全 文 ：铅磷对栀子花幼苗生长的影响及磷积累特性研究
王 飞1， 黄应平1， 郭 强1， 聂小倩1， 梅朋森2， 胥 焘1
（1.三峡库区生态环境教育部工程研究中心/三峡大学，湖北 宜昌 443002；2.宜昌市林业局，湖北 宜昌 443002）
摘 要：以栀子花幼苗为研究对象，在不同浓度 Pb、P 处理下进行土壤盆栽试验，分析栀子花幼苗根、茎、叶中生物量的变化及
其 P 含量的不同，探讨 Pb、P 胁迫下栀子花对 P 的吸收积累特性。结果表明，在该试验条件下，重金属 Pb 对栀子花幼苗的生长表现
出“抑制”现象，P 对栀子花幼苗的生长表现出“低促高抑”现象；低浓度（≤651.64 mg/kg）P 污染下，施 Pb 不影响栀子花幼苗对 P 的
吸收，高浓度（≥1 251.64 mg/kg）P 污染下，施 Pb 降低了栀子花幼苗对 P 的吸收能力，并且对根、茎的影响大于叶；栀子花幼苗体内
的 P 主要储存在根中，茎和叶中储存的相对较少。
关键词：Pb； P； 栀子花； 吸收
中图分类号：S685.99 文献标识码：A 文章编号：1004－874X（2013）02－0050-04
Effcets of Pb, P stress on growth and P accumulation
characteristics of Gardenia jasminoides
WANG Fei1, HUANG Ying-ping1, GUO Qiang1, NIE Xiao-qian1, MEI Peng-sen2, XU Tao1
(1.Engineering Research Centre of Ecoenviornment in Three Gorges Reservoir Region of Ministry of Education/
Three Gorges University, Yichang 443002, China; 2.Yichang Forestry Administration, Yichang 443002, China)
Abstract: The effects of Pb and P compound stress on the biomass and P concentration of Gardenia jasminoides was analyzed in
detail in this paper. The results showed that the growth was inhibited significantly under Pb stress, but the growth was promoted under low
P stress and was inhibited under high P stress. Pb have no effect on P uptake and accumulation characteristics of Gardenia jasminoides
under the low P (≤651.64 mg/kg) stress, however Pb reduce the P uptake of Gardenia jasminoides under the high P (1 251.64 mg/kg)
stress. The effect on the root and stem was greater than the leaf. Most of the P was stored in the root of Gardenia jasminoides.
Key words: Pb; P; Gardenia jasminoides; uptake
采矿、冶炼等开发活动的加强、加 Pb 汽油的大量使
用以及含 Pb 污水的灌溉， 使得含 Pb 污染物以各种途径
进入土壤，造成土壤中 Pb污染的现象越来越严重[1]。Pb易
