全 文 ：　[ 收稿日期] 　2011-02-01;2011-03-27修回
　[ 基金项目] 　贵州省中药现代化项目“有机肥与含硒添加剂复合技术降低贵州部分大宗中药材中重金属含量应用研究”[ 黔科合中药字
(2010)5037]
　[ 作者简介] 　杨　春(1963-),女 ,副教授 ,从事无机化学课程的教学和微量元素分析方面的研究。 E-mai l:yangchun aaaa@163.com
　＊通信作者:张崇玉(1960-),男 ,教授 ,从事农业环境治理工作。E-mail:zh cY600116@sina.com
[文章编号] 1001-3601(2011)05-0293-0065-04
施用有机肥对中草药吉祥草吸收镍的影响
杨 春1 , 张崇玉2＊
(1.贵阳中医学院 药学系 , 贵州 贵阳 550001;2.贵州大学 , 贵州 贵阳 550025)
　　[摘　要] 为吉祥草的优质化栽培提供科学依据 ,采用盆栽试验方法 ,以中药材吉祥草为试材 ,通过添加
不同浓度外源镍和施加不同浓度梯度有机肥 ,用原子吸收分光光度计测定吉祥草苗期土壤及收获时吉祥草根 、茎的镍含量 ,研究有机肥抑制吉祥草对镍吸收的影响 。结果表明 ,在同一镍水平下 ,随着有机肥施用量的
增加 ,土壤中有效态镍含量及吉祥草根 、茎叶中镍含量逐渐减小 ,有机肥施用量与土壤有效态镍含量之间呈
显著负相关关系 ,土壤有效态镍与吉祥草根部 、茎叶部镍含量呈显著或极显著正相关关系 ,在低镍高有机肥水平时 ,有机肥明显降低了土壤有效态镍和抑制吉祥草对镍的吸收 。[关键词] 有机肥;吉祥草;全镍;有效态镍[中图分类号] S143.6;R284.1 [文献标识码] A
Effects of Organic Fertilizer Application on Ni Uptake by
Chinese Medicinal Herb Reineckea carnea
YANG Chun
1 , ZHANG Chong-yu2＊
(1.Pharmic Department , Guiyang College of Traditional Chinese Medicine , Gui yang , Guizhou 550001;
2.Guizhou University , Guiyang , Guizhou 550025 , China)
　　Abstract:To provide scienti fic basis for cultiv ation of high quality Reineckea carnea , the inhibition
effects of o rg anic fert ilizer application on Ni uptake by Reineckea carnea we re studied through po t
experiments w ith dif ferent concentration of addit ive nickel and concentration gradient of o rg anic fe rtilizer ,
total Ni content in soil and roo t and stem o f Reineckea carnea in seedling stage and harvest time w ere
de termined w ith atomic absorption spect ropho tometer respect ively .The results show ed that at the same
Ni level , bo th available Ni content in soil and total Ni content in ro ot , stem and leaf of Reineckea carnea
g radual ly decrease w ith the increase of o rganic fe rtilizer applicat ion , the re w ere significant negative
correlation between o rganic fer tilizer application and available Ni content in soi l , and signif icant po sitive
correlation between available Ni content in soil and to tal Ni content in roo t , stem and leaf of Reineckea
carnea.At low Ni and high o rganic fertilizer application level , application of org anic fer tilizer can
signif icantly decrease available Ni content in soil , and repress Ni uptake by Reineckea carnea.
