最具潜力的重金属污染土
壤原位植物修复方式[1-2] . 通常通过向土壤中添加
重金属螯合剂或活化剂(EDTA、DTPA、EGTA、柠檬
酸),使大量的重金属进入土壤溶液,提高土壤溶液
中重金属的浓度,促进植物吸收和从根系向地上部
运输重金属,促进植物对重金属的吸收和积累,继而
通过收获植物迁出被积累的重金属达到土壤修复的
目的[3-4] .但 EDTA等合成化学物质为环境类激素,
大量使用存在生态风险,寻找合适的天然表面活性
剂成为必然.
油茶籽 ( Camellia oleifera ) 和茶籽 ( Camellia
sinensis)榨取植物油后的茶籽粕中含有丰富的天然
表面活性剂茶皂甙,从茶籽粕中提取的茶皂甙具有
很强的促进植物吸收和积累重金属的潜力,但因高
浓度茶皂甙对植物生长有轻微抑制作用,且使用成
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 6 月摇 第 24 卷摇 第 6 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
Chinese Journal of Applied Ecology, Jun. 2013,24(6): 1615-1620
本较高,推广应用有一定难度[5-6] .茶籽粕中除含有
10% ~ 14% 的茶皂甙外,尚含有粗蛋白 ( 5% ~
20% )、纤维素(20% ~ 25% )、脂肪(10% ~ 15% )和
多糖(20%左右) [7] . 茶籽粕施于土壤后,其中的茶
皂甙会缓慢释放至土壤中,进而活化被土壤粘粒吸
附的重金属,并且茶籽粕作为有机肥促进植物的生
长.从理论上推测,茶籽粕对植物吸收与积累重金属
的促进作用应该优于茶皂甙. 本研究以高生物量的
能源作物甘蔗作为研究对象,在盆栽条件下研究茶
籽粕对甘蔗吸收与积累镍和锌的效果,探讨茶籽粕
应用于强化植物修复土壤重金属污染的可行性.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 材料
供试植物为紫皮甘蔗(Saccharum officinarum),
品种为义红果蔗. 供试茶籽粕为粉状,含 12%茶皂
甙,由杭州中野天然植物科技有限公司提供,其主要
相关指标见表 1. 供试土壤取自浙江省温岭某废旧
电器拆解地农田(28毅23. 282忆 N, 121毅16. 501忆 E),
为粉砂质粘壤水稻土.取地表 15 cm土壤,经自然风
干去除植物残体和石块后混匀,过 2 mm 尼龙筛后
备用.土壤主要相关理化指标见表 2.
1郾 2摇 方法
1郾 2郾 1 试验设计摇 盆栽试验共设 5 个处理,分别为
对照、1%茶籽粕、2%茶籽粕、3%茶籽粕、0. 1% ED鄄
TA试验组,每个处理组设 5 个重复,共 25 盆. 空白
对照组只添加 5 kg 的供试土壤;3 个梯度的茶籽粕
试验组处理方式为:分别称取 50、100、150 g 茶籽
粕,分别与 5 kg 的供试土壤充分混匀置于盆内;
0. 1% EDTA试验组:待盆栽甘蔗长到 3 ~ 4 叶期时,
向土壤中以水溶液形式添加5 g的EDTA(3 ~ 4叶
表 1摇 供试茶籽粕的相关化学性质
Table 1摇 Chemical properties of the tea seed meal
总氮
Total N
(% )
P2O5
(% )
K2O
(% )
茶皂甙
Tea saponin
(% )
总镍
Total Ni
(mg·kg-1)
总锌
Total Zn
(mg·kg-1)
1. 28 0. 64 1. 17 11. 87 9. 94 77. 72
表 2摇 供试土壤的相关理化性质
Table 2摇 Physical and chemical properties of the soil
pH 碱解氮
Available
N
(mg·kg-1)
速效磷
Available
P
(mg·kg-1)
速效钾
Available
K
(mg·kg-1)
有机质
OM
(%)
总镍
Total Ni
(mg·kg-1)
总锌
Total Zn
(mg·kg-1)
6. 54 57. 31 43. 58 132. 47 1. 7 15. 47 172. 19
期甘蔗幼苗生长旺盛,此时种蔗养分已基本耗尽,幼
苗主要从土壤内吸收养分).
