全 文 ：第３１卷　第１１期　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报　 　 Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．１１
　２０１１年１１月 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　Ｎｏｖ．２０１１
ＥＤＴＡ与苗木生根灵对栾树吸收 Ｍｎ、Ｐｂ
的交互影响
刘　亮１，２，王光军１，２，朱　凡１，２，多祎帆１，２，张明明１，２
（１．中南林业科技大学 生命科学与技术学院，湖南 长沙４１０００４；
２．南方林业生态应用技术国家工程实验室，湖南 长沙４１０００４）
摘　要：　通过分析湘潭锰矿区矿渣废弃地土壤的理化性质和重金属含量，将矿区尾泥与自然土壤按照１∶１的比
例混合作为盆栽实验供试土壤，通过不同处理（无植物盆栽对照、有植物盆栽实验）以及施加不同浓度的ＥＤＴＡ和
ＥＤＴＡ与苗木生根灵的混合对比实验来观察盆栽土壤中重金属含量情况。结果表明：没有植物作用的土壤中施
加ＥＤＴＡ后，Ｍｎ、Ｐｂ离子浓度均要比０ｍｍｏｌ／ｋｇ高，说明ＥＤＴＡ提高了土壤中，Ｍｎ和Ｐｂ离子含量；但施加ＥＤ－
ＴＡ后的有植物盆栽土壤中重金属 Ｍｎ、Ｐｂ含量均要低于相对应的无植物盆栽土壤对照，ＥＤＴＡ促进了栾树对
Ｍｎ、Ｐｂ的吸收；混合组（ＥＤＴＡ＋１０ｍＬ苗木生根灵）实验土壤中 Ｍｎ、Ｐｂ含量在ＥＤＴＡ 浓度０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与１
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０ｍｍｏｌ／ｋｇ与２ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性极显著（Ｐ＜０．０１），但是盆栽土壤中重金属含量变化混合
组相比无仅添加ＥＤＴＡ组明显，且波动较小；在ＥＤＴＡ施加浓度４ｍｍｏｌ／ｋｇ时能够最大限度地提高土壤中重金
属离子含量，但在１ｍｍｏｌ／ｋｇ浓度时植物吸收效果最佳。
关键词：　矿渣废弃地；栾树；ＥＤＴＡ；苗木生根灵；Ｍｎ；Ｐｂ
中图分类号：　Ｓ７４９．９；Ｓ７１８．５１＋６ 文献标志码：　Ａ 文章编号：　１６７３－９２３Ｘ（２０１１）１１－０１１４－０６
Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ＥＤＴＡ　ａｎｄ　ｓｐｉｒｉｔｕａｌ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ
ｏｎ　Ｋｏｅｌｒｅｕｔｅｒｉａ　ｐａｎｉｃｕｌａｔａ　ｕｐｔａｋｅ　Ｍｎ　ａｎｄ　Ｐｂ
ＬＩＵ　Ｌｉａｎｇ１，２，ＷＡＮＧ　Ｇｕａｎｇ－ｊｕｎ１，２，ＺＨＵ　Ｆａｎ１，２，ＤＵＯ　Ｙｉ－ｆａｎ１，２，ＺＨＡＮＧ　Ｍｉｎｇ－ｍｉｎｇ１，２
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌａｂ　ｆｏｒ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　＆Ｅｃｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｘｉａｎｇｔａｎ　Ｍａｎｇａｎｅｓｅ　Ｍｉｎｅ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｗａｓｔｅｌａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ
ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｃｌａｙ　ｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎａｔｕｒａｌ　ｅｎｄ　ｏｆ　ａ　１∶１ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｐｏｔｔｅｄ　ｓｏｉｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ａｐｐｌｙ－
ｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＥＤＴＡ　ａｎｄ　ＥＤＴＡ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ａ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｓｅ－
ｒｉｅｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄ，ｔｈｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌｓ　ｉｎ　ｐｏｔｔｉｎｇ　ｓｏｉｌ　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｗｉｔｈｏｕｔ
ｐｌａｎｔｓ　ａｃｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ＥＤＴＡ　ａｐｐｌｉｅｄ，ｔｈｅ　Ｍｎ，Ｐｂ　ｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　０ｍｍｏｌ／ｋｇ，ＥＤＴＡ　ｉｎ－
ｃｒｅａｓｅｄ　ｓｏｉｌ　Ｍｎ　ａｎｄ　Ｐｂ　ｉｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ；ｂｕｔ　ａｆｔｅｒ　ａ　ｐｌａｎｔ　ｐｏｔ　ｐｕｔ　ｉｎｔｏ　ＥＤＴＡ，ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌｓ　ｉｎ　ｓｏｉｌ　Ｍｎ，Ｐｂ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｗｅｒｅ
ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｐｌａｎｔ　ｐｏｔｔｉｎｇ　ｓｏｉｌ，ＥＤＴＡ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ　Ｋ．ｐａｎｉｃｕｌａｔｅ　ｔｒｅｅｓ　Ｍｎ，Ｐｂ　ａｂ－
ｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｘｅｄ　ｇｒｏｕｐ（ＥＤＴＡ ＋１０ｍＬ　ｓｐｉｒｉｔｕａｌ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ）ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　Ｍｎ，Ｐｂ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ
ＥＤＴＡ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ　ａｎｄ　１ｍｍｏｌ／ｋｇ　ｂｅｔｗｅｅｎ，０ｍｍｏｌ／ｋｇ　ａｎｄ　２ｍｍｏｌ／ｋｇ，ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｗａｓ　ｈｉｇｈ－
ｌｙ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ（Ｐ＜０．０１），ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｐｌａｎｔｓ　ｍｉｘｅｄ　ｇｒｏｕｐ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ａｎｄ　ｆｌｕｃｔｕｅｄ　ｃｌｉｇｈｔｅｒ
　　收稿日期：２０１１－０５－１７
　　基金项目：国家林业局“９４８”项目（２００８－４－３６）；国家林业公益性行业科研专项经费项目（２００７０４０１５，２００８０４０３０）；国家自然科学基金
（３１０７０４１０）；中南林业科技大学青年科学研究基金（２００８００３Ａ）
　　作者简介：刘　亮（１９８６－），女，安徽人，硕士研究生，主要从事恢复生态学研究
　　通讯作者：王光军（１９６６－），男，河南人，教授，博士，主要从事森林生态学研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｇｊ６５２＠１６３．ｃｏｍ
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2011.11.003
ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｐ　ｏｎｌｙ　ａｄｄｅｄ　ＥＤＴＡ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ＥＤＴＡ　４ｍｍｏｌ／ｋｇ，ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｃａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｍａｘｉ－
ｍｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｉｏｎｓ；ｂｕｔ　ｗｈｅｎ　ｗｉｔｈ　１ｍｍｏｌ／ｋｇ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｐｌａｎｔｓ　ａｂｓｏｒｂｅｄ　ｂｅｓｔ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｗａｓｔｅｌａｎｄ；Ｋｏｅｌｒｅｕｔｅｒｉａ　ｐａｎｉｃｕｌａｔａ；ＥＤＴＡ；ｓｐｉｒｉｔｕａｌ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ；Ｍｎ；Ｐｂ
　　目前，重金属污染土壤的治理是国际上研究的
热点和难点问题。我国的总耕地面积中有近１／５［１］
受到了Ｐｂ等重金属的污染，土壤中过量的有毒重
金属具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，在环
境中很难降解，极易存留于表层被农作物吸收，对
农作物生长及人类健康产生了极大的危害作用［２］。
土壤通过矿物质的表面吸附作用、腐殖质的络
合作用和沉淀反应固定进入外源金属污染物［３］。不
同重金属在土壤中的生物有效性表现出很大的差
异［４－５］，例如Ｃｕ和Ｃｄ的生物有效性就相对较高，而
Ｍｎ和Ｐｂ的生物有效性就极低，很难被植物所吸收，
此类重金属的超富集植物发现得也很少［６－７］。螯合
剂乙二胺四乙酸（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉ－ａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ，
ＥＤＴＡ）是一种投入到土壤中能够形成水溶性的金属
－螯合剂络合物的植物修复剂，它能够改变重金属
在土壤中的赋存形态，从而提高重金属的生物有效
性，进而可以强化植物对目标重金属的吸收［８－９］，是
目前研究最多的一种螯合剂。苗木生根灵是市场上
常用的一种用来促进扦插移栽苗木快速增长和胸径
增粗以及生根的植物修复剂（Ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ－
ａｇｅｎｔ），富含有机质、生长调理剂、生根素等。调控体
内的激素水平是植物适应重金属胁迫作用的重要方
式［１０－１１］，而根是植物吸收营养元素的重要部位，所以
苗木生根灵也应当有促进植物吸收重金属元素的作
用，有学者研究表明施乙烯、脱落酸、生长素等生长调
理剂可以增强印度芥菜抵抗镉等重金属胁迫的能
力［１２－１３］。近年来，利用螯合剂活化土壤中的重金属
而促进植物吸收的螯合辅助植物提取技术（Ｃｈｅｌａｔｅ－
ａｓｓｉｓｔｅｄ）备受关注和青睐。覃勇荣等［１４］指出ＥＤＴＡ
具有促进桑树和任豆幼苗吸收重金属Ｐｂ的作用。
李凤玉等［１５］也指出螯合剂ＥＤＴＡ具有增加商陆和胭
脂草地上部的 Ｍｎ含量，提高了从土壤中向植物地上
部转移的能力。
栾树Ｋｏｅｌｒｅｕｔｅｒｉａ　ｐａｎｉｃｕｌａｔａ是一种在我国北
方和中部地区常见的具有优良抗污染能力的绿化
乔木行道树种。利用栾树幼苗进行盆栽实验，设置
不同浓度ＥＤＴＡ及其与苗木生根灵的混合梯度，同
时增加有、无植物对比实验来分析土壤中重金属
Ｍｎ和Ｐｂ的存在情况，为 Ｍｎ、Ｐｂ重金属污染地区
植物修复技术以及利用栾树进行 Ｍｎ、Ｐｂ污染修复
的实践提供基础数据支持。
１　材料与方法
１．１　试验地自然概况
实验地设置在湖南省长沙市中南林业科技大
学城市生态站内，东经１１２°４８′，北纬２８°０３′。年平
均气温１７．２℃，极端最高气温为４０．６℃，最低气
温为－１２℃，年平均降水量为１　４００ｍｍ，属于典型
的亚热带湿润季风气候。
１．２　实验材料与实验设计
盆栽供试土壤源自湖南省湘潭锰矿矿渣废弃
地，土壤自然风干后，过５ｍｍ筛，去除石子等大颗粒
物，装入高３５ｃｍ、直径３０ｃｍ的塑料盆中，每盆装土
１５ｋｇ，底部加上直径３０ｃｍ的盘托，以便盆中含有试
剂的渗漏雨水倒回。实验中移入长势均匀一致的１
年生栾树幼苗，平均树高１５７．６ｃｍ，平均地径１．２
ｃｍ。实验设置４个重复，南北方向放置，采用自来水
定期浇灌。保持土壤最大持水量为６０％。
１．３　盆栽实验
实验设置２种情况的ＥＤＴＡ添加梯度。一是
有栾树幼苗：添加ＥＤＴＡ　０（对照ＣＫ１）、０．２５、０．５、
１、２、４、８ｍｍｏｌ／ｋｇ，１０ｍＬ苗木生根灵＋ＥＤＴＡ　０
（对照ＣＫ２）、０．２５、０．５、１、２、４、８ｍｍｏｌ／ｋｇ；二是无
栾树幼苗处理：添加ＥＤＴＡ　０（对照ＣＫ３）、１、４、８、
２０ｍｍｏｌ／ｋｇ。
１．４　样品分析方法
环刀法［１７］采集地表０～２０ｃｍ的土壤样品，带
回实验室，充分混匀后风干，碾碎，过晒后保存。采
５１１第３１卷　　　　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
用王水－高氯酸法［１７］处理，ＡＡ－７０００原子吸收仪