Key words:organic ferti li zer;Reineckea carnea;total Ni;ef fective Ni
　　镍金属废水主要来自电镀厂镀件洗涤水 ,矿山
坑道排水 ,有色金属冶炼厂除尘排水 ,有色金属加工
厂酸洗废水及电解 、农药 、医药 、染料等各种生产加
工场所排放的污水。镍金属废水进入土壤 ,再经过迁
移 、吸附 ,通过植物根系吸收而使植物受到镍污染 ,被
镍污染的植物通过食物链而使人体受到毒害 ,可使人
体多种重要器官产生各种毒效应[ 1] 。所以 ,降低植物
镍金属含量必须治理土壤镍金属污染。施用有机肥
可提高土壤肥力 ,增加土壤有机质的积累 ,降低重金
属的生物有效性 ,起到解毒重金属的作用[ 2] 。
吉祥草〔Reineckea carnea (Andr.)Kunth〕,又
名观音草 ,具有滋阴润肺 、凉血止血功能 ,用于肺燥
咳喘 ,阴虚咳嗽 ,咳血 ,遗精 ,跌打损伤[ 3] 。贵州 、湖
南 、云南 、广西 、四川等苗族人口主要聚居区广泛使
用吉祥草[ 4] ,在苗药产业化发展中吉祥草也扮演了
重要的角色 ,贵州安顺百灵制药的咳速停糖浆 、咳速
停胶囊 ,遵义万才药业有限公司生产的“复方吉祥草
含片”和贵州和仁堂制药有限公司生产的“咳清胶
囊”都是以吉祥草为主药的苗药品种 ,享誉全国 ,年
产值过亿元 ,是贵州苗药有代表性的产品[ 5] ,所以 ,
提高吉祥草的品质 ,降低其重金属含量对贵州药业
的发展意义重大 。张琴等[ 2] 、刘文拔等[ 6] 在施加有
机肥降低小麦汞含量方面做了很多工作 ,取得了显
著成效。目前 ,施加有机肥对中药材镍含量的影响
方面还未见报道 。为此 ,笔者以吉祥草为研究对象 ,
探索施用有机肥对吉祥草吸收重金属镍的影响 ,以
期为吉祥草的优质化栽培提供科学依据 。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 吉祥草 采自龙里县城关镇 ,经贵州同济
堂制药有限公司农艺师杨相波鉴定 。
　贵州农业科学　2011 , 39(5):65～ 68　Guizhou Ag ricultural Sciences
1.1.2 土壤 采自贵州大学南区松林坡 ,取样深
度 0 ～ 20 cm ,pH 7.03±0.22 ,有机质含量(9.148±
0.146)g/kg ,全氮(0.295±0.024)%,全磷(0.528±
0.016)%,全钾(0.629±0.007)%,镍本底含量为
(18.711±0.733)mg/kg ,有效态镍(7.946±0.327)
mg/kg 。
1.1.3 肥料 为商品有机肥 ,有机质含量 50%,镍
含量为 2.53mg/kg 。
表 1 吉祥草施有机肥和外源镍的试验设计
Table 1　The test design o f org anic fertilizer application and
addition of N i
序号
No.
处理
T reatment
有机肥/(kg/盆)
Organic fer tilizer
N i/(mg/ kg)
Nickel content
1 F1Ni1 0.15 20
2 F1Ni2 0.15 40
3 F1Ni3 0.15 100
4 F1Ni4 0.15 200
5 F2Ni1 0.30 20
6 F2Ni2 0.30 40
7 F2Ni3 0.30 100
8 F2Ni4 0.30 200
9 F3Ni1 0.50 20
10 F3Ni2 0.50 40
11 F3Ni3 0.50 100
12 F3Ni4 0.50 200
13 F4Ni1 0.80 20
14 F4Ni2 0.80 40
15 F4Ni3 0.80 100
16 F4Ni4 0.80 200
17 F1Ni0 0.15 0
18 F2Ni0 0.30 0
19 F3Ni0 0.50 0
20 F4Ni0 0.80 0
21 F0Ni1 0.00 20
22 F0Ni2 0.00 40
23 F0Ni3 0.00 100
24 F0Ni4 0.00 200
1.2 试验设计
如表 1所示 ,采用两因素随机设计方案 ,有机肥
4个水平(F1 ～ 4),镍 4 个水平(Ni1 ～ 4),另设 4 个
空白对照处理 、4个只加重金属不施有机肥处理 、4
