土壤Cd污染对青菜和蕹菜生长及Cd含量的影响-文献传递-植物通论文库

作者：孙兆海;郑春荣;周东美;杨林章;陈怀满Organ-单位: 中国科学院南京土壤研究所;中国科学院南京土壤研究所;中国科学院南京土壤研究所;中国科学院南京土壤研究所;中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008;中国科学院研究生院;北京100039;江苏南京210008;江苏南京210008;江苏南京210008;江苏南京210008;钟山学院环境工程系;江苏南京210049

摘要：通过温室盆栽试验,研究了草甸棕壤、红壤和灰色石灰土的人为Cd污染对青菜和蕹菜生物量和Cd含量的影响。结果表明,红壤加入Cd浓度为0.5、1.0、3.0、5.0mg·kg-1时,青菜地上部分的生物量与对照相比分别降低了13%、15%、25%和91%;蕹菜地上部分的生物量在添加Cd浓度为0.5、1.0、3.0mg·kg-1时与对照相比分别增加了21%、64%和81%,而添加浓度为5.0和10.0mg·kg-1时则分别降低了63%和86%;生长于草甸棕壤和灰色石灰土中的蕹菜地上部分的生物量随土壤Cd浓度的增加无显著差异。在土壤添加Cd浓度相同的条件下,青菜和蕹菜地上部分的Cd含量在3种土壤中的顺序为...

全文：!# $%&’%()*)$ # +,- ./ $+01 %2 3+-4)54 6# !#$ $%&’ &(%)*)$ % $+,- +,-.-*’ ’/0’1%&’ ), 7%)89 !#$ %&’!%&()*+* $,-#. /%01!2’13)*$ ,4 5’13!67()* 89#. :(1!;%&13)* /,-# ,0&(!6&1)*<
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农业环境科学学报 ##

$%&’<(ON)ZVN+G %&’()*+ &, -.(&/0)12(&)34)5 6724)74 土壤 /D污染对青菜和蕹菜生长及 /D含量的影响孙兆海 )*+8 郑春荣 )8 周东美 )8 杨林章 )8 陈怀满 )*< !)= 中国科学院南京土壤研究所8 江苏南京 +)GGGH$ += 中国科学院研究生院8 北京 )GGG江苏南京 +)GGNK
摘要9通过温室盆栽试验8研究了草甸棕壤:红壤和灰色石灰土的人为 /D 污染对青菜和蕹菜生物量和 /D 含量的影
响; 结果表明8 红壤加入 /D 浓度为 G=U:)=G:<=G:U=G 63#Q3V)时8 青菜地上部分的生物量与对照相比分别降低了 ))UT:+UT和 K)T$蕹菜地上部分的生物量在添加 /D 浓度为 G=U:)=G:<=G 63#Q3V)时与对照相比分别增加了 +)T:[NT和
H)T8而添加浓度为 U=G 和 )G=G 63#Q3V)时则分别降低了 [的生物量随土壤 /D 浓度的增加无显著差异; 在土壤添加 /D 浓度相同的条件下8 青菜和蕹菜地上部分的 /D 含量在 <
种土壤中的顺序为9灰色石灰土)草甸棕壤)红壤; 在试验条件下8以国家食品卫生标准为依据:以青菜为指示植物计算
得到的 < 种土壤 /D 的表观临界含量分别为9以总 /D 计算9草甸棕壤为 G=<< 63#Q3V)8红壤为 G=G[[ 63#Q3V)8灰色石灰土
为 G=ZG 63#Q3V)

$以 5\]9 提取态 /D 计算9草甸棕壤为 G=)< 63#Q3V)8红壤为 G=G)+ 63#Q3V)8灰色石灰土为 G=<< 63#Q3V); 关键词9青菜$ 蕹菜