测定 Ｍｎ和Ｐｂ含量。然后对土壤样品进行逐一分
析，取其平均值作为最终的分析处理结果。
１．５　数据分析
采用Ｅｘｃｅｌ２００３、ＳｉｇｍａＰｌｏｔ软件进行实验数据
的分析整理，分析软件 ＳＰＳＳ１８．０（ＳＰＳＳ　Ｉｎｃ．，
ＵＳＡ）进行单因素方差分析（Ｏｎｅ－ｗａｙ　ＡＮＯＶＡ），
检验相同条件下栾树盆栽土壤中 Ｍｎ、Ｐｂ在一个季
度后的含量变化。
２　结果与分析
２．１　供试土壤的基本特性
湖南湘潭市北郊的湘潭锰矿地为低山丘陵地貌
类型，矿藏以沉积碳酸锰矿及其次生的氧化锰矿为
主，储藏量丰富，另外，还有煤、石灰石、白云石、石英
砂岩及石膏等非金属矿藏［１６］。矿区土壤重金属含量
很高，苗木不易生长，将矿区土壤与自然土壤按照
１∶１的比例进行混合后装入塑料盆，作为盆栽供试土
壤。由表１可知，土壤ｐＨ值为６．８２，呈中性，适合植
物的生长；有机质含量为１８．２５ｇ／ｋｇ，略低于湖南省
土壤有机质含量平均值（２１．４ｇ／ｋｇ）［１７］水平；Ｃ／Ｎ为
１０．７３，表现为净矿化效应，即有机氮的矿化速率大于
矿质氮的生物固持速率［１８］，有利于微生物的活动；
Ｍｎ含量为２７　５７１．８４ｍｇ／ｋｇ，Ｐｂ含量为３０１．８９
ｍｇ／ｋｇ，分别比湖南省［１９］土壤平均含量（４５９、２９．７
ｍｇ／ｋｇ）高出６０．０７、１０．１６倍。
２．２　施加ＥＤＴＡ对盆栽土壤中 Ｍｎ含量的影响
螯合剂能够促使重金属离子解析和溶解，提高
其生物有效性［２０］。无植物盆中对照实验中，一个季
度后测定的结果（见图１）分析表明，ＣＫ３与８
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、１ｍｍｏｌ／ｋｇ与２０ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差
异性显著（Ｐ＜０．０５），其中ＣＫ３与１ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、
ＣＫ３与４ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、４ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之
间、４ｍｍｏｌ／ｋｇ与２０ｍｍｏｌ／ｋｇ　ＥＤＴＡ 浓度之间的差
异性呈极显著（Ｐ＜０．０１）关系。施加ＥＤＴＡ 土壤中
的 Ｍｎ离子浓度均要比未施加的高，在ＥＤＴＡ 浓度
为４ｍｍｏｌ／ｋｇ时达到最高，高浓度（８、２０ｍｍｏｌ／ｋｇ）反
而降低 Ｍｎ含量。
表１　土壤的理化性质
Ｔａｂｌｅ　１　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｓｏｉｌ
类型
重金属含量／（ｍｇ·ｋｇ－１）
Ｍｎ　 Ｐｂ
有机质含量／（ｇ·ｋｇ－１） 全氮／（ｇ·ｋｇ－１） Ｃ／Ｎ　 ｐＨ值
矿区污染土壤 ３０　５９４．４１　 ４０１．１５　 １８．６８　 １．３１　 １４．２６　 ７．３９
自然土壤 ＮＳ　 ２０．１２　 １７．９４　 ２．０２　 ８．８８　 ４．５０
盆栽土壤 ２７　５７１．８４　 ３０１．８９　 １８．２５　 １．７０　 １０．７３　 ６．８２
　“ＮＳ”表示含量太少，测不出来。
图１　不同处理下盆栽土壤中 Ｍｎ含量平均值
Ｆｉｇ．１　Ｍｎ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｔｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｄｉｆ－
ｆｅｒｅｎｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
植物对于重金属具有富集作用，一方面螯合剂
能够将土壤中的重金属离子活化成络合状态；另一
方面植物吸收重金属的这种螯合状态离子到植物体
内，参与植物的生理与生长，从而降低了土壤中的重
金属离子浓度。在有栾树幼苗的盆栽土壤中添加螯
合剂ＥＤＴＡ 以及相应的ＥＤＴＡ 浓度与１０ｍＬ苗木
生根灵的混合试剂，经过一个季度后测定分析结果
（见图１）表明，只施加ＥＤＴＡ 的盆栽中，ＥＤＴＡ 浓度
０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与２ｍｍｏｌ／ｋｇ间的差异性显著（Ｐ＜
０．０５），其中 ＣＫ１与０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、ＣＫ１与１
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、
