全 文 ：铅对山西省路域优势草本植物生长的影响
及铅累积特征*
白彦真摇 谢英荷**
(山西农业大学资源环境学院, 山西太谷 030801)
摘摇 要摇 采用温室盆栽试验,研究了不同浓度铅(0、500、1000、1500 mg·kg-1)对 14 种山西省
路域优势草本植物生长的影响及其铅吸收积累特征.结果表明:在 14 种草本植物中,随着铅
浓度的增大,反枝苋和高丹草表现出明显的中毒症状,其他 12 种植物的株高和生物量与对照
相比均无显著降低,表现出对铅污染具有一定的耐受性;藜和新麦草植株的地上部铅含量最
低,各浓度铅处理下平均值分别为 12郾 70 和 11郾 33 mg·kg-1,地上部与根的铅含量比(S / R)最
低,分别为 0郾 12 和 0郾 10,表明二者为低积累植物,可用于铅污染土壤的植被恢复;红叶苋和绿
叶苋植株地上部的铅迁移量最高,1500 mg·kg-1铅处理下每百株铅迁移总量分别为 53郾 37 和
45郾 29 mg,可作为修复铅污染土壤的先锋植物.
关键词摇 铅摇 路域摇 草本植物摇 累积
文章编号摇 1001-9332(2011)08-1987-06摇 中图分类号摇 X503郾 23摇 文献标识码摇 A
Effects of exogenous lead on the growth and lead accumulation characteristics of roadside
dominant herbaceous plants in Shanxi Province. BAI Yan鄄zhen, XIE Ying鄄he ( College of
Resources and Environmental Sciences, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi,
China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(8): 1987-1992.
Abstract: A greenhouse pot experiment was conducted to study the effects of different concentration
(0, 500, 1000, 1500 mg·kg-1) lead (Pb) on the growth and Pb absorption and accumulation of
14 roadside dominant herbaceous plants in Shanxi Province. With increasing Pb concentration in the
pot, Amaranthus retroflexus and Sorghum bicolor伊S. sudanese appeared obviously toxic symptoms,
while the other 12 test plants had higher Pb tolerance, with no significant decrease in their plant
height and biomass, compared with control. Chenopodium album and Psathyrostachys juncea had the
lowest Pb content (averaged 12郾 70 and 11郾 33 mg Pb·kg-1, respectively) in their aboveground
part and the lowest Pb ratio (0郾 12 and 0郾 10, respectively) of aboveground part / root, being the
potential low Pb鄄accumulation plants and able to be used for the vegetation restoration of Pb鄄polluted
soil. Red leaf A. tricolor and green leaf A. tricolor in treatment 1500 mg Pb ·kg-1 had the highest
Pb accumulation (53郾 37 and 45郾 29 mg Pb per 100 plants, respectively) in their aboveground
parts, being able to be chosen as the pioneer plants for the remediation of Pb鄄polluted soil.
Key words: Pb; roadside; herbaceous plant; accumulation.
*山西省科技攻关项目 ( 2006031027 )、山西省留学基金项目
(2010044)和山西农业大学科技创新基金(2005021)资助.
**通讯作者. E鄄mail: xieyinghe@ 163. com
2011鄄02鄄08 收稿,2011鄄04鄄25 接受.
摇 摇 随着经济的发展,土壤铅污染问题日趋严
峻[1-2],从而导致农产品的安全生产受到严重威
胁[3] .利用物理化学和工程修复等手段修复重金属
污染土壤,效果理想但成本高且容易造成二次污
染[4],因此难以推广. 植物修复是一种经济、有效、
环保的方法,但已报道的修复植物普遍存在地域性
分布、生长缓慢、生物量小等缺点[5-6],因此继续寻
找更多、更理想的本土植物,为污染土壤的植物修复
提供丰富的物种资源,具有重要的现实意义.