$/D$ 土壤污染临界值
中图分类号9^UG<=+<) 文献标识码9* 文章编号9+,-.#&/’##

$0#<.GN)ZVGN 收稿日期9##N.#K.+Z 基金项目9国家重点基础发现规划项目!+GG+/JN)GHGH$ 科技部社会
公益研究专项资金项目!+GG)5>9)GG++
作者简介9孙兆海!)KZH<8男8硕士研究生8主要从事生态与环境保护
的研究工作;
联系人9陈怀满 -V6&(BO%6C%71_(??&?=&C=C1
/D 是毒性最强的重金属元素之一8 在自然界普
遍存在; /D不是植物必需的元素8过量的 /D 会影响
植物的生长8并可在植物体内积累 ‘):+a8再通过食物链
进入人体8严重危害人体健康; 土壤是植物 /D 的主
要来源8近年来由于人类活动导致了一些地区农田土
壤受到不同程度的 /D 污染8 粮食和蔬菜的污染问题
也逐渐突出‘量大8因而蔬菜的品质保证和菜地土壤的质量评价应
引起人们的足够重视; 不同品种的蔬菜对重金属的
积累能力不同8 一般叶菜类大于根茎类和瓜果类蔬
菜 ‘Z:Ha; 植物对 /D 的吸收不仅与其种类有关8还受到
!#年 ! 月孙兆海等!土壤 # 污染对青菜和蕹菜生长及 # 含量的影响
土壤中 #的含量和土壤基本性质等的明显影响

