全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１５０２３ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
余红梅，李廷轩，张锡洲，郑子成，余海英．施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响．草业学报，２０１５，２４（８）：８５９２．
ＹｕＨ Ｍ，ＬｉＴＸ，ＺｈａｎｇＸＺ，ＺｈｅｎｇＺＣ，ＹｕＨＹ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆＮｓｕｐｐｌｙｏｎＰａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａ‘ｍｉｎｉｎｇｅｃｏｔｙｐｅ’ｏｆ
犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（８）：８５９２．
施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响
余红梅，李廷轩，张锡洲，郑子成，余海英
（四川农业大学资源学院，四川 成都６１１１３０）
摘要：采用土培试验，以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象，非矿山生态型为对照，探讨了高磷（４００ｍｇＰ／ｋｇ）处理
下不同施氮量（０，７０，１４０，２１０，２８０和３５０ｍｇＮ／ｋｇ）对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响，为利用矿山生态
型粗齿冷水花提取土壤中过量的磷，防治磷的非点源污染提供理论依据。结果表明，１）矿山生态型粗齿冷水花地
上部和地下部的生物量、磷积累量均在１４０ｍｇ／ｋｇ施氮量下达最大值；其中，矿山生态型地上部磷积累量为２２３．７３
ｍｇ／株，非矿山生态型为１５９．７９ｍｇ／株。不同施氮量处理下，矿山生态型地上部生物量和磷积累量显著高于非矿
山生态型。粗齿冷水花磷富集系数随施氮量增加逐渐升高，迁移率均高于５０％，达到７１％～８８％。２）随施氮量增
加，矿山生态型根系酸性磷酸酶活性逐渐升高，而植酸酶活性先升高后降低，在１４０ｍｇ／ｋｇ达最大值。各施氮量下
的矿山生态型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均显著高于非矿山生态型，分别为非矿山生态型的１．２２～１．６７倍和
１．０２～１．０７倍。在７０～２１０ｍｇ／ｋｇ范围施氮有助于促进矿山生态型粗齿冷水花生长，增加植株对磷的积累，提高
其富磷潜力。本研究条件下，１４０ｍｇ／ｋｇ为最佳施氮量。
关键词：施氮量；磷富集；粗齿冷水花；生态型；植物修复
犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲狏犲犾狊狅犳犖狊狌狆狆犾狔狅狀犘犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狅狀犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犪‘犿犻狀犻狀犵
犲犮狅狋狔狆犲’狅犳犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
ＹＵＨｏｎｇＭｅｉ，ＬＩＴｉｎｇＸｕａｎ，ＺＨＡＮＧＸｉＺｈｏｕ，ＺＨＥＮＧＺｉＣｈｅｎｇ，ＹＵＨａｉＹｉｎｇ
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲狊，犛犻犮犺狌犪狀犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犲狀犵犱狌６１１１３０，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＱｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆＰｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｒｅｓｕｐｐｌｉｅｄｉｎａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｏｉｌａ
ｖａｉｌａｂｌｅＰｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ，ｂｕｔｕｌｔｉｍａｔｅｌｙｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎＰｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎ
ｔｈｅｓｏｉｌ．ＰｈｙｔｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｉｓａｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇｔｈｅｅｘｃｅｓｓＰａｆｔｅｒｓｏｉｌｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｅｎｒｉｃｈｅｄ．Ｉｎ
ｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｅｘｃｅｓｓＰｆｒｏｍｓｏｉｌｔｏａｓｓｉｓｔｗｉｔｈｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｎｏｎ
ｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｐｏｌｕｔｉｏｎ，ｉｔｗａｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅＰａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａ‘ｍｉｎｉｎｇｅｃｏｔｙｐｅ’
（ＭＥ）ｏｆ犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪．ＴｈｉｓｍａｔｅｒｉａｌｈａｄｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｂｅｅｎｓｃｒｅｅｎｅｄａｓｓｈｏｗｉｎｇｐｒｏｍｉｓｅｆｏｒＰｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｆｒｏｍｅｎｒｉｃｈｅｄｓｏｉｌ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ）ｓｕｐｐｌｙ（０，７０，１４０，２１０，２８０，３５０ｍｇＮ／
ｋｇ）ｏｎｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈａｎｄＰａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅＭＥｏｆ犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｉｔｈａｎｏｎ
ｍｉｎｉｎｇｅｃｏｔｙｐｅ（ＮＭＥ）ａｓｃｏｎｔｒａｓｔ．ＡｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｈａｄｔｈｅｓａｍｅＰｓｕｐｐｌｙ（４００ｍｇＰ／ｋｇｓｏｉｌ）．Ｐｏｔｅｘｐｅｒｉ
ｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎａｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅａｔＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｉｃｈｕａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａｉｎ２０１３．
Ｋｅｙｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅ：１）Ｆｏｒｂｏｔｈｓｈｏｏｔａｎｄｒｏｏｔｂｉｏｍａｓｓ，Ｐａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ
第２４卷 第８期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．８
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年８月
Ａｕｇ，２０１５
收稿日期：２０１５０１１６；改回日期：２０１５０３３０
基金项目：国家自然科学基金项目（３１４０１３７７），四川省教育厅重点项目（１４ＺＡ０００２），四川省科技支撑项目（２０１３ＮＺ００４４）和四川省科技支撑计划
（２０１３ＮＺ００２９）资助。
作者简介：余红梅（１９８９），女，贵州遵义人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：１８２００３５３３５０＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｌｉｔｉｎｘ＠２６３．ｎｅｔ
ｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄＮｓｕｐｐｌｙｕｐｔｏ１４０ｍｇ／ｋｇ，ａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈａｄｄｉｔｉｏｎａｌＮｓｕｐｐｌｙ．ＳｈｏｏｔＰａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ｏｆｔｈｅＭＥｗａｓｍａｘｉｍｉｚｅｄａｔ１４０ｍｇ／ｋｇＮｓｕｐｐｌｙ，ａｎｄＭＥｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｇｒｅａｔｅｒｓｈｏｏｔＰａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ（２２３．７３