1郾 2郾 2甘蔗培养摇 2011年 4月 4日,将发芽 3 ~4 cm的
种蔗按芽分节,每盆移植 2 个蔗节,移盆于室外.在甘
蔗生长期间,每盆土壤施 1 g 尿素和 1 g 磷酸氢二钾,
共施肥两次;每盆浇等量的去离子水,保持土壤含水量
为田间持水量的 60%.等到甘蔗生长一个月后,去除长
势相对较差的1株,最后每盆保留1株甘蔗,直到11月
15日甘蔗成熟后收获.甘蔗生长期共 225 d.
1郾 2郾 3 样品采集与处理摇 1)甘蔗样品:待甘蔗成熟
后,将甘蔗连根从土壤中取出,尽量不破坏根系,洗
净,并在蒸馏水中浸泡 15 min,以除去表面的金属离
子.甘蔗样品分根、茎、叶 3 部分取样,在烘箱中 105
益杀青 30 min,然后在 80 益下烘干至恒量,剪碎并
充分混匀,随机称取 0. 5 g 样品,HNO3 鄄HClO4消化
后用热电 ICE3300 原子吸收光谱仪测定根、茎、叶中
Ni和 Zn含量(以干质量计).
2)土壤样品采集与处理:收集甘蔗收获后的土
壤,剔除植物残体并充分混匀,自然风干后过 80 目
筛,随机称取 1 g土壤样品,采用改进 BCR连续提取
法对样品重金属形态逐级提取[8],采用热电
ICE3300 原子吸收光谱仪分别测定 Ni 和 Zn 的酸溶
态、可还原态、可氧化态、残渣态 4 种形态的含量.
1郾 3摇 数据处理
采用 Microsoft Excel 2003 和 Origin 8. 1 软件对
数据进行处理和绘图,采用 SPSS 19. 0 统计分析软
件对数据进行差异显著性检验(LSD法).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同处理对甘蔗生物量的影响
表 3 结果表明,施用茶籽粕的甘蔗根、茎、叶的
生物量明显高于对照和 EDTA 处理组,并且随着茶
籽粕施用量的增加,甘蔗根、茎、叶的生物量逐渐提
高. 1% 、2% 、3%茶籽粕处理组的甘蔗叶生物量分别
比对照提高了 41. 0% 、90. 4% 、111. 6% ,比 EDTA
处理组提高了 7. 6% 、45. 2% 、61. 3% ;甘蔗茎生物
量分别比对照提高了 50. 1% 、137. 0% 、182. 3% ,比
EDTA处理组提高了 27. 9% 、101. 9% 、140. 4% ;甘
蔗根生物量比对照提高了 45. 0% 、68. 0% 、80郾 7% ,
比 EDTA 处理组提高了 8. 3% 、25. 4% 、35郾 0% .
2% 、3%茶籽粕处理组与对照、EDTA 处理组之间甘
蔗的根、茎、叶生物量都有显著性差异.由此可见,施
用茶籽粕能有效地促进甘蔗生长,提高甘蔗的生
物量.
6161 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
2郾 2摇 不同处理对甘蔗中镍、锌积累和分布的影响
表 4 结果表明,施用茶籽粕的甘蔗茎、叶中的
Ni含量明显高于对照,并接近于 EDTA 处理组效
果;同时甘蔗茎、叶中的 Zn 含量明显高于对照和
EDTA处理组. 随着茶籽粕施用量的增加,甘蔗茎、
叶中的 Ni、Zn 含量逐渐提高,而根中的 Ni、Zn 含量
相应减少. 1% 、2% 、3%茶籽粕处理组甘蔗叶中的
Ni和 Zn含量分别比对照提高了 68. 1% 、135. 3% 、
193. 2%和 30. 8% 、32. 8% 、38. 3% ;茎中的 Ni和 Zn
含量分别比对照提高了 166. 2% 、201. 7% 、297. 2%
和 18. 3% 、26. 0% 、38. 5% ;根中的 Ni 和 Zn 含量分
别比对照减少了 27. 4% 、34. 6% 、56. 8%和 8. 0% 、
12. 8% 、16. 8% .