个只施有机肥不加重金属处理 ,以对比有机肥各水
平的有效性 ,共计 24个处理 ,重复 3次 。试验采用
盆栽方式 ,土重 7.5kg/盆。2009年 8月 20日每盆
种 1株吉祥草 , 2010年 8月 25日收获 ,植物样分地
上部分和地下部分采集。
1.3 试验方法
1.3.1 土壤中全镍含量的测定 取 100目风干土
样 2.000g 置于三角瓶中 ,加入少许水润湿 ,然后加
入 10mL 王水轻轻摇匀 ,放在 140 ～ 160℃电炉上消
煮 ,待棕色氮氧化物基本赶完后 ,冷却 ,加 5 ～ 10mL
高氯酸继续加热直至呈灰白色糊状 ,转至 25mL 容
量瓶中用原子吸收分光光度计测定 。
1.3.2 土壤中有效态镍含量的测定 称取风干土
样 2.000g 放入振荡瓶中 , 加入 0.1mol/L 盐酸
50mL 振荡 1.5 h ,过滤 ,后置于 50mL 容量瓶中 ,定
容 ,用原子吸收分光光度计测定。
1.3.3 植株中镍含量的测定 方法与土样中全镍
含量的测定方法相同 。
2 结果与分析
2.1 不同处理土壤和吉祥草吸收镍的含量
从表 2看出 ,无论土壤施用有机肥与否 ,施入外
源镍后 ,土壤中全镍和有效态镍含量均随镍施入量的
增加而增加;由于土壤中有效态镍的增加 ,导致了吉
祥草根部和茎叶中镍含量的增加。说明 ,植物可以非
选择性吸附土壤中重金属[ 8] 。与未施用有机肥处理
比较 ,施用有机肥几乎没有改变土壤中的全镍含量。
表 2 施用外源镍和有机肥后吉祥草苗期土壤及吉祥草根 、茎中镍的含量
Table 2　Nickel content in soil , ro ot and stem of Reineckea carnea after application of nickel and org anic fertilizer
mg/ kg
项目
Item
处理
T rea tment
F0 F1 F2 F3 F4
土壤全镍含量 Ni0 18.711 18.405 18.093 17.816 17.161
Ni1 38.147 38.454 38.008 37.812 37.183
Ni2 58.705 58.452 58.073 57.033 57.014
Ni3 118.746 118.674 118.047 117.912 117.675
Ni4 218.747 218.482 218.082 217.932 217.575
土壤有效态镍含量 Ni0 7.946 7.291 6.382 4.206 4.147
Ni1 18.766 16.714 15.068 10.268 8.107
Ni2 30.904 28.485 24.843 18.480 18.270
Ni3 61.242 56.321 53.351 49.553 49.450
Ni4 118.475 116.825 111.640 100.624 100.753
吉祥草根中镍含量 Ni0 3.386 3.431 2.578 1.915 1.901
Ni1 9.741 6.147 5.031 3.050 3.049
Ni2 12.471 11.470 9.614 4.477 4.380
Ni3 25.002 23.341 22.841 20.516 20.447
Ni4 45.471 44.310 43.168 40.016 40.184
吉祥草茎叶中镍含量 Ni0 2.679 1.512 1.218 1.013 1.011
Ni1 8.041 5.223 4.951 2.291 2.173
Ni2 10.169 10.103 7.291 3.494 3.378
Ni3 23.158 22.545 21.409 18.436 18.356
Ni4 44.472 43.406 41.396 38.827 39.347
·66· 　　　　　　　　　　 　　　　　　贵 州 农 业 科 学 2011 , 39 卷
2.2 不同处理土壤有效态镍和吉祥草的吸镍量
从表 2看出 ,施用有机肥明显降低了土壤中有
效态镍的含量 。在 F1 ～ 4施肥水平下 ,有效态镍含
量均随着有机肥施用量的增加而下降 ,按平均值计
算 ,施用有机肥比未施有机肥土壤有效态镍分别下
降 7.3%、15.5%、33.3%和 35.9%;在 F3和 F4施
肥水平 ,土壤有效态镍含量趋于平稳。不同镍水平