０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与１ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ与８
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、１ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异
６１１ 刘　亮，等：ＥＤＴＡ与苗木生根灵对栾树吸收 Ｍｎ、Ｐｂ的交互影响　 　第１１期
性均呈极显著（Ｐ＜０．０１）；添加了ＥＤＴＡ和１０ｍＬ苗
木生根灵的盆栽中，ＥＤＴＡ 浓度ＣＫ２与１ｍｍｏｌ／ｋｇ
之间、ＣＫ２与２ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与
２ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、１ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间差异
性显著（Ｐ＜０．０５），其中０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与１ｍｍｏｌ／ｋｇ
之间的差异性极显著（Ｐ＜０．０１），施加ＥＤＴＡ 后土壤
中的Ｍｎ含量相比对照组（ＣＫ１、ＣＫ２）均有所下降，均
在０．５、１．０ｍｍｏｌ／ｋｇ　ＥＤＴＡ浓度时土壤中含量最低，
之后随着浓度的加大而升高。
２．３　施加ＥＤＴＡ对盆栽土壤中Ｐｂ含量的影响
螯合剂具有多齿状的配位基，能与单一金属离
子形成杂环化学复合物，通常被作为土壤微量元素
提取剂或化学肥料而使用［２１］。在添加ＥＤＴＡ一个
季度后的无栾树幼苗的盆栽土壤中分析结果（图２）
表明，ＥＤＴＡ 浓度１ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间
差异性显著（Ｐ＜０．０５），其中ＣＫ３与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之
间、ＣＫ３与２０ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、１ｍｍｏｌ／ｋｇ与２０
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、４ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、４
ｍｍｏｌ／ｋｇ与２０ｍｍｏｌ／ｋｇ之间差异性极显著（Ｐ＜
０．０１）。低浓度的 ＥＤＴＡ（１、４ｍｍｏｌ／ｋｇ）与对照
（ＣＫ３）间的差异不是很明显，高浓度８、２０ｍｍｏｌ／ｋｇ
ＥＤＴＡ土壤中Ｐｂ含量相比整组实验呈最低状态。
图２　不同处理下盆栽土壤中Ｐｂ含量平均值
Ｆｉｇ．２　Ｐｂ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｔｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｄｉｆ－
ｆｅｒｅｎｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
不同的金属元素在土壤中表现的生物有效性不
同，Ｐｂ与 Ｍｎ间也存在差异。在添加ＥＤＴＡ 和苗木
生根灵的对比盆栽实验结果（图２）分析说明，在只添
加ＥＤＴＡ的盆栽中，浓度１ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ
之间、２ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性显著（Ｐ
＜０．０５），其中０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差
异性表现极显著（Ｐ＜０．０１）。在同时添加ＥＤＴＡ 和
１０ｍＬ苗木生根灵的盆栽中，添加 ＥＤＴＡ 浓度为
ＣＫ２与１ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、ＣＫ２与４ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、
０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ与 ２ ｍｍｏｌ／ｋｇ之 间、１ ｍｍｏｌ／ｋｇ 与
８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、２ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差