摇 摇 富集系数(植物地上部分重金属含量 /土壤中
重金属含量)反映了植物吸收积累重金属的能力,
转运系数(植物地上部分重金属含量 /植物根系重
金属含量)反映了植物对重金属从地下部分向地上
部分转运的能力[9],最终主要通过收获植物地上部
分迁出被积累的重金属而达到土壤修复目的. 因此
富集系数和转运系数越大,说明修复效果越好.表 4
结果表明,茶籽粕处理组 Ni、Zn 的富集系数和转运
系数都高于对照,并且差异显著,随着茶籽粕施用量
的增加,Ni、Zn 的富集系数和转运系数逐渐增大.
3%茶籽粕处理组 Ni的富集系数和转运系数与 ED鄄
TA处理组无显著差异,而茶籽粕处理组 Zn 的富集
系数和转运系数高于 EDTA 处理组,且差异显著.
1% 、2% 、3%茶籽粕 Ni的富集系数和转运系数分别
比对照提高了 123. 3% 、 180. 4% 、 265. 5% 和
208郾 2% 、328. 6% 、748. 6% ;1% 、2% 、3%茶籽粕 Zn
的富集系数和转运系数分别比对照提高了 23. 4% 、
35郾 1% 、48. 7%和 34. 1% 、55. 3% 、79. 1% ,且 3%茶
籽粕 Zn的富集系数和转运系数分别比 EDTA 处理
组提高了 39. 5%和 13. 8% . 由此可见,施用茶籽粕
能有效地提高甘蔗从土壤中提取重金属 Ni和 Zn的
能力,特别是向地上部位转运的能力.
2郾 3摇 不同处理对甘蔗中镍、锌积累量的影响
甘蔗中 Ni、Zn 的积累量等于甘蔗根、茎、叶中
Ni、Zn的含量与相应部位干质量的乘积,反映的是
甘蔗从土壤中提取了多少量的 Ni、Zn. 图 1 结果表
明,茶籽粕处理下甘蔗体内 Ni 和 Zn 的积累量明显
高于空白对照组和 EDTA 处理组,且随着茶籽粕用
量的增加,Ni 和 Zn 积累量增加得非常明显.在 3%
茶籽粕处理下,甘蔗体内 Ni 总的积累量分别比对
照 、EDTA处理组提高了119 . 1% 、55 . 4% ,叶中Ni
表 3摇 不同处理的甘蔗生物量
Table 3摇 Biomass of sugarcane under different treatments (g·pot-1)
部位
Parts
对照
Control
0. 1%
EDTA
1%茶籽粕
1% tea seed meal
2%茶籽粕
2% tea seed meal
3%茶籽粕
3% tea seed meal
L 21. 20依3. 86c 27. 80依3. 31bc 29. 90依3. 92b 40. 37依2. 99a 44. 85依3. 57a
S 16. 20依2. 04c 19. 02依3. 19bc 24. 32依4. 50b 38. 40依2. 89a 45. 73依7. 89a
R 5. 40依0. 32c 7. 23依0. 65b 7. 83依0. 58b 9. 07依0. 70a 9. 76依0. 70a
L:叶 Leaf; S:茎 Stem; R:根 Root. 同行不同小写字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different small letters in the same row meant significant
difference among treatments at 0. 05 level. 下同 The same below.