下施用有机肥对降低土壤有效态镍的效果不同。以
施用有机肥 F3水平为例 ,在自然土壤条件下(Ni0水
平),施用有机肥后降低土壤有效态镍 47.07%;在
Ni1水平 ,降低 45.28%;在 Ni2 水平 ,降低 40.20%;
在 Ni3水平 ,降低 19.11%;在 Ni4水平 ,仅降低土壤
有效态镍 15.07%。相关分析(图 1)表明 ,无论外源
镍施入多少 ,有机肥施用量与土壤有效态镍含量之间
存在极显著负相关关系 ,从 Ni0 ～ 4水平 ,相关系数分
别为 r=0.943 ,0.983 , 0.944 ,0.916 , 0.932。说明 ,施
用有机肥后明显抑制了土壤中的有效态镍。
　　施用有机肥降低了土壤中有效态镍的含量 ,进
而降低了吉祥草对土壤中镍的吸收 。其降低的程度
既与有机肥施用量有关 ,又与施入土壤中镍含量有
关 ,同时也与吉祥草的器官有关。从表 2可看出 ,在
任意镍水平 ,无论是吉祥草的根部还是茎叶 ,其镍含
量均随有机肥施用量的增加而逐渐减少 。以施用有
机肥 F3水平为例 ,与未施用有机肥比较 ,在自然土
壤(Ni0水平)降低吉祥草茎叶镍62.19%,在高施入
水平(Ni4)降低吉祥草茎叶镍 12.69%。吉祥草茎
叶中镍含量低于根部 。
2.3 土壤有效态镍与吉祥草中镍的关系
土壤有效态镍与吉祥草吸收镍的相关分析结果
(图 2)表明 ,在所有 Ni水平(Ni0 ～ 4)中 ,土壤有效
态镍与吉祥草根部镍含量之间呈极显著正相关 ,相
·67·　第 5 期 杨　春 等　施用有机肥对中草药吉祥草吸收镍的影响
关系数分别为 r =0.973 , 0.911 , 0.993 , 0.981 ,
0.995。经过各水平下土壤有效态镍与吉祥草茎叶
镍含量的相关分析 ,土壤有效态镍与吉祥草茎叶含
量呈显著或极显著正相关关系 ,相关系数分别 r=
0815 ,0.954 , 0.993 ,0.941 , 0.983。
3 小结与讨论
试验结果表明 ,施入有机肥后土壤中有效态镍
含量降低 ,其原因在于有机肥中的腐殖质为两性胶
体 ,通常情况下带负电荷 ,同时腐殖物质具有凝聚变
性的特点 ,当土壤中 Ni2+离子遇到腐殖物质时 ,发
生电性中和而相互凝聚 ,形成胶体 ,与土粒形成粒状
团粒结构 ,一旦形成团粒结构 ,就使得土壤溶液中的
Ni
2+降低 , 因而导致土壤有效态镍含量降低[ 9] 。
Ni2+离子与腐殖物质发生凝聚作用受 Ni2+离子浓
度的影响 ,当 Ni2+离子含量低时 ,土壤中的腐殖物
质越多 ,与 Ni2+离子发生凝聚作用的机会越多 ,当
土壤中 Ni2+离子过多时 ,腐殖物质只能与部分 Ni2+
离子发生凝聚作用而使得土壤中有效态镍含量较
高 。试验结果还表明 ,有机质对土壤中全镍含量无
影响 ,但明显降低了土壤中有效态镍的含量 ,有机肥
施用量与土壤有效态镍含量之间呈显著负相关关
系 ,有机肥对土壤有效态镍降低的程度既决定施入
土壤镍的多少 ,也决定施用有机肥的多少 ,土壤镍含
量低时 ,有机肥的抑制效果好 ,土壤镍含量高时抑制
效果差 。
对于绿色植物而言 ,从土壤直接吸收和利用的
是土壤中有效态成分 ,土壤有效态镍的降低 ,必然导
致植物吸收镍的量降低 ,导致积累在植物体的镍含
量降低 。试验结果表明 ,施用有机肥能抑制吉祥草
吸收土壤中的有效态镍 ,进而抑制吉祥草对土壤中
镍的吸收;在任何施入镍水平 ,施用有机肥越多 ,吉
祥草的根部和茎叶部镍含量越低。吉祥草吸收有效
态镍的量地上部分低于地下部分。土壤有效态镍含
量与吉祥草根部和茎叶部镍含量呈显著或极显著正
相关关系 。因此 ,要降低吉祥草镍的污染指数 ,在栽
培时必须降低土壤有效态镍含量 ,而降低土壤有效
态镍的方法之一是向土壤施入有机肥。
[ 参 考 文 献]
[ 1 ] S EET R C , JOH AN A , TEO C E , et a.l Inhalational
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[ M] .贵阳:贵州科技出版社 , 2003:151.
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(责任编辑:冯　卫)
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