草本植物具有生长周期短、繁殖能力强、抗逆性
强、易于栽培管理等特点,在污染土壤上种植草本植
物可以改良土壤的理化性状,美化环境. 迄今,国内
外至少有数十种草本植物用于重金属污染土壤的植
物修复、金属矿山的生态恢复和土地沙漠化的防治
等[7-8] .随着生物多样性、农业可持续发展等理论的
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 8 月摇 第 22 卷摇 第 8 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, Aug. 2011,22(8): 1987-1992
深入研究,人们越来越认识到草本植物在土壤改良、
农业生态系统生物多样性的维持等方面起着重要作
用[9] .本文通过温室土培盆栽试验,研究了山西省
14 种路域优势草本植物在铅污染土壤中的生长及
其铅吸收积累特征,以期筛选出能够富集土壤铅的
本土植物,为重金属污染土壤的植物修复和生态环
境建设提供科学参考.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
试验于 2006 年 4 月在山西农业大学资源与环
境学院的温室内进行. 盆栽用土取自山西省太谷县
山西 农 业 大 学 资 源 与 环 境 学 院 实 验 站
(37毅42忆44义 N, 112毅57忆84义 E) 0 ~ 20 cm 表层土壤.
土壤属于黄土母质发育的石灰性褐土,pH 7郾 95、阳
离子交换量(CEC)14郾 78 cmol·kg-1、有机质含量
10郾 43 g·kg-1、全铅含量 83郾 5 mg·kg-1 . 供试植物
为山西省公路两旁分布较广、生长较快的杂草和广
泛栽培的牧草(表 1),其种子通过购买或野外采集
获得. 供试铅为醋酸铅[Pb(OAc) 2·3H2O] (分析
纯).
1郾 2摇 试验设计
采用完全随机区组设计,设 3 个铅处理水平:
500 mg·kg-1(GB 15618—1995) [10]、1000 mg·kg-1
和 1500 mg·kg-1,加蒸馏水作为对照(CK),3 次重
复,共 168 盆.
使用 27 cm伊27 cm伊18 cm 塑料盆,每盆取风干
土 5 kg,添加醋酸铅溶液后充分混匀,2 周后播种,
待出苗 10 天后,每盆保留 12 株,根据缺水情况,不
定期浇水,土壤含水量保持在田间持水量的 80%左
右.植物生长 60 d 后,测株高,收获全部植株,洗净、
烘干至恒量.
采用干灰化鄄硝酸、高氯酸消解鄄原子吸收分光
光度计(惠普上分 3511)测定植株地上部和根系的
全铅含量[11] .
S / R=植株地上部重金属含量 /地下部重金属含
量[12]
重金属迁移总量 =植株地上部生物量伊地上部
重金属含量[13]
1郾 3摇 数据处理
采用 Microsoft Excel和 SAS 软件对数据进行统
计分析,采用 Duncan新复极差法进行差异显著性检
验(琢=0郾 05).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 铅对 14 种草本植物生长的影响
铅胁迫下,反枝苋和高丹草逐渐表现出生长缓
慢、植株矮小、根数目减少、根尖褐化、部分老叶发黄
等明显的中毒症状.由表 2 可以看出,随着铅浓度的
增大,二者的株高、生物量逐渐减小,1500 mg·kg-1
铅处理下显著低于对照(P<0郾 05). 相关性分析表
明,反枝苋和高丹草的株高、生物量与铅浓度之间均
呈显著的负相关关系(P<0郾 05),相关系数分别为
rFz-h = -0郾 954、rFz-m = -0郾 868;rGD-h = -0郾 971、rGD-m =
-0郾 950.