$%&’(# 本研究通过温室盆栽试验研究了 ) 种理化性质不同的人为 # 污染土壤对青菜和蕹菜生长及吸收 # 的影响$ 计算了 ) 种土壤的表观临界含量

$可为蔬菜基地的土壤健康质量的保护提供依据# & 材料与方法 &*& 供试材料和盆栽试验供试土壤为草甸棕壤%红壤和灰色石灰土$ 分别
采自辽宁湖北和广西

$土壤基本性质已如前述$ &&(& 供
试蔬菜品种为青菜+!#

$%&’ &(%)*)$%$,’四月慢(%蕹菜 ++,-.-*’ ’/0’1%&’,种子由南京市蔬菜研究所提供# 盆栽试验采用塑料盆钵$将土壤自然风干$剔除石块和植物根茎$压碎’-& ./($混匀$每盆装土 0 12$ 加入 3 和 4 肥作底肥$用量均为 ’*56 2)127&土’尿素 ’*60 2)127&土*8954:0&*&’ 2)127&土(& 土壤中添加的 #化合物为 #;5)5*695:$添加浓度+以 # 计,为!’ ’*6&*’)*’6*’&’*’ /2)127&土$每个处理 ) 个重复& 先将土壤与肥料’水溶液(混和$一周后与 #’#;5 水溶液(混匀$加水至田间持水量的 !’<$放置平衡$ 平衡期间定期加水维持含水量& 平衡一个月后$在每盆中直播 &6 粒种子$在出苗整齐长势良好后定植$ 根据长势和不同生长期分析的需要分别在播种后 )’0=>6 # 取样$每次每盆取相同的株数$取样时轻轻将青菜连根拔起$将地上部分和根系分开*第 ) 次取样后每盆还有 )株青菜$播种后 &50 # 收取地上部分$称鲜重’用于计算生物量(& 在青菜生长期间追肥一次$ 每盆加入肥料量为 ’*& 283:)和 ’*& 28954:0$ 用水溶解后洒施&青菜收获一个月后在盆钵中继续种植蕹菜$待其出苗整齐长势良好后定植$生长两个半月收取地上部分$称鲜重& 所有植株样品均用去离子水洗净$>’ $烘干$粉碎$分析 #的含量& &*5 分析方法土壤可提取态 # 采用 ’*’’6 /?;)@7& AB4C 溶液 ’D9>*)(提取$植株样品用 93:)79;:0消化$原子吸收分光光度计’9EFG.HE&=’7=’(测定&其余采用常规方法测定$&5(& 5 结果与讨论 5*& 土壤 #污染对青菜和蕹菜生物量的影响 5*&*& 土壤 #污染对青菜生物量的影响由于土壤性质的差异$) 种土壤 # 污染对青菜生物量的影响不同’表 &(& 草甸棕壤和灰色石灰土中的青菜没有受害症状$而在红壤中青菜生长受到了明显的抑制$主要症状为植株矮小$叶片发黄边缘卷曲等$在 #浓度为 ’*6&*’)*’6*’ /2)127&时地上部分的生物量分别比对照降低了 &)<&6<56<和 %&<$ 加入 # 浓度为 &’ /2)127&时青菜出芽后干枯死亡& 草甸棕壤添加 # 对青菜的生长有刺激作用$与对照相比$各处理地上部分的生物量都有所增加$因而从表观上并不能发现 # 污染的明显症状$体现了该土壤 # 污染的隐蔽性和危害性& 灰色石灰土添加 # 浓度不高于 6 /2)127&时青菜地上部分的生物量与对照相比有显著增加$如在加入 #浓度为 ’*6 和 6 /2) 127&时地上部分生物量分别增加了 &=<和 5)<$在加入 #浓度为 &’ /2)127&时与对照无显著差异& 5*&*5 土壤 #污染对蕹菜生物量的影响在草甸棕壤和灰色石灰土中$蕹菜在生长过程中没有观察到受害症状$ 在红壤中添加 # 浓度较低 ’!)*’ /2)127&(时$与对照相比蕹菜生长情况更好$ 而在 # 浓度较高’6*’&’*’ /2)127&(时$蕹菜植株矮小$叶片发黄$生长受到抑制’表 &($如在 # 浓度为 ’*6&*’)*’ /2)127&时蕹菜地上部分的生物量分别比对照增加了 5&0<和 =&<*而在加 # 浓度为 6*’<br/2)127&和 &’*’ /2)127&时$蕹菜地上部分的生物量显著下降$分别比对照降低了 !)<和 =!<& 随着草甸棕 0&= 第 ! 卷第 !期农业环境科学学报壤和灰色石灰土 # 浓度的增加!蕹菜地上部分的生物量有降低的趋势!但统计分析表明处理间无显著性差异从青菜和蕹菜的生长状况和生物量的比较来看!蕹菜比青菜对 #的耐受能力要强一些 $%$ 土壤 #污染对青菜和蕹菜吸收 #的影响从图 & 可以看出! 随着土壤中 # 浓度的增加! 青菜地上部分的 # 含量有明显的提高!在 ! 种土壤中均表现出相同的趋势已有研究结果表明’&!#&()!植物吸收重金属的量与土壤中重金属的污染程度有很大关系!总体表现为污染程度越高!植物吸收量越多在相同的处理浓度下!青菜地上部分的 # 含量在 ! 种土壤中的顺序为$ 灰色石灰土#草甸棕壤#红壤%图 $&!这与土壤的基本理化性质有关在相同的处理浓度下!红壤中的青菜地上部分的 # 含量显著高于草甸棕壤和灰色石灰土! 如在添加 # 浓度为 ! *+’,+-&时!草甸棕壤和灰色石灰土青菜地上部分 # 含量分别为 .%/$ 和 .%$0 *+’,+-&! 而红壤则为 1%2. *+’,+-&!这是因为草甸棕壤和灰色石灰土的 34 值明显高于红壤!34的升高会引起土壤吸附 #能力的增强!吸附量增加’&1)!#的生物有效性降低相同条件下!青菜在不同生长期对 # 的积累量不同%图 $&随着土壤 #浓度的增加!青菜在不同生长期地上部分的 #含量均增加在灰色石灰土的所有处理中! 青菜在 !. # 时地上部分的 # 含量最高! &$( #时含量最低随着生长期的延长!青菜地上部分的 # 含量有逐渐降低的趋势!这可能是与青菜后期生长加快而产生了稀释效应有关在草甸棕壤除对照和土壤添加 # 浓度为 &%. *+’,+-&外的其余处理中! 青菜地上部分的 #含量也是在 !. # 时最高在红壤中!当加入 # 浓度不高于 ! *+’,+-&时!地上部分的 # 含量 (0 # 时最高! 然后随生长期延长而下降!这可能是因为红壤 34较低!青菜在播种 (0 # 时依然生长缓慢!而随后生长速度加快的缘故 4%5678 等的研究结果表明!在 # 污染土壤中生长的 !#$ %&’ (’)*