表 4摇 不同处理甘蔗各组织 Ni、Zn含量
Table 4摇 Ni and Zn concentrations in different tissues of sugarcane under different treatments (mg·kg-1 DM)
重金属
Heavy metal
指标
Index
对照
Control
0. 1%
EDTA
1%茶籽粕
1% tea seed meal
2%茶籽粕
2% tea seed meal
3%茶籽粕
3% tea seed meal
Ni L 0. 30依0. 11d 1. 07依0. 11a 0. 50依0. 12d 0. 69依0. 11c 0. 87依0. 08b
S 0. 45依0. 12d 2. 09依0. 19a 1. 18依0. 09b 1. 34依0. 20b 1. 77依0. 22a
R 11. 72依0. 30a 5. 40依0. 69d 8. 51依0. 56b 7. 67依0. 48c 5. 07依0. 52d
BCF 0. 02依0. 01d 0. 10依0. 01a 0. 05依0. 01c 0. 07依0. 01b 0. 09依0. 01a
TF 0. 03依0. 01d 0. 28依0. 02a 0. 09依0. 01c 0. 13依0. 01b 0. 26依0. 01a
Zn L 40. 64依1. 21d 47. 73依1. 14c 53. 14依0. 82b 53. 98依1. 44ab 56. 22依2. 15a
S 126. 09依6. 53c 134. 66依4. 37c 149. 13依7. 15b 158. 85依12. 84ab 174. 68依10. 56a
R 137. 61依4. 72a 93. 56依6. 79d 126. 65依2. 98c 119. 93依10. 16bc 114. 53依8. 13b
BCF 0. 45依0. 03d 0. 48依0. 01d 0. 56依0. 01c 0. 61依0. 04b 0. 67依0. 02a
TF 0. 57依0. 01e 0. 89依0. 05b 0. 76依0. 01c 0. 88依0. 02b 1. 01依0. 04a
BCF:富集系数 Bioconcentration factor; TF:转运系数 Translocation factor.
71616 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 俞摇 斌等: 添加茶籽粕和 EDTA对土壤中镍和锌形态变化及植物有效性的影响摇 摇 摇 摇
图 1摇 不同处理甘蔗中 Ni和 Zn的积累量
Fig. 1摇 Accumulation of Ni and Zn in sugarcane under different
treatments.
A:总株 Full plant; B:叶 Leaf; C:茎 Stem; 玉:对照 Control; 域:
0郾 1% EDTA; 芋: 1%茶籽粕 1% tea seed meal; 郁: 2%茶籽粕 2%
tea seed meal; 吁: 3%茶籽粕 3% tea seed meal. 同组织不同小写字
母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different small letters in the same
tissue meant significant difference among treatments at 0. 05 level.
的积累量分别比它们提高了 537. 7% 、30. 8% ,茎中
Ni的积累量分别比它们提高了 1023. 0% 、102. 0% ;
甘蔗体内 Zn总的积累量分别比对照、EDTA 处理组
提高了 217. 7% 、154. 0% ,叶中 Zn 的积累量分别比
它们提高了 192. 9% 、90. 0% ,茎中 Zn 的积累量分
别比它们提高了 289. 2% 、210. 6% . 甘蔗中 Ni、Zn
的积累量由两部分决定:甘蔗的干质量和甘蔗体内
Ni、Zn的含量. 茶籽粕对甘蔗这两方面都有明显的
增强效果,而 EDTA 虽能有效地提高甘蔗体内 Ni、
Zn的含量,却不能提高甘蔗的生物量,因此在提高
甘蔗对 Ni、Zn的积累量上,茶籽粕处理比 EDTA 处
理更有优势.
2郾 4摇 甘蔗中镍、锌含量与茶籽粕用量的相关性
经相关分析,在此梯度内,甘蔗茎、叶中 Ni含量
与茶籽粕的施用量呈极显著正相关,根中 Ni含量与
茶籽粕施用量呈极显著负相关,相关系数分别为
0郾 896、0. 890、-0. 945;甘蔗茎、叶中 Zn 含量与茶籽
粕的施用量呈极显著正相关,根中 Zn含量与茶籽粕
施用量呈极显著负相关,相关系数分别为 0. 783、
0郾 843、-0. 731. 这反映出在此梯度内,土壤中茶籽
粕施用量越多,甘蔗茎、叶中 Ni、Zn 含量越高,更多
的 Ni、Zn 转运到甘蔗地上部分,则根中 Ni、Zn 含量
越低.