铅胁迫下,藜、绿叶苋、红叶苋和鲁梅克斯 K鄄1
杂交酸模的长势良好,随着铅浓度的增大,其株高和
生物量与对照相比均有所增加(表2) ,反映出这
表 1摇 14 种草本植物的名称、类型和获取方式
Table 1摇 Name, type and acquired way of 14 herbaceous plants
物 种
Species
科 名
Family
类型
Type
获取方式
Acquired way
鸭茅 Dactylis glomerata (YM) 禾本科 Poaceae 多年生牧草 Perennial forage 购买 Purchase
虎尾草 Chloris virgata (HW) 禾本科 Poaceae 一年生杂草 Annual weed 采集 Collection
藜 Chenopodium album (LI) 藜科 Chenopodiaceae 一年生杂草 Annual weed 采集 Collection
新麦草 Psathyrostachys juncea (XM) 禾本科 Poaceae 多年生牧草 Perennial forage 购买 Purchase
紫菀 Aster tataricus (ZY) 菊科 Asteraceae 多年生杂草 Perennial weed 采集 Collection
反枝苋 Amaranthus retroflexus (FZ) 苋科 Amaranthaceae 一年生杂草 Annual weed 采集 Collection
绿叶苋 Amaranthus tricolor of ‘green leaf爷(LY) 苋科 Amaranthaceae 一年生牧草 Annual forage 购买 Purchase
红叶苋 Amaranthus tricolor of ‘red leaf爷(HY) 苋科 Amaranthaceae 一年生牧草 Annual forage 购买 Purchase
苍耳 Xanthium sibiricum (CE) 菊科 Asteraceae 一年生杂草 Annual weed 采集 Collection
狗尾草 Setaria viridis (GW) 禾本科 Poaceae 一年生杂草 Annual weed 采集 Collection
鬼针草 Bidens pilosa (GZ) 菊科 Asteraceae 一年生杂草 Annual weed 采集 Collection
紫花苜蓿 Medicago sativa (ZH) 豆科 Leguminosae 多年生牧草 Perennial forage 购买 Purchase
鲁梅克斯 K鄄1 杂交酸模 Rumex patientia伊R. tianschanicus
cv. Rumex K鄄1 (SM)
蓼科 Polygonaceae 多年生牧草 Perennial forage 购买 Purchase
高丹草 Sorghum bicolor伊S. sudanense (GD) 禾本科 Poaceae 一年生牧草 Annual forage 购买 Purchase
8891 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 22 卷
表 2摇 铅胁迫下 14 种草本植物的株高和生物量
Table 2摇 Height and biomass of 14 herbaceous plants in the different Pb treatments
项目
Item
物 种
Species
处 理 Treatment (mg·kg-1)
CK 500 1000 1500
株高 鸭茅 YM 31郾 5依1郾 5a 30郾 5依2郾 9a 32郾 3依1郾 6a 32郾 5依1郾 9a
Plant height 虎尾草 HW 23郾 5依1郾 6a 24郾 5依3郾 4a 23郾 7依2郾 7a 25郾 5依1郾 7a
(cm) 藜 LI 23郾 5依0郾 7b 28郾 4依1郾 2a 28郾 4依2郾 4a 30郾 0依2郾 4a
新麦草 XM 19郾 3依1郾 1a 20郾 0依3郾 4a 20郾 5依2郾 2a 18郾 5依2郾 0a
紫菀 ZY 31郾 9依2郾 5a 35郾 0依2郾 9a 33郾 6依3郾 8a 34郾 3依2郾 1a