ｍｇ／ｐｌａｎｔ）ｔｈａｎｔｈｅＮＭＥ（１５９．７９ｍｇ／ｐｌａｎｔ）ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｅｓｏｆＮｓｕｐｐｌｙ．Ｔｈｅｂｉｏａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉ
ｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅＭＥｗａｓｍｏｒｅｔｈａｎ１，ｗｈｉｌｅｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓｍｏｒｅｔｈａｎ５０％，ａｎｄａｓｈｉｇｈａｓ７１％－８８％．２）
Ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆａｃｉｄｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅａｎｄｐｈｙｔａｓｅｉｎ犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪ｐｅａｋｅｄａｔＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓｏｆ３５０ｍｇ／ｋｇ
ａｎｄ１４０ｍｇ／ｋｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｅｔｗｏｅｎｚｙｍｅｓｉｎｔｈｅＭＥｗｅｒｅｍａｒｋｅｄｌｙｈｉｇｈｅｒ（犘＜
０．０５）ｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅＮＭＥ，ｂｅｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｆａｃｔｏｒｏｆ１．２２－１．６７，ａｎｄ１．０２－１．０７，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎ
ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｔｈｅ犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪ＭＥｓｈｏｗｅｄｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌＰａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｕｎｄｅｒＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓｏｆ７０－
２１０ｍｇ／ｋｇ．Ｔｈｕｓ，犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪ｉｓａｇｏｏｄｃａｎｄｉｄａｔｅｓｐｅｃｉｅｓｆｏｒＰｐｈｙｔｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｔｈｅｂｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｂ
ｔａｉｎｅｄｗｈｅｎＮｗａｓａｄｄｅｄａｔ１４０ｍｇ／ｋｇｓｏｉｌ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ）ｓｕｐｐｌｙ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ；犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪；ｅｃｏｔｙｐｅ；ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ
在农业生产中，过量施用含磷肥料以及畜禽粪便任意排放等易造成土壤磷过剩，加剧水体富营养化等环境问
题［１５］。因此，寻找合适的方法减少土壤环境中过量磷已受到广泛关注。植物提取能通过植物收获等方式带走
磷，是一种较为有效的治理措施［６８］。相关研究指出，Ｍａｒｓｈａｌ 和Ｇｕｌｆ黑麦草［９１０］、Ｄｕｏｇｒａｓｓ［１１１２］、黄瓜（犆狌犮狌
犿犻狊狊犪狋犻狏狌狊）和黄南瓜（犆狌犮狌狉犫犻狋犪狆犲狆狅ｖａｒ．犿犲犾狅狆犲狆狅）［１３］等均能用于磷过剩环境修复，其地上部磷含量高达１０
ｇ／ｋｇ以上，然而这些富磷植物多数为一年生植物，且存在生物量小、磷积累量低、对环境适应力较弱等不足，导致
磷提取效果不佳。因此，提高富磷植物磷富集潜力已成为当下研究的热点。采用多次收获和暖冷季混种等方式
可在一定程度上提高牧草磷富集潜力［１４１５］，但其应用范围有限，效果不甚理想。Ｚｈｅｎｇ等［１６］研究表明，矿山生态
型水蓼（犘狅犾狔犵狅狀狌犿犺狔犱狉狅狆犻狆犲狉）对畜禽废水中氮、磷去除率随培养时间延长均升高；据Ｓｉｌｖｅｉｒａ等［１７］报道，百喜
