全 文 ：简　报 　文章编号:0253-2468(2001)-02-0254-03　　　中图分类号:X173 , Q948　　　文献标识码:A
小头蓼(P.Microcephalum)对矿区铜的吸收积累研究
方益华 ,唐世荣　(浙江大学核农所,杭州　310029)
摘要:调查并分析云南省铜矿区的植物区系及土壤理化特性 ,发现小头蓼(P.Microcephalum)在云南省高海拔铜矿区生长旺
盛 ,是该地区的优势植物种 ,小头蓼生长的土壤基质富含铜 ,其它养分条件适中 ,研究表明小头蓼具有较强的富集铜的能力;
随土壤中铜含量的增加 ,植物根系铜含量也相应增加 ,但叶部铜含量变化与土壤铜含量之间无相关性 ,研究认为该植物具有
对铜污染土壤的植物固定潜能.此外 ,还指出最适于小头蓼富集铜的土壤条件为土壤有机质 1%—1.5%,土壤 pH 为中性.
关键词:小头蓼;积累;铜
Copper accumlation by polygonum microcephalum D.Don from copper
mining spoils in Yunnan Province
FANG Yihua ,TANG Shirong　(Ins.of Nuclear-Agricultural Sciences , Zhejiang Universi ty , Hangzhou 310029)
Abstract:It was found that P.m icrocepha lum grow s extensively on copper mining spoils in Yunnan Province as a representative of
typical high-elevation copper flow ers.Plants and their associated soil samples collected from several copper mines in the Province were
analyzed.The results showed that P.m icrocepha lum can grow well on mining spoils rich in copper but w ith medium nutrient supply.
Copper concentration in the roots tended to increase w ith copper increase in the substrates, however , the relation betw een copper in the
leaves and soil copper is not clear.It is suggested that P.microcephalum may possess the potential for phytostabilizat ion of metal-con-
taminated soils and for biogeochemical prospecting.
Keywords:P.m icrocephalum;accumulation;copper
收稿日期:2000-03-06;修订日期:2000-07-18
基金项目:国家自然科学基金(No.39600085);973国家重点攻关项目资助
作者简介:方益华(1972—),女 ,讲师(博士)
研究生长在铜矿区的自然植物种群 ,已引起有关学者的关注[ 1] .国外学者对植被与铜矿两者之间的关系
的研究已有不少[ 2] , 如非洲南部和中部 ,已发现许多植物能够忍受重金属毒害.
已有文献报道“铜花”植物主要分布在 Lamiaceae , Caryophyllaceae , Poaceae , Po rtulaceae , Fabaceae , Anacar-
diaceae和 Verbenaceae等几个科中 ,在我国 , 发现除了 Commelinaceae和 Lamiaceae外 , 蓼科(Polygonaceae)植物
也能在铜污染土壤上生存 ,并能富集大量的铜 , 唐世荣首次报道蓼科植物 R .acetosa 生长在我国长江中下游
地区的河道两岸 ,能积累大量的铜 , 这一植物是低海拔地区的典型代表种[ 3] , 而本文研究了高海拔地区铜矿
区的蓼科植物:小头蓼 , 也属于蓼科 ,不同海拔地区植被类型的不同是由于不同海平面及地理区带所致.
本文报道了生长在云南省高海拔铜矿区的优势植物种小头蓼及其生长的土壤理化特性 , 生境条件 ,铜积
累能力 ,土壤铜含量以及相应的土壤理化特性.
1　气候条件以及小头蓼的分布
研究地点位于云南省中部 ,属于中亚典型的平原气候类型 ,海拔在 1300 m 以上 , 一年分两季 , 干季和雨
季 ,雨季从四月中旬至九月上旬 , 该地区年平均降雨量为 915 mm ,最大为 1444 mm , 最小降雨量为 622 mm ,年
第 21卷第 2期
2001 年 3 月
环　境　科　学　学　报
ACTA SCIENT IAE CIRCUMSTANTIAE
Vol.21 , No.2
Mar., 2001
DOI :10.13671/j.hjkxxb.2001.02.027
平均温度为 16℃, 260 d 无霜冻.小头蓼是多年生草本植物 , 株高可达 1 m , 5 月底至 7 月为开花期 , 茎直立.该
种植物生长在高海拔(>1700 m)铜矿区 ,在水分充足 、有机质含量高的地区生长更旺盛.
2　材料与方法
1999 年 7月 14—28日 , 采集云南省高海拔铜矿区生长的小头蓼及其生长的土壤基质(0—20 cm).新鲜植
物被洗净 ,分根 、茎 、叶 , 在烘箱中 80℃杀青 ,烘干测定干重 ,称 0.2 g样品 , 加入 10 m L浓度为 2 mo l/ L的硝酸
溶解消化 ,消化液定容过滤后用原子吸收法测定 ,同时测定空白对照.