被土壤吸附， 从而影响正常的土壤生态过程和植物生理
代谢，往往会抑制植物生长。 土壤中 Pb 的大量存在可能
直接影响土壤养分矿化， 导致土壤中营养元素的有效性
降低[2]，进而影响植物对营养元素的吸收和利用[3]。 P是植
物的必需营养元素， 也是引起水体富营养化的关键元素
之一。 因此，促进 P 的有效利用，减少 P 的流失是控制水
体富营养化的重要途径之一[4]。 在治理污染土壤的众多方
法中，植物修复技术受到人们的普遍关注。 该方法具有投
资和维护成本低、操作简单、不造成二次污染、保护表土、
减少侵蚀和水士流失等特点[5]。 目前，有关植物在 Pb、P污
染的土壤中生长及植物对 P 的吸收积累方面的研究相对
较少。
栀子花（Gardenia jasminoides）花叶秀美芳香，原产于
我国中部，主要分布在浙江、安徽、江西、福建湖北、湖南、
四川、贵州等省，全国大部分地区均有栽培。栀子花主要用
于园林绿化，其花可用于熏制花茶，栀子花的果实与花可
用做提取食用色素和香料的原料 [6]。 目前关于栀子花的研
究，主要集中在栀子花繁殖培育和药用方面。 而有关利用
栀子花修复 Pb、P污染土壤方面的研究鲜有报道。 本研究
利用含有不同浓度 Pb和 P的土壤种植栀子花幼苗， 通过
分析栀子花幼苗根茎叶各部分生物量的变化及其 P 含量
的不同，探讨 Pb污染土壤中栀子花对 P的吸收积累特性。
1 材料与方法
1.1 试验材料
栀子花幼苗购自三峡大学旁的植物繁育基地，选取生
物量一致的栀子花幼苗（株高 50±5 cm）进行盆栽试验。
供试土壤取自三峡大学翠屏山，其土壤基本理化性质
如下：pH 6.8，有机质 0.48%，Pb 含量 57.68 mg/kg，TP 含量
451.64 mg/kg，TN含量 519.24 mg/kg。
1.2 试验方法
采用规格为 280 mm×320 mm 的花盆，每盆装 4 kg 土
壤，种植 3棵植株。
试验设 5 个 Pb 水平：0、50、200、800、1600 mg/kg；4 个
P 水平：0、50、200、800 mg/kg；采用二因素完全设计，共 20
个处理，每个处理 3次重复。 各浓度以纯 Pb、P计。 试验在
温室内进行，植株处理 6个月后采样分析。
植物样品经 H2SO4-H2O2消煮后， 采用钼锑抗比色法
收稿日期：2012-12-09
基金项目：国家“十二五”水专项（2012ZX07104-002-04）；湖北
省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目（T200703）
作者简介：王飞（1987-），男，在读硕士生，E-mail：zgwf-1987@
163.com
通讯作者：胥焘 （1980-），男 ，博士 ，讲师 ，E-mail：chem_ctgu@
126.com
广东农业科学 2013 年第 2 期50
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2013.02.062
叶0.000
0.000
0.998
茎
0.000
0.000
0.998
根
0.000
0.000
0.998
叶
27.30
54.42
0.19
茎
33.84
60.43
0.20
根
45.33
101.25
0.19
叶
25.25
50.33
0.93
茎
193.83
346.07
5.727
根
81.22
181.41
1.79
df
3
4
12
叶
75.74
201.32
11.10
茎
581.48
1384.28
68.73
根
243.66
725.65
21.50
处理
P
Pb
P×Pb 交互
表 1 栀子花幼苗生物量方差分析结果
SS MS F P-value
30
25
20
15
10
5
0
P0 P50 P200 P800
根
生
物
量
（ g
）
磷处理（mg/kg）