草（犘犪狊狆犪犾狌犿狀狅狋犪狋狌犿）和象草（犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿）等多年生牧草种植在富磷土壤后植株体内氮磷含量均
较高；表明植物对氮、磷的吸收存在协同性，适宜施氮可改善植物对土壤磷的吸收积累。Ｎｅｗｍａｎ等［１４］研究表
明，适宜施氮可提高多年生暖季牧草百喜草和扁穗牛鞭草（犎犲犿犪狉狋犺狉犻犪犪犾狋犻狊狊犻犿犪）的产量和磷去除率；适宜施氮
亦可促进多年生黑麦草（犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿）和狗牙根（犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀）吸收土壤中的磷以提高植株生物量
和磷含量，从而有效降低表层土壤磷含量［１５］；表明增施氮肥有利于植物提取土壤中的磷。Ｘｉａｏ等［１８１９］调查发现，
粗齿冷水花（犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪）是一种多年生草本植物，具有地上部生物量大、磷含量高、对环境适应能力强和
易于种植等特点，克服了普通磷富集植物的不足；且矿山生态型粗齿冷水花地上部磷含量高达１６．２３ｇ／ｋｇ，非矿
山生态型仅为６．０９ｇ／ｋｇ，具有磷富集植物的优势；前期研究得出，高磷条件下，矿山生态型粗齿冷水花磷富集能
力显著高于非矿山生态型，是一种典型的磷富集植物［２０２２］。本研究在前期研究基础上，进行土培试验，探讨高磷
处理下不同施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响，明确最佳施氮量，以期为合理利用其提取土壤中
过剩的磷提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 供试材料
供试植物：矿山生态型粗齿冷水花采自四川省什邡市磷矿区（１０４°５０′Ｅ，３０°２５′Ｎ），非矿山生态型粗齿冷水
花采自四川省雅安市雨城区（１０２°５９′Ｅ，２９°５８′Ｎ）。
供试土壤：采自四川省都江堰市白沙镇的灰潮土，其基本理化性质为：ｐＨ６．５３、速效磷（Ｐ）６．８０ｍｇ／ｋｇ、碱解
氮６９．０４ｍｇ／ｋｇ、速效钾（Ｋ）２４．９０ｍｇ／ｋｇ、有机质１８．１５ｇ／ｋｇ。
供试肥料：尿素（Ｎ４６．６０％）、磷酸二氢钾（Ｐ２Ｏ５５２．１６％、Ｋ２Ｏ３４．６１％），均为分析纯。
１．２ 试验设计与处理
试验设置０，７０，１４０，２１０，２８０和３５０ｍｇＮ／ｋｇ土，共６个施氮量处理。施磷量为４００ｍｇ／ｋｇ，每处理重复５
次，共６０盆，完全随机排列。采用土培盆栽，土壤风干后，过２ｍｍ筛混匀；每盆（１４．５Ｌ）装土１５ｋｇ。磷配成溶
液一次性施入土壤，充分混匀，陈化５周后，将尿素配成溶液加入土壤，混匀待用。陈化５周后土壤速效磷（Ｐ）：
６８ 草 业 学 报 第２４卷
１８５．２５ｍｇ／ｋｇ。
两种生态型粗齿冷水花幼苗于２０１３年５月上旬采集。幼苗的扦插管理采用刘霜等［２０］的方法。待幼苗生长
３０ｄ后，将长势一致的幼苗移栽至盆中，每盆种２株。采用自然光照，每周浇水４～５次，按田间持水量的７０％确
定灌水量，并记录植株生长状况，及时除草、防治病虫害等。试验于２０１３年６月至１０月在四川农业大学教学科
研园区有防雨设施的网室中进行。
１．３ 样品采集与制备
于移栽后９周（花期）采样，采样时将整盆倒出，植株先用自来水冲洗，再用蒸馏水润洗，洗净后用吸水纸擦
干，任取一株，将其分为地上部和地下部，装袋后在１０５℃杀青３０ｍｉｎ，７５℃烘干至恒重，称重测定生物量，粉碎后
过１ｍｍ筛用于磷含量测定；另一株取根系经液氮迅速固定后，保存于－８０℃（ＴｈｅｒｍｏＦｒｅｅｚｅｒ７００，ＵＳＡ）冰箱，
用于酸性磷酸酶和植酸酶活性的测定。
１．４ 测定项目及方法
土壤基本理化性质采用常规分析方法［２３］；植株全磷测定采用 Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ２ 消煮－钒钼黄比色法［２３］；酸性
磷酸酶活性测定采用对硝基苯磷酸二钠法［２４］；植酸酶活性测定采用Ｓｔａｒｎｅｓ等［２５］的方法。
１．５ 数据处理
富集系数＝植株磷含量／陈化后土壤有效磷含量［２６］；迁移率＝地上部磷积累量／植株磷积累量×１００％［２６］；
采用Ｅｘｃｅｌ２００７、ＤＰＳ１１．０进行统计分析，ＯｒｉｇｉｎＰｒｏ８．０进行图表制作。
２ 结果与分析
２．１ 施氮量对两种生态型粗齿冷水花生物量和磷积累量的影响
从表１可知，随施氮量增加，粗齿冷水花地上部和地下部生物量均呈现先升高后降低趋势，在１４０ｍｇ／ｋｇ达
最大值。矿山生态型地上部生物量在７０，１４０和２１０ｍｇ／ｋｇ施氮量下显著高于对照，分别比对照增加６０％，８１％
和４６％；非矿山生态型地上部生物量在７０，１４０和２１０ｍｇ／ｋｇ显著高于对照，分别比对照增加２６％，６３％和
４９％；各施氮量下矿山生态型地上部生物量均高于非矿山生态型，为非矿山生态型的１．３６～３．４７倍。矿山生态
型地下部生物量仅在１４０ｍｇ／ｋｇ显著高于对照，非矿山生态型地下部生物量在７０～２８０ｍｇ／ｋｇ均高于对照；矿