2郾 5摇 不同处理对土壤中镍、锌形态的影响
土壤重金属的形态可划分为酸溶态、铁锰氧化
物结合态、有机物结合态和残渣态 4 种形态[8] . 其
中,酸溶态包括交换态和碳酸盐结合态,这些组分与
土壤结合较弱,具有最大的可移动性和生物可利用
性;铁锰氧化物结合态是指与铁锰氧化物结合的重
金属离子,它们之间存在很强的络合力,需要在还原
条件下被释放;有机物结合态包括与土壤中有机质
形成络合物的重金属离子和硫化物中的大部分重金
属元素,需要在氧化条件下被释放;残渣态主要指以
层状硅酸盐形态存在的重金属元素[10] .
表 5 结果表明,茶籽粕处理组土壤酸溶态的
Ni、Zn含量明显高于对照,铁锰氧化物结合态的 Ni、
Zn含量低于对照,且随着茶籽粕用量的增加,酸溶
态的 Ni、Zn含量逐渐增加. 1% 、2% 、3%茶籽粕处理
组土壤酸溶态的 Ni、Zn 含量分别比对照提高了
56郾 0% 、61. 2% 、79. 1%和 50. 2% 、52. 8% 、57. 0% .
且 1% 、2% 、3%茶籽粕处理组酸溶态的 Zn 含量分
别比 EDTA处理组提高了 13. 4% 、15. 4% 、18. 5% .
重金属主要以酸溶态的形式被植物吸收,而在茶籽
粕的作用下,能形成更多的酸溶态 Ni、Zn,提高了
Ni、Zn的有效性,从而能更多的被甘蔗吸收.
表 5摇 土壤中重金属 Ni、Zn各形态含量
Table 5摇 Concentration of different Ni and Zn fractions in soil (mg·kg-1)
重金属
Heavy metal
指标
Index
对照
Control
0. 1%
EDTA
1%茶籽粕
1% tea seed meal
2%茶籽粕
2% tea seed meal
3%茶籽粕
3% tea seed meal
Ni CF 1. 07依0. 08d 1. 99依0. 17a 1. 67依0. 03c 1. 72依0. 02b 1. 92依0. 05a
OF 1. 37依0. 23a 0. 37依0. 04e 0. 67依0. 05b 0. 60依0. 02c 0. 48依0. 03d
OMF 3. 69依0. 20a 3. 82依0. 05a 3. 67依0. 20a 3. 78依0. 30a 3. 84依0. 09a
RF 8. 36依0. 13a 8. 30依0. 13a 8. 59依0. 41a 8. 65依0. 26a 8. 32依0. 36a
Zn CF 25. 64依3. 03c 33. 95依2. 60b 38. 50依2. 42a 39. 16依1. 89a 40. 24依1. 43a
OF 36. 02依0. 90a 26. 71依1. 20b 19. 72依0. 76c 17. 93依0. 98d 16. 31依0. 69e
OMF 13. 78依0. 33a 12. 91依0. 74b 11. 10依0. 40c 11. 04依0. 21c 9. 88依0. 44d
RF 98. 81依2. 71a 98. 62依3. 04a 97. 80依3. 83a 97. 36依2. 21a 97. 19依2. 38a
CF:酸溶态 Acid鄄soluble fraction; OF:铁锰氧化物结合态 Fe鄄Mn oxide fraction; OMF:有机物结合态 Organic matter fraction; RF:残渣态 Residual fraction.
8161 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
3摇 讨摇 摇 论
茶籽粕是全营养的有机肥料,含有丰富的有机
物和各种营养元素.随着茶籽粕缓慢腐解,为土壤微
生物活动提供能量和养料,促进微生物活动,加速有
机质分解,释放的氨基酸、有机酸、维生素、多肽、植
物生长激素等小分子有机物供作物吸收利用,改善
作物营养并促进养分平衡,从而促进作物的生长和
提高作物的产量[11-12] .本研究中,施用茶籽粕后,甘
蔗生长较对照具有明显优势,生物量显著提高.
研究表明,土壤中的重金属主要以可交换态、碳
酸盐结合态等具有较大的可移动性和生物可利用性
的形态被植物吸收利用,而铁锰氧化物结合态、有机
物结合态、残渣态难以被植物直接吸收利用[13] . 因
此,植物修复的关键是要提高土壤溶液中活性金属
的浓度,从而促进植物对重金属的吸收.