Pb0
Pb50
Pb200
Pb800
Pb1600
Pb0
Pb50
Pb200
Pb800
Pb1600
Pb0
Pb50
Pb200
Pb800
Pb1600
60
50
40
30
20
10
0
茎
生
物
量
（ g
）
16
12
10
8
4
0
叶
生
物
量
（ g
）
P0 P50 P200 P800 P0 P50 P200 P800
磷处理（mg/kg） 磷处理（mg/kg）
图 1 不同浓度 Pb、P处理对栀子花幼苗生物量的影响
测定 P含量[7]；土壤全磷采用酸溶-钼锑抗比色法测定。
1.3 统计分析
所有检测重复 3次，利用 Microsoft Excel 2003 进行平均值
和标准差的运算，结果以 Mean±SD 形式表示。 采用 SPSS
和 ORIGIN软件分析数据和作图，采用方差分析进行显著
性检验。
2 结果与分析
2.1 不同浓度 Pb、P处理对栀子花幼苗生物量的影响
从图 1 可以看出，在相同 P 水平下，随着施 Pb 量的
增加，栀子花幼苗的生物量呈降低趋势。说明 Pb 污染对
栀子花幼苗生长有毒害作用，抑制了栀子花幼苗的正常
生长。 当 P 浓度为 0 mg/kg 时，随着施 Pb 量的增加，栀
子花幼苗的根、茎生物量显著降低（P<0.05）；当 P 浓度
为 50 mg/kg 时，随着施 Pb 量的增加 ，栀子花幼苗的根
生物量极显著降低 （P<0.01）； 当 P 浓度为 200 mg/kg
时，随着施 Pb 量的增加，栀子花幼苗的根、叶生物量显
著降低（P<0.05）；当 P 浓度为 800 mg/kg 时，随着施 Pb
量的增加， 栀子花幼苗的根、 茎生物量显著降低 （P<
0.05）。
在相同 Pb 水平下 ，随着施 P 量的增加 ，栀子花幼
苗的生物量呈先上升后降低的趋势。 说明低浓度 P 能
促进栀子花幼苗的生长， 高浓度 P 对栀子花幼苗生长
有毒害作用，抑制了栀子花幼苗的正常生长。 当 Pb 浓
度为 1 600 mg/kg 时 ，随着施 P 量的增加 ，栀子花幼苗
的茎生物量极显著降低 （P<0.01）；其他处理条件下栀
子花幼苗的生物量变化不显著。 不同浓度 P、Pb 处理对
栀子花幼苗根生物量的影响趋势与茎、叶基本相同。 但
无论 P 浓度高低 ，随着施 Pb 量的增加 ，栀子花幼苗的
根生物量差异均显著，而茎、叶生物量只在部分 P 浓度
下差异显著。 说明 Pb 污染对栀子花幼苗根的毒性大于
地上部分。
方差分析结果（表 1）表明，不同浓度 Pb、P 处理对栀
子花幼苗的生物量有极显著影响，二者之间的交互作用对
栀子花幼苗的生物量无显著影响。
2.2 不同浓度 Pb、P 处理对栀子花幼苗吸收、 积累 P 的
影响
从图 2可以看出， 在相同 P水平下， 当 P浓度≤200
mg/kg 时，随着施 Pb 量的增加，栀子花幼苗根、茎、叶中的
P 含量差异不显著；当 P 浓度为 800 mg/kg 时，随着施 Pb
量的增加，栀子花幼苗根、茎、叶中的 P 含量呈降低趋势，
其中根、茎中的 P 含量极显著降低（P<0.01），叶中的 P 含
量显著降低（P<0.05）。 说明低浓度（≤651.64 mg/kg，计算
该值时考虑了试验土壤 P含量本底值，下同）P污染下，施
Pb 不影响栀子花幼苗对 P 的吸收 ； 高浓度 （1 251.64
mg/kg）P污染下， 施 Pb 降低了栀子花幼苗对 P 的吸收能
力，并且对根、茎的影响大于叶。
在相同 Pb 水平下，当 Pb 浓度为 50、200、800 mg/kg
时，随着施 P 量的增加，栀子花幼苗叶中的 P 含量变化
不显著；在其余处理条件下 ，随着施 P 量的增加 ，栀子
花幼苗根、茎、叶中的 P 含量极显著升高。 当 Pb 浓度为
0 mg/kg 时，随着施 P 量的增加 ，栀子花幼苗根 、茎 、叶
中的 P 含量极显著增加， 通过一元线性回归分析可得