土壤样品采自植物根系 0—20 cm 土壤层 ,土壤风干 、过筛 、供测定用.土壤总铜测定方法参见文献[ 4] .
NH4-EDTA提取铜的方法:取 1.0 g(10 m L 0.05 mol/ L)NH4-EDTA(pH=7.0)振荡 0.5 h , 过滤 , AAS 测定
铜.土壤有机碳含量采用修改的 Mebius方法[ 5] , 土壤有效 N 、P、K 分别采用扩散皿法 、0.5 mol/ L NaHCO 3 浸
提法和 NH4-OAC 浸提法.pH 值在土壤∶水比为 1∶2.5 下测定.
3　结果与分析
3.1　小头蓼根茎叶中铜含量与根区土壤铜含量相关性分析
表 1 结果显示了植株根茎叶铜含量及其根区土壤铜含量.表明植物能吸收积累相当一部分铜 , 小头蓼根
部铜含量大于叶片中的铜浓度 ,茎部铜含量最小 ,表明小头蓼根系能吸收富集大量的铜 , 其维管系统具有较强
的铜运输能力.
表 1　植物铜含量及根区土壤理化特性
Table 1　Average analytical result s of the plants and associated soils f rom the root zone
土壤理化特性(n=14) 小头蓼 Cu含量(n=14)
有机碳(%) 1.91±0.48 植株根部 Cu含量 , mg/ kg 491±782
速效 N , mg/ kg 20.3±8.2 植株茎部 Cu含量 , mg/ kg 110±72
速效 P , mg/ kg 18.9±7.0 植株叶部 Cu含量 , mg/ kg 133±94
速效 K , mg/ kg 43±14 植株干物重 , g/株 15.3±5.9
pH(水浸提) 7.06±0.54
土壤总 Cu(HNO3 浸提), mg/ kg 1494±1603
土壤速效 Cu , mg/ kg 363±350
图 1　植物根部及叶部铜含量与土壤速效铜含量之间的关系
Fig.1　Copper concent ration in root and leaves as a function of content ration measured in the subst rates
　　表 1 中小头蓼生长的土壤浸提 Cu 含量为 1494±1603 mg/ kg , 这表明小头蓼生长的土壤已被铜污染 , 本
文调查的这种植物生长旺盛 ,没有受害迹象.在土壤铜含量一致的情况下 , 小头蓼各器官铜含量之间的差异显
著 ,根系铜含量与土壤铜含量之间的关系一致(图 1A), 根系铜含量随着土壤铜含量的增加而增加 , 但叶片铜
含量并不随土壤铜含量的增加而增加(图 1B).叶/ 根比值随土壤铜含量增加呈下降趋势 , Baker 认为叶/根比
值是描绘重金属污染土壤上生长植物吸收和运输重金属的重要指标[ 7] , 表明小头蓼根系可富集较多的铜(图
2).
2552 期 方益华等:小头蓼(P.Microcephalum)对矿区铜的吸收积累研究
图 2　植物叶/根比与土壤速效铜之间的
相关分析
Fig.2　Leaf/ root ration against HNO 3
ext racted in the substrate
3.2　植物根系铜含量与土壤有机质及 pH 之间的关系
图 3结果表明 ,土壤有机质含量与 2 mol/ L HNO3 浸提铜之
间呈反比关系 ,这说明土壤有机质含量越高 , 则该土壤中植物可
吸收利用的铜含量就越低 ,即土壤中铜的生物有效性低 , 因此 , 小
头蓼吸收利用矿区铜的能力与土壤有机质含量密切相关.图 4、
图 5表明 ,当土壤有机质在 1%—1.5%范围内时 , 小头蓼根部铜
含量达最高水平 ,当土壤 pH 在中性 7 左右时 , 小头蓼根部铜含量
也达最高水平 , 这说明 , 有机质 1%—1.5%, pH 中性是最适于小
头蓼吸收铜的土壤条件 ,当在实际应用中选择小头蓼作为铜高积
累植物去除土壤中的铜时 , 应使土壤条件在此范围内 , 以此增强
小头蓼对土壤铜的吸收富集能力.
图 3　土壤有机碳与土壤速效铜之间的
相关分析
Fig.3　Relationship betw een contents of organic
copper carbon and HNO 3 ext racted cop-
per in the subst rates
图 4　土壤有机质与植物根
中 Cu含量相关性分析
Fig.4　Relationship betw een
Cu conc.in root and
orgnic carbon in the
subst rate
图 5　土壤 pH 与植物根中 Cu
含量的相关性分析
Fig.5　Relat ionship betw een Cu
conc.in root and soil pH
in the subst rate
感谢中科院云南植物所吴征缢教授 ,彭华博士 ,以及浙江大学生物系方云亿教授对所采集植物品种的鉴定.
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