已有研究发现,向重金属污染土壤中加入有机
肥,降低了植物对重金属的吸收[14-15] . 这可能是由
于有机肥存较大的表面积,对重金属离子有强烈的
吸附作用,并且有机肥中大量的官能团可促进土壤
中的重金属离子与其形成重金属有机络合物,从而
增加土壤对重金属的吸附能力,降低了有效态重金
属的含量,减少了植物对重金属的吸收[16-18] . Ok
等[19]研究发现,通过向土壤中投加油菜籽粕,5% ~
14%的 Cd 和 30% ~ 39%的 Pb 从有效态转化成了
生物难利用形态.
本研究结果表明,施用茶籽粕后,与对照相比,
土壤中酸溶态 Ni、Zn 含量显著提高,甘蔗地上部位
中 Ni、Zn含量均显著提高. 茶籽粕能增强土壤重金
属的活性,促进植物吸收与转运,其原因可能是它含
有其他有机肥不具有的天然表面活性剂茶皂甙.
Hong等[20]研究发现,皂角甙对 Cu2+和 Zn2+的去除
率可以达到 90% ~ 100%和 85% ~ 98% . Xia 等[21]
研究发现,添加 0. 3%的茶皂甙后,甘蔗根、茎、叶中
的 Cd 含量分别比对照提高了 96. 9% 、156. 8% 、
30郾 1% .茶皂甙在低浓度时本身会吸附在土壤颗粒
物表面,从而改变固液界面性质,减弱土壤颗粒物与
重金属的结合能力. 当茶皂甙浓度增大并超过其临
界胶束浓度时,会形成非规则球形的胶束,使金属离
子易嵌入到形成胶束的单个茶皂甙分子之间,进入
土壤液相,阻止其被土壤颗粒物重新吸附. 同时,茶
皂甙含有的亲水性羧基与重金属形成更加稳定的络
合物,进入土壤液相,从而达到活化重金属的效
果[22] .并且茶皂甙的两亲性能与植物细胞膜成分中
的亲水和亲脂基团相互作用,从而改变植物细胞膜
的结构和通透性,促使植物对重金属的吸收[23] . 同
时,由于茶皂甙与重金属离子的络合,阻碍了重金属
在根细胞中的吸附和沉淀,使重金属更有利于向植
物地上部分转运[24] .
重金属螯合剂 EDTA 进入土壤后,与土壤溶液
中可溶性重金属螯合形成水溶性的重金属螯合物,
从而使与土壤颗粒结合的重金属解离下来,进入土
壤溶液来维持平衡. 重金属主要以与重金属螯合剂
形成的螯合物形式被植物吸收和转运. 重金属螯合
物进入根细胞后,会破坏根细胞的内皮层和凯氏带,
从而被植物迅速转运到地上部位[25-26] . EDTA 的施
用提高了土壤中酸溶态重金属的含量,促进了植物
对重金属的吸收和转运,但是 EDTA 对土壤微生物
和植物有毒害作用,造成植物生物量的减少,并且这
些人工合成螯合剂生物降解性差,会长时间残留在
土壤环境中,被活化的重金属会通过径流、淋洗等作
用污染地表水和地下水,同时会破坏土壤结构,造成
Fe、Ca、Mg等土壤营养元素的流失. Huang 等[27]研
究发现,经螯合剂处理后,玉米、豌豆和向日葵的生
物量都减少了,但是没出现中毒症状.本研究结果表
明,EDTA处理组甘蔗茎和叶的生物量和对照无显
著性差异.因此,相比 EDTA,茶籽粕对甘蔗体内 Ni
和 Zn积累量的提高效果更显著,从而使甘蔗从土壤
中迁移出更多的重金属.
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作者简介摇 俞摇 斌,男,1987 年生,硕士研究生.主要从事环
境生态修复研究. E鄄mail: yubhj1314@ 163. com
责任编辑摇 肖摇 红
0261 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