反枝苋 FZ 29郾 2依1郾 8a 25郾 1依2郾 9a 18郾 4依2郾 8b 13郾 8依1郾 6c
绿叶苋 LY 26郾 5依1郾 6b 36郾 8依1郾 9a 37郾 4依3郾 4a 34郾 0依0郾 5a
红叶苋 HY 23郾 5依1郾 4b 31郾 5依1郾 4a 33郾 0依2郾 6a 26郾 1依1郾 4b
苍耳 CE 31郾 1依1郾 8a 30郾 7依5郾 2a 29郾 7依4郾 9a 28郾 7依1郾 6a
狗尾草 GW 65郾 4依3郾 9a 69郾 2依4郾 6a 69郾 3依5郾 5a 64郾 3依5郾 0a
鬼针草 GZ 41郾 0依2郾 8a 41郾 0依2郾 3a 43郾 9依3郾 6a 42郾 5依2郾 9a
紫花苜蓿 ZH 16郾 7依1郾 4a 17郾 1依2郾 9a 16郾 1依2郾 0a 15郾 4依2郾 0a
鲁梅克斯 K鄄1 杂交酸模 SM 26郾 5依3郾 5a 26郾 5依2郾 8a 27郾 0依2郾 9a 28郾 3依2郾 1a
高丹草 GD 31郾 5依0郾 9a 30郾 5依0郾 8a 30郾 5依1郾 5a 2郾 01依0郾 4b
生物量 鸭茅 YM 2郾 07依0郾 12a 2郾 23依0郾 17a 2郾 13依0郾 10a 2郾 01依0郾 09a
Biomass 虎尾草 HW 0郾 81依0郾 16a 0郾 96依0郾 13a 0郾 94依0郾 11a 0郾 67依0郾 02a
(g) 藜 LI 2郾 33依0郾 03b 2郾 56依0郾 11a 2郾 39依0郾 10a 2郾 35依0郾 14a
新麦草 XM 1郾 15依0郾 09a 1郾 51依0郾 09a 1郾 12依0郾 03a 0郾 99依0郾 03a
紫菀 ZY 2郾 07依0郾 04a 2郾 32依0郾 20a 1郾 95依0郾 08a 2郾 01依0郾 18a
反枝苋 FZ 2郾 55依0郾 24a 2郾 45依0郾 08a 1郾 96依0郾 09b 1郾 48依0郾 05c
绿叶苋 LY 5郾 17依0郾 33b 6郾 61依0郾 55a 6郾 89依0郾 29a 6郾 22依0郾 30a
红叶苋 HY 5郾 16依0郾 11b 6郾 04依0郾 35a 5郾 47依0郾 08ab 4郾 27依0郾 04b
苍耳 CE 1郾 23依0郾 06a 1郾 30依0郾 16a 1郾 37依0郾 23a 1郾 20依0郾 16a
狗尾草 GW 0郾 77依0郾 03a 0郾 77依0郾 10a 0郾 83依0郾 05a 0郾 73依0郾 10a
鬼针草 GZ 1郾 21依0郾 06a 1郾 51依0郾 18a 1郾 80依0郾 27a 1郾 32依0郾 14a
紫花苜蓿 ZH 1郾 57依0郾 23a 2郾 83依0郾 24a 2郾 47依0郾 24a 2郾 10依0郾 09a
鲁梅克斯 K鄄1 杂交酸模 SM 3郾 75依0郾 08b 4郾 79依0郾 13a 4郾 03依0郾 03a 3郾 82依0郾 10a
高丹草 GD 0郾 76依0郾 03a 1郾 08依0郾 03ab 0郾 87依0郾 04b 0郾 63依0郾 02c
同行不同小写字母表示处理间差异显著(P<0郾 05) Different small letters in the same row indicated significant difference among different treatments at
0郾 05 level. 下同 The same below.
4 种植物对铅污染的耐受性较强,试验铅浓度可能
尚未达到产生毒害作用的阈值,反而对其生长起到
了一定的促进作用[14] .其他 8 种植物的株高和生物
量随铅浓度的增大无显著变化,且与对照相比差异
不显著,表明在试验浓度下对铅污染具有一定的耐
受能力.
2郾 2摇 铅在 14 种草本植物体内的积累
由表 3 可以看出,铅胁迫下,14 种草本植物地
上部和根系的铅含量均显著高于对照(P<0郾 05),并
随着铅浓度的增加逐渐增大,14 种植物根系的铅含
量均显著高于地上部分. 不同植物地上部和根系的
铅含量各不相同. 随着铅浓度的增大,14 种植物地
上部和根系铅含量的变幅范围逐渐增大,地上部的
变异系数(CV)由对照的 51%上升到铅处理下的
82% ,根系的变异系数由对照的 39%上升到铅处理
下的 63% ,这反映出不同植物具有不同的铅吸收积
累能力.