$+,(#)*$ 的 # 含量随着生长期的延长而下降 ’&()!说明
植物的生长期对植物积累 #有重要的影响
蕹菜的 # 含量与青菜表现出的趋势基本相同
%图 !&! 随着 # 添加浓度的增加! 蕹菜地上部分的
#含量也有所增加(同时亦明显受土壤性质的影响

$%! 土壤 #表观临界含量的计算研究表明! 随着土壤中添加 #量的增加!9:;< 提取的 # 量也随着增加! 土壤添加 # 与 9:;< 提取 # 量有较好的相关性%草甸棕壤 =.%222!红壤 = .%22>!灰色石灰土 =.%220? (=&0& 青菜地上部分的 #含量与土壤总 #和可提取态 #的相关方程如表$ 所示由此以国家食品卫生标准 %蔬菜 # 含量!
.%.1 *+’,+-&!鲜重&为依据#以青菜为指示作物!计算
出的土壤 #的表观临界含量%表

$&分别为$
图 & 土壤中 # 对青菜地上部分%鲜重@吸收 # 的影响
AB+CD6 & # EF8E68GDHGBF8 FI J7FFGJKAL@ FI -’

$%&’ &.%(/($%$ HJ HII6E6# MN H##BGBF8 FI # B8 JFBOJ 图 $ 土壤中 # 对青菜不同生长期地上部分%鲜重&吸收 # 的影响 AB+CD6 $ PII6EGJ FI # B8 JFBOJ F8 # EF8E68GDHGBF8 FI J7FFGJ FI -#$ %&# &.%(/(

$%$ %AL&B8 #BII6D68G +DFQG7 JGH+6
(&2
!#年 ! 月孙兆海等!土壤 # 污染对青菜和蕹菜生长及 # 含量的影响
以总 #计算!草甸棕壤

$%&& ’()(*+#红壤$ %

$!! ’()(*+$ 灰色石灰土

$%,$ ’(%)(*+& 以提取态 # 计
算!草甸棕壤

$%+& ’(%)(*+$ 红壤

$%$ +- ’(%)(*+

$灰色石灰土$ %&& ’(%)(*+’
& 小结
(+)随着 # 污染程度的增加

$在红壤中青菜地上部分的生物量显著降低$ 在加入 # 浓度为

$%.* +%$ *&%

$*.%$ ’(%)(*+时

$青菜地上部分的生物量分别比对照降低了 +&/*+./*-./和 0+/&蕹菜地上部分的生物量在加入低浓度 #(!&%$ ’(%)(*+)时增加

$在 # 浓度为 .%$ 和 +

$%$ ’(%)(*+时显著下降

$分别比对照降低了 !&/和 1!/’ 蕹菜地上部分的生物量随草甸棕壤和灰色石灰土 #含量的增加差异不显著’ (-)青菜和蕹菜地上部分的 # 含量随着土壤 # 浓度的增加而增加’ 在土壤添加 #相同浓度的条件下$ 青菜和蕹菜地上部分的 # 含量在 & 种土壤中的
顺序为!灰色石灰土

$草甸棕壤$ 红壤’
(&)在试验条件下

$以国家食品卫生标准为依据* 以青菜为指示植物所计算出的土壤 # 的表观临界含量分别为!以总 #计算!草甸棕壤为$ %&& ’(%)(*+

$红壤为$ %

$!! ’(%)(*+$ 灰色石灰土为

$%,$ ’(%)(*+&以
2345 提取态 # 计算! 草甸棕壤为

$%+& ’(%)(*+$ 红
壤为

$%$ +- ’(%)(*+

$灰色石灰土为$ %&& ’(%)(*+’
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图 & 土壤中 # 对蕹菜地上部分(鲜重)吸收 # 的影响
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土壤Cd污染对青菜和蕹菜生长及Cd含量的影响

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