回归方程为：根中 P 含量 y=5.516x+0.243，R2=0.996（P<
0.01）；茎中 P 含量 y=0.560x+0.048，R2=0.986（P<0.01）；
叶中 P 含量 y=2.859x+0.115，R2=0.997（P<0.01）。
51
叶0.021
0.332
0.000
茎
0.000
0.320
0.001
根
0.000
0.377
0.000
叶
4.72
1.28
4.16
茎
32.50
1.32
3.49
根
31.77
1.16
7.15
叶
2.52
0.68
0.53
茎
1.16
0.05
0.04
根
27.60
1.01
0.869
df
3
4
12
叶
7.54
2.72
6.39
茎
3.47
0.19
0.43
根
82.81
4.03
10.43
处理
P
Pb
P×Pb 交互
表 2 栀子花幼苗磷含量方差分析结果
SS MS F P-value
1.8
1.5
1.2
0.9
0.6
0.3
0
比
值
P0 P50 P200 P800
磷处理（mg/kg）
图 3 不同浓度 P 处理下的转运系数和富集系数
转运系数
富集系数
F
237.764**
63.953**
19.894**
R2
0.965
0.883
0.701
回归方程
根：Y=0.714+4.593P-1.727P×Pb
茎：Y=0.453+0.870P-0.236P×Pb
叶：Y=1.052+1.668P-1.061P×Pb
表 3 栀子花幼苗磷含量多元回归模型
注：“*”表示差异极显著。
P0 P50 P200 P800
根
磷
含
量
（ g
）
磷处理（mg/kg）
Pb0
Pb50
Pb200
Pb800
Pb1600
6
4
2
0
P0 P50 P200 P800
茎
磷
含
量
（ g
）
磷处理（mg/kg）
Pb0
Pb50
Pb200
Pb800
Pb1600
1.5
1.0
0.5
0
P0 P50 P200 P800
叶
磷
含
量
（ g
）
磷处理（mg/kg）
Pb0
Pb50
Pb200
Pb800
Pb1600
4
3
2
1
0
图 2 不同浓度 Pb、P 处理下栀子花幼苗根、茎、叶中的磷含量
从表 2 可以看出， 不同浓度 P 处理对栀子花幼苗体
内的 P 含量有极显著影响，不同浓度 Pb 处理对栀子花幼
苗体内的 P 含量无显著影响， 二者之间的交互作用对栀
子花幼苗体内的 P含量有极显著影响。
通过多元回归模型分析不同浓度 Pb、P 处理对栀子
花幼苗中 P 含量的影响，结果（表 3）显示，P 的标准回归
系数都大于 0，交互作用 P×Pb 的标准回归系数都小于 0，
说明 Pb和 P的交互作用抑制了栀子花幼苗对 P的吸收。
2.3 P在栀子花幼苗体内的分布特征
图 3 表示在 P 单独胁迫下， 栀子花幼苗体内 P 的富
集系数和转运系数， 富集系数指栀子花幼苗地上部分
（根、茎）P 含量与根际中 P 含量的比值，转运系数指栀子
花幼苗地上部分 P含量与地下部分（根）P含量的比值。从
图 3可以看出，P的富集系数和转运系数均随着 P浓度的
增加而逐渐减小。 当 P浓度≤50 mg/kg 时，栀子花幼苗体
内 P的富集系数和转运系数变化不显著， 说明 P 污染低
于 501.64 mg/kg（计算该值时考虑了试验土壤 P 含量本底
值，下同）时不影响栀子花幼苗对 P 的吸收和转运；当 P
浓度达到 200 mg/kg 时，栀子花幼苗体内 P的富集系数和
转运系数显著减小，说明 P污染达到 651.64 mg/kg 时抑制
了栀子花幼苗对 P的吸收和转运。
通过吸收量可以有效的评价植物对 P 污染土壤的修
复作用。 从表 4可以看出，栀子花幼苗对 P的吸收总量随
着 P处理浓度的增加而逐渐增大，其中，根中含 P 比例逐
渐增大，茎、叶中含 P 比例逐渐减小，说明栀子花幼苗体