根据 14 种草本植物对铅积累的差异,将其归为
3 类:第 1 类包括藜和新麦草,为铅低积累植物,各
处理下地上部铅含量的变化范围为 2郾 25 ~ 27郾 44
mg·kg-1,铅含量小于国家饲料卫生标准 ( GB
13078—2001) [15]最大允许含量;第 2 类包括红叶
苋、鬼针草和高丹草, 为铅高积累植物, 1500
mg·kg-1铅处理下,地上部铅含量>500 mg·kg-1;
第 3 类包括鸭茅、虎尾草、紫菀、反枝苋、绿叶苋、苍
耳、狗尾草、紫花苜蓿和鲁梅克斯 K鄄1 杂交酸模,为
铅中等积累植物,地上部铅含量介于第 1 类与第 2
类植物之间.
2郾 3摇 铅在 14 种草本植物体内的迁移
植物 S / R越大,说明重金属从根系向地上部器
官转运能力越强.由图 1 可以看出,铅在 14 种植物
体内均以根部积累为主,S / R 均小于 1.不同浓度铅
处理下,14 种植物的 S / R差异显著.其中,红叶苋和
鲁梅克斯K鄄1杂交酸模的S / R最高,各浓度铅处理
98918 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 白彦真等: 铅对山西省路域优势草本植物生长的影响及铅累积特征摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 14 种草本植物体内铅含量
Table 3摇 Pb content of the 14 herbaceous plants
项目
Item
物 种
Species
处 理 Treatment (mg·kg-1)
CK 500 1000 1500
地上部 鸭茅 YM 8郾 49依1郾 02d 28郾 09依2郾 64c 50郾 46依6郾 85b 73郾 61依8郾 64a
Aboveground 虎尾草 HW 4郾 81依1郾 85d 27郾 12依3郾 15c 39郾 67依3郾 16b 57郾 64依5郾 25a
藜 LI 2郾 38依0郾 19c 13郾 42依0郾 88b 15郾 34依2郾 03ab 19郾 64依4郾 36a
新麦草 XM 2郾 25依0郾 28c 3郾 85依0郾 79c 11郾 79依2郾 21b 27郾 44依3郾 48a
紫菀 ZY 8郾 25依0郾 76d 23郾 75依1郾 87c 50郾 14依5郾 26b 72郾 99依6郾 31a
反枝苋 FZ 7郾 74依2郾 98d 43郾 24依0郾 92c 95郾 75依4郾 93b 304郾 92依21郾 45a
绿叶苋 LY 17郾 48依4郾 71d 130郾 00依9郾 84c 246郾 46依27郾 88b 485郾 25依35郾 63a
红叶苋 HY 20郾 52依2郾 74d 200郾 11依21郾 67c 413郾 99依35郾 60b 781郾 00依33郾 92a
苍耳 CE 12郾 46依2郾 17d 90郾 50依7郾 43c 190郾 97依43郾 44b 398郾 95依17郾 23a
狗尾草 GW 11郾 87依2郾 40c 40郾 19依8郾 15b 46郾 95依6郾 73b 90郾 49依8郾 66a
鬼针草 GZ 11郾 32依1郾 11d 160郾 46依9郾 42c 300郾 12依24郾 46b 516郾 39依9郾 86a
紫花苜蓿 ZH 16郾 88依2郾 71d 80郾 34依6郾 23c 282郾 52依52郾 50b 480郾 17依14郾 58a
鲁梅克斯 K鄄1 杂交酸模 SM 12郾 90依3郾 06d 98郾 21依5郾 37c 178郾 73依21郾 62b 206郾 77依11郾 62a
高丹草 GD 11郾 64依1郾 53d 162郾 25依16郾 55c 260郾 17依29郾 95b 608郾 42依38郾 48a
平均值 Mean 10郾 64依5郾 45 78郾 68依63郾 49 155郾 93依128郾 93 301郾 69依245郾 20