异性显著（Ｐ＜０．０５），ＣＫ２与２ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异
性表现极显著（Ｐ＜０．０１）。
２．４　不同处理对盆栽土壤中 Ｍｎ、Ｐｂ含量的影响
ＥＤＴＡ能够促使金属离子的解析，提高生物有
效性，而苗木生根灵保护细胞复活剂等，能够促使
栾树幼苗的生根。综合一个季度后不同处理方式
的分析结果（图１，图２）表明，土壤中 Ｍｎ含量对照
组ＣＫ３与ＣＫ１、ＣＫ３与ＣＫ２之间差异性显著（Ｐ＜
０．０５）；１ｍｍｏｌ／ｋｇ　ＥＤＴＡ浓度水平时 Ｍｎ和Ｐｂ含
量的无植物组与 ＥＤＴＡ 组、无植物组与混合组
（ＥＤＴＡ＋１０ｍＬ苗木生根灵）间均呈极显著关系
（Ｐ＜０．０１）；ＥＤＴＡ浓度４ｍｍｏｌ／ｋｇ水平时 Ｍｎ含
量无植物组与 ＥＤＴＡ 组、无植物组与混合组（ＥＤ－
ＴＡ＋１０ｍＬ苗木生根灵）间均呈极显著关系（Ｐ＜
０．０１）；８ｍｍｏｌ／ｋｇ水平时Ｐｂ含量无植物组与ＥＤ－
ＴＡ组间呈显著关系（Ｐ＜０．０５）。
３　结论与讨论
３．１　ＥＤＴＡ提高了土壤中 Ｍｎ和Ｐｂ离子含量
土壤中的重金属不是在液相中，而是在固相上，
并常被土壤很牢固的结合。螯合剂能够与土壤溶液
中的重金属离子相结合，降低液相中金属离子浓度，
维持固－液相平衡，重金属从土壤颗粒表面解析，由
不溶态转变成为可溶态，为植物的吸收提供条件［２２］。
研究表明，没有植物作用的土壤中施加ＥＤＴＡ 后，
Ｍｎ、Ｐｂ离子浓度均要比０ｍｍｏｌ／ｋｇ的高。实验土壤
中 Ｍｎ元素含量无植物对 照 组 ＥＤＴＡ 浓 度 ０
ｍｍｏｌ／ｋｇ与 １ ｍｍｏｌ／ｋｇ 之 间、０ ｍｍｏｌ／ｋｇ 与
４ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、８ｍｍｏｌ／ｋｇ与４ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、２０
ｍｍｏｌ／ｋｇ与４ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性极显著（Ｐ＜
０．０１）。Ｐｂ 土 壤 含 量 实 验 中 无 植 物 对 照 组
０ｍｍｏｌ／ｋｇ与 ８ ｍｍｏｌ／ｋｇ 之 间、０ｍｍｏｌ／ｋｇ与 ２０
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、１ｍｍｏｌ／ｋｇ与２０ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、４
７１１第３１卷　　　　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
ｍｍｏｌ／ｋｇ 与 ８ ｍｍｏｌ／ｋｇ 之 间、４ｍｍｏｌ／ｋｇ与 ２０
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间差异性均呈现极显著（Ｐ＜０．０１）的关
系。廖小勇等［２３］研究指出施加有机螯合剂（例如
ＥＤＤＳ、ＥＤＴＡ）能够提高重金属生物有效性，增强植
物对重金属的耐性，提高植物对重金属土壤的修复
能力。
３．２　ＥＤＴＡ促进了栾树对 Ｍｎ、Ｐｂ离子的吸收
螯合剂使重金属从土壤颗粒表面解吸，为重金
属淋洗或植物吸收创造有利条件。这种螯合诱导植
物修复技术［２４］（Ｃｈｅｌａｔｅ－ｉｎｄｕｃｅｄ　ｐｈｙｔｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）受
到了广泛的关注。实验中施加ＥＤＴＡ 后，盆栽土壤
的重金属Ｍｎ、Ｐｂ含量均要低于相对应的无植物盆栽
土壤。综合分析结果表明：仅添加ＥＤＴＡ 的盆栽土
壤中 Ｍｎ含量在０ｍｍｏｌ／ｋｇ与０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０
ｍｍｏｌ／ｋｇ与 １ ｍｍｏｌ／ｋｇ 之 间，０．２５ ｍｍｏｌ／ｋｇ 与
０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与１ｍｍｏｌ／ｋｇ之
间、０．５ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、１ｍｍｏｌ／ｋｇ与
８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性极显著（Ｐ＜０．０１）；Ｐｂ含
量在施加ＥＤＴＡ 后，１ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之
间、２ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性显著