内的 P主要储存在根中。 当 P浓度为 800 mg/kg 时，栀子
花幼苗对 P的吸收总量达到最大，为 156.22 mg/pot。
3 结论与讨论
本研究发现：（1）重金属 Pb对栀子花幼苗的生长表现
出“抑制”现象，P对栀子花幼苗的生长表现出“低促高抑”
现象；（2）低浓度（≤651.64 mg/kg）P 污染下，施 Pb 不影响
栀子花幼苗对 P 的吸收； 高浓度 （1251.64 mg/kg）P 污染
下，施 Pb 降低了栀子花幼苗对 P 的吸收能力，并且对根、
茎的影响大于叶；（3）栀子花幼苗体内的 P 主要储存在根
中，茎和叶中储存的相对较少。
生长的变化常常是植物受到胁迫后最先表现出的可
见响应，尤其是当植物根部直接接触到污染土壤时，其生
长特性会表现出快速敏感的变化 [8]。 金盏银盘在含 Pb
（100 mg/L）溶液中生长 12 d 后，与对照相比，根部和根上
部的生物量分别减少了约 15.6%和 42.5%[9]。黄玉源等[10]研
52
吸收总量
（mg/pot）
50.94
53.29
72.05
156.22
比例（%）
22.73
24.52
20.22
17.93
P吸收量（mg/pot）
11.58
13.07
14.57
28.01
比例（%）
42.32
40.19
33.87
20.69
P吸收量（mg/pot）
21.56
21.42
24.40
32.32
比例（%）
34.95
35.29
45.92
61.38
P吸收量（mg/pot）
17.80
18.81
33.08
95.89
P处理水平
（mg/kg）
0
50
200
800
表 4 不同浓度 P处理下栀子花幼苗的 P吸收量
根 茎 叶
究发现，在一定 P 含量范围内的基质中，苦草能够较正常
生长；而过高 P含量的基质则会明显抑制苦草的生长。 本
研究结果表明，Pb 污染下， 栀子花幼苗的生物量显著降
低， 说明 Pb污染抑制了栀子花幼苗的正常生长； 相同 P
水平下，Pb污染对根的毒性大于地上部分；当 P浓度≤50
mg/kg 时， 可促进栀子花幼苗的生长 ； 当 P 浓度≥200
mg/kg 时，对栀子花幼苗的生长有毒害作用，抑制了栀子
花幼苗的正常生长。 考虑到土壤基质中原有 P 含量为
451.64 mg/kg， 说明在该试验条件下， 土壤中 P 含量为
501.64~651.64 mg/kg 时，最适宜栀子花幼苗的生长。
土壤中 Pb 含量过高会影响植物的正常生长、发育和
繁殖[11]。 然而，植物可以通过改变资源分配与利用方式来
适应胁迫环境引起的资源限制， 将有限的资源分配到不
同结构和功能的器官上，从而更好地适应环境[12]。 本研究
结果表明，低浓度（≤651.64 mg/kg）P 污染下，施 Pb 不影
响栀子花幼苗对 P 的吸收；高浓度（1 251.64 mg/kg）P 污
染下，施 Pb 降低了栀子花幼苗对 P 的吸收能力，并且对
根茎的影响大于叶。 这与康丽娜等[13]的研究结果一致，即
欧美杂交杨总 C、N和 P积累量在两种不同土壤条件下均
表现出随 Pb处理浓度的增加而降低的趋势。Pb和 P交互
作用对栀子花幼苗体内的 P 含量有极显著影响， 表现为
抑制栀子花幼苗对 P 的吸收。 这可能是因为在 Pb 污染
下，新根根表铁膜量随 Pb 添加量的增加而降低 [4]，而根表
对 P 的吸附一般随铁膜量的增加而增多， 并表现出较强
的正相关性[14,15]。
植物中 P 多分布在含核蛋白较多的新芽和根尖的生
长点中[16]。本试验中，随着 P处理浓度的增加，栀子花幼苗
根中 P的储存比例逐渐增大，茎、叶中 P 的储存比例逐渐
减小，栀子花幼苗体内的 P 主要储存在根中，茎和叶中储
存的相对较少。 且随着 P处理浓度的增加，栀子花幼苗对
P的富集系数和转运系数均逐渐减小。
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