变幅 Range 2郾 25 ~ 20郾 52 3郾 85 ~ 200郾 11 11郾 79 ~ 413郾 99 27郾 44 ~ 781郾 00
CV (% ) 51 81 83 81
根系 鸭茅 YM 21郾 99依1郾 75d 92郾 20依7郾 26c 176郾 82依33郾 86b 982郾 46依82郾 15a
Root 虎尾草 HW 8郾 59依1郾 06c 51郾 77依10郾 18b 117郾 18依24郾 66a 119郾 79依15郾 62a
藜 LI 14郾 85依1郾 21d 100郾 59依8郾 78c 155郾 38依7郾 41b 193郾 53依38郾 32a
新麦草 XM 18郾 00依2郾 48d 38郾 77依1郾 52c 135郾 00依12郾 04b 284郾 05依20郾 74a
紫菀 ZY 19郾 37依2郾 69d 104郾 22依16郾 93c 165郾 00依26郾 99b 275郾 82依14郾 80a
反枝苋 FZ 17郾 16依1郾 74d 94郾 50依7郾 41c 196郾 28依20郾 11b 585郾 98依27郾 51a
绿叶苋 LY 44郾 97依2郾 86d 308郾 83依13郾 16c 438郾 96依33郾 26b 880郾 69依58郾 38a
红叶苋 HY 32郾 49依3郾 18d 383郾 49依21郾 44c 763郾 97依36郾 29b 1207郾 47依54郾 00a
苍耳 CE 32郾 50依4郾 45d 294郾 46依31郾 06c 550郾 99依45郾 14b 1434郾 48依168郾 92a
狗尾草 GW 27郾 50依2郾 30c 136郾 99依35郾 03b 131郾 00依16郾 63b 188郾 50依21郾 42a
鬼针草 GZ 38郾 52依3郾 18d 250郾 87依37郾 44c 446郾 39依22郾 30b 858郾 00依78郾 55a
紫花苜蓿 ZH 25郾 23依0郾 89d 180郾 44依11郾 40c 533郾 02依26郾 88b 1104郾 14依206郾 03a
鲁梅克斯 K鄄1 杂交酸模 SM 24郾 35依1郾 99d 144郾 16依12郾 65c 270郾 43依21郾 83b 440郾 69依49郾 47a
高丹草 GD 21郾 23依3郾 49d 287郾 11依21郾 96c 513郾 82依39郾 28b 904郾 36依68郾 90a
平均值 Mean 24郾 77依9郾 76 176郾 31依108郾 84 328郾 16依208郾 12 675郾 71依431郾 38
变幅 Range 8郾 59 ~ 44郾 97 38郾 77 ~ 383郾 49 117郾 18 ~ 563郾 97 119郾 79 ~ 1434郾 48
CV (% ) 39 62 63 64
图 1摇 不同处理下 14 种草本植物的 S / R和铅迁移总量
Fig. 1摇 S / R and Pb translocation of 14 herbaceous plants in the different treatments.
CK:对照 Control;玉: 500 mg·kg-1;域: 1000 mg·kg-1;芋: 1500 mg·kg-1郾 铅迁移总量以100株计 Pb translocation was calculated with 100 plants.
0991 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 22 卷
下平均值分别均为 0郾 59,说明这两种植物体内的铅
由根系转移到地上部的转运能力较强;藜和新麦草
的 S / R最小,各浓度铅处理下平均值分别为 0郾 12
和 0郾 10,说明铅在这两种植物体内的转运能力较
小. 14 种草本植物中,铅转运能力的大小顺序为:新
麦草<藜<<其他 12 种植物.