（Ｐ＜０．０５），其中０．５与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性
表现极显著（Ｐ＜０．０１）。另外，当施加ＥＤＴＡ 浓度
１ｍｍｏｌ／ｋｇ时，ＥＤＴＡ组与无植物组之间差异性极
显著（Ｐ＜０．０１），Ｍｎ含量在４ｍｍｏｌ／ｋｇ时ＥＤＴＡ
组与无植物组间也表现极显著（Ｐ＜０．０１）关系，Ｐｂ
含量在８ｍｍｏｌ／ｋｇ时ＥＤＴＡ组与无植物组间差异
性显著（Ｐ＜０．０５）。由于在盆栽底部添加了盆托，
每次将渗漏雨水均倒回，所以土壤被淋洗部分的重
金属含量很少或没有，所以ＥＤＴＡ解吸的重金属离
子最终是被栾树幼苗所吸收。
３．３　ＥＤＴＡ与苗木生根灵的交互作用
根是植物吸收营养元素的重要部位，Ｍｎ、Ｐｂ等
重金属元素也伴随着被吸收。植物生长调理剂（例
如生长素）可以促进植物根的生长，从而提高植物
对于重金属元素的吸收，苗木生根灵中包含生长调
理剂等众多促进生根的成分。结果表明，混合组的
盆栽土壤重金属含量变化没有仅添加ＥＤＴＡ的效
果明显，且波动较小。混合组（ＥＤＴＡ＋１０ｍＬ苗木
生根灵）实验土壤中 Ｍｎ 含量在 ＥＤＴＡ 浓度
０ｍｍｏｌ／ｋｇ与 １ ｍｍｏｌ／ｋｇ 之间、０ｍｍｏｌ／ｋｇ与 ２
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０．２５ｍｍｏｌ／ｋｇ与２ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、
１ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间差异性显著（Ｐ＜
０．０５），其中 ＥＤＴＡ 浓度在０．２５ ｍｍｏｌ／ｋｇ与１
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性极显著（Ｐ＜０．０１）；Ｐｂ含量
在ＥＤＴＡ 浓度０ｍｍｏｌ／ｋｇ与１ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０
ｍｍｏｌ／ｋｇ与４ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、０．５ ｍｍｏｌ／ｋｇ与２
ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、１ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间、２
ｍｍｏｌ／ｋｇ与８ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异性显著（Ｐ＜
０．０５），其中０ｍｍｏｌ／ｋｇ与２ｍｍｏｌ／ｋｇ之间的差异
性极显著（Ｐ＜０．０１）。Ｌｏｐｅｚ等［２５］曾研究证明生长
素（ＩＡＡ）可以提高紫花苜宿根、茎的生物量，增加
植物叶片中的铅含量，还特别强调当同时添加生长
素与ＥＤＴＡ的时候，叶片中的铅浓度是对照处理的
２８倍和ＥＤＴＡ处理的６倍，明显地提高了植物的
修复效率。ＥＤＴＡ以及苗木生根灵促进栾树吸收
重金属 Ｍｎ、Ｐｂ都是一个漫长的生理过程，另外，针
对不同的研究对象，达到的效果也不一定相同。本
次研究是在施加ＥＤＴＡ一个季度后提取的土样，对
于ＥＤＴＡ与苗木生根灵的混合作用试剂的研究还
需要进一步的时间和实验论证。
３．４　最适ＥＤＴＡ施加浓度的确定
温度对于生物来说，也有最高温度、最低温度
和最适温度［２６］。ＥＤＴＡ促进栾树植物的吸收也因
其浓度的不同而表现出差异。综合盆栽土壤中
Ｍｎ、Ｐｂ含量的变化分析表明，ＥＤＴＡ 浓度为４
ｍｍｏｌ／ｋｇ时能够最大限度地提高土壤中重金属离
子含量，但在浓度１ｍｍｏｌ／ｋｇ时植物吸收效果最
佳。具体表现为在施加无植物组实验中，土壤中
Ｍｎ、Ｐｂ含量在ＥＤＴＡ 浓度４ｍｍｏｌ／ｋｇ时最高，其
后的更高浓度（８、２０ｍｍｏｌ／ｋｇ）反而降低含量土壤
中 Ｍｎ、Ｐｂ下降；仅添加ＥＤＴＡ的盆栽中，在ＥＤ－
ＴＡ浓度为０．５、１．０ｍｍｏｌ／ｋｇ时，土壤中 Ｍｎ、Ｐｂ
含量最低，在更高浓度时土壤中 Ｍｎ、Ｐｂ含量升高，
说明了高浓度ＥＤＴＡ对栾树吸收Ｍｎ、Ｐｂ含量并没
有呈相应的线性提高；在ＥＤＴＡ浓度为１ｍｍｏｌ／ｋｇ
时，混合组（ＥＤＴＡ＋１０ｍＬ苗木生根灵）与无植物
组间 Ｍｎ和Ｐｂ含量均呈极显著关系（Ｐ＜０．０１），土
壤 Ｍｎ含量在ＥＤＴＡ　４ｍｍｏｌ／ｋｇ水平时，混合组与
无植物组之间也呈极显著关系（Ｐ＜０．０１）。
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［本文编校：谢荣秀］
９１１第３１卷　　　　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报