重金属迁移总量是评价植物修复重金属污染土
壤潜力的重要指标[13] .在 14 种植物中,红叶苋和绿
叶苋的铅迁移总量最大(图 1),1500 mg·kg-1铅处
理下,二者每百株铅迁移总量分别为 53郾 37 和
45郾 29 mg,是其他 12 种植物的 1郾 8 ~ 61郾 5 倍,反映
出红叶苋和绿叶苋对铅污染土壤具有良好的修复潜
力. 其次,紫花苜蓿和鬼针草的修复潜力也较大,
1500 mg·kg-1铅处理下每百株的铅迁移总量分别
为 25郾 21 和 21郾 09 mg.
3摇 讨摇 摇 论
当植物的地上部重金属含量达到某一临界值,
同时满足 S / R>1,以及地上部富集系数>1,则定义
为超富集植物[16-17] . 对于目前所发现的耐性植物,
许多学者认为同时满足上述 3 个条件太难,尤其对
铅超富集植物来说,该定义过于苛刻. 一般来说,普
通植物的铅含量极低[18],因此有研究认为,植物的
地上部铅含量达到 500 mg·kg-1即可称为铅富集植
物[19] .根据该定义,本研究中,红叶苋、鬼针草和高
丹草的地上部铅含量均达到了富集植物的标准,可
以作为铅污染土壤植物修复的备选物种.
自然界中存在着某些耐性较强的物种,其地上
部重金属含量虽未达到富集植物的水平,但由于生
物量十分可观,尤其是在高浓度重金属污染条件下,
生物量没有受到明显影响,而且重金属迁移总量高,
因而其对重金属污染土壤的修复作用不可忽
视[20-21] .本研究表明,就地上部铅含量而言,绿叶苋
<红叶苋、鬼针草和高丹草,但是由于绿叶苋生物量
较大,铅迁移总量远高于鬼针草和高丹草,尤其在
1500 mg·kg-1铅处理下高达每百株 45郾 29 mg,因此
绿叶苋亦具有较大的铅污染土壤修复潜能.
植物对铅的吸收、转运和累积受多种因素影响,
如土壤类型、土壤环境条件和土壤中铅浓度以及共
存离子的种类和浓度等,但主要取决于植物的种类
和环境中的铅浓度[22] .本研究也发现不同植物具有
不同的铅吸收积累能力(表 3). 植物对重金属的吸
收和积累有 2 种方式:一种是大部分累积在根部,另
一种是由根系吸收后大部分转运到地上部. 本研究
中,各浓度铅处理下,藜和新麦草的地上部铅含量仅
为 2郾 25 ~ 27郾 44 mg·kg-1,S / R仅为 0郾 09 ~ 0郾 16.这
类植物通常能够通过吸持、钝化或沉淀作用将大部
分重金属集中于根中,抑制重金属向地上部运
输[23] .藜的株高和生物量在铅处理下显著高于对
照,新麦草与对照相比差异不显著(表 2),反映出试
验浓度下二者对铅污染具有一定的耐受能力,其机
理有待于进一步研究. 在重金属污染土壤上种植这
类植物,既能将重金属吸收固定在根系中,防止其进
入地下水,又可以生产出安全系数较高的饲草,对已
遭受污染的土壤起到边改良边利用的作用,这对日
益严重的土壤污染条件下农产品质量安全生产具有
重大意义[24] .
综上所述,供试的 14 种草本植物中,红叶苋、绿
叶苋、藜和新麦草是当地较为理想的铅污染土壤的
修复物种.对铅污染土壤进行生物净化时,可选择重
金属迁移量较高的红叶苋和绿叶苋;对铅污染土壤
进行植被恢复时,可选择种植耐性较强、安全性较高
的藜和新麦草.另外,如何妥善处理污染土壤植物修
复过程中收获的植物,尤其是对根系重金属富集浓
度较高的植物,目前相关研究较少,各种技术尚未成
熟,有待于进一步研究[8] .
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作者简介摇 白彦真,男,1979 年生,讲师.主要从事土壤与环
境生态学研究. E鄄mail: yanzhenbai@ 163. com
责任编辑摇 孙摇 菊
2991 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 22 卷