山生态型地下部生物量随施氮量变化小于非矿山生态型。其中，矿山生态型地下部生物量仅在７０和１４０ｍｇ／ｋｇ
低于非矿山生态型，在其余施氮量下均高于非矿山生态型。表明１４０ｍｇ／ｋｇ施氮量能使矿山生态型粗齿冷水花
地上部生物量增幅最大。
表１ 施氮量对两种生态型粗齿冷水花生物量的影响
犜犪犫犾犲１ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犖狊狌狆狆犾狔狅狀狋犺犲犫犻狅犿犪狊狊犻狀狋犺犲狋犻狊狊狌犲狊狅犳狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪 ｇ／ｐｌａｎｔＤＷ
施氮量
Ｎｓｕｐｐｌｙ（ｍｇ／ｋｇ）
生物量Ｂｉｏｍａｓｓ
地上部Ｓｈｏｏｔ
ＭＥ ＮＭＥ
地下部 Ｒｏｏｔ
ＭＥ ＮＭＥ
０ １７．２４±０．８６ｃ １４．０５±０．７８ｄ ３．６０±０．０８ｂｃ １．９４±０．６７ｄ
７０ ２７．５１±１．３７ｂ １７．６７±０．４５ｂ ３．０９±０．４５ｃ ４．９１±０．０８ｂ
１４０ ３１．１２±０．５８ａ ２２．８９±０．４８ａ ５．１３±０．０８ａ ６．２４±０．０４ａ
２１０ ２５．２４±０．２５ｂ １５．８９±０．１８ｃ ４．４５±１．０４ａｂ ３．４８±０．７８ｃ
２８０ １６．８９±１．８２ｃ １０．３５±０．３３ｅ ３．７０±０．１７ｂｃ ３．１８±０．５３ｃ
３５０ １５．３４±０．８７ｃ ４．４２±０．２１ｆ ３．２４±０．１２ｃ １．８０±０．１３ｄ
注：ＭＥ表示矿山生态型，ＮＭＥ表示非矿山生态型；同列不同字母表示不同施氮量间差异显著（犘＜０．０５），表示不同生态型间差异显著（犘＜
０．０５）， 表示不同生态型间差异极显著（犘＜０．０１）。下同。
Ｎｏｔｅ：ＭＥｍｅａｎｓｍｉｎｉｎｇｅｃｏｔｙｐｅｓ，ＮＭＥｍｅａｎｓｎｏｎｍｉｎｉｎｇｅｃｏｔｙｐｅｓ；Ｍｅａｎｖａｌｕｅｓｌａｂｅｌｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮｓｕｐｐｌｙ． ｍｅａｎｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｃｏｔｙｐｅｓａｔｔｈｅｓａｍｅＮｓｕｐｐｌｙ． ｍｅａｎｓｓｉｇ
ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０１）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｃｏｔｙｐｅｓａｔｔｈｅｓａｍｅＮｓｕｐｐｌｙ．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
７８第８期 余红梅 等：施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响
从表２可知，随施氮量增加，粗齿冷水花地上部和地下部磷积累量先升高后降低，在１４０ｍｇ／ｋｇ达最大值。
其中，矿山生态型地上部磷积累量在７０，１４０和２１０ｍｇ／ｋｇ显著高于对照，分别比对照增加２９％，７３％和４１％；非
矿山生态型在７０，１４０和２１０ｍｇ／ｋｇ显著高于对照，分别比对照增加４６％，７６％和３１％。各施氮量下矿山生态型
地上部磷积累量均高于非矿山生态型，为非矿山生态型的１．３４～２．５９倍。矿山生态型地下部磷积累量仅在１４０
和２１０ｍｇ／ｋｇ显著高于对照，非矿山生态型在７０，１４０和２１０ｍｇ／ｋｇ显著高于对照。除７０和１４０ｍｇ／ｋｇ施氮量
外，矿山生态型地下部磷积累量均高于非矿山生态型。表明矿山生态型粗齿冷水花地上部和地下部磷积累量受
施氮量影响较大，在１４０ｍｇ／ｋｇ施氮量下其磷积累量最大。
表２ 施氮量对两种生态型粗齿冷水花磷积累量的影响
犜犪犫犾犲２ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犖狊狌狆狆犾狔狅狀狋犺犲狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狅狀犻狀狋犺犲狋犻狊狊狌犲狊狅犳
狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪 ｍｇ／ｐｌａｎｔ
施氮量
Ｎｓｕｐｐｌｙ（ｍｇ／ｋｇ）
磷积累量Ｐａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
地上部Ｓｈｏｏｔ
ＭＥ ＮＭＥ
地下部 Ｒｏｏｔ
ＭＥ ＮＭＥ
０ １２９．３９±３．２４ｃ ８９．９９±１．４２ｃ ２４．５１±０．２１ｃ １４．９９±２．６０ｄｅ
７０ １６６．４７±２．３１ｂ １３１．０６±０．３６ｂ ２４．２１±１．０１ｃ ３２．１６±０．２６ｂ
１４０ ２２３．７３±２．０８ａ １５９．７９±１．７１ａ ３６．０９±１．１５ａ ４２．４３±０．１４ａ
２１０ １８２．４９±０．９２ｂ １１８．２１±０．６９ｂ ３０．６５±０．６８ｂ ２５．９８±２．９５ｂｃ
２８０ １３４．２１±１７．２０ｃ ８６．００±１．１５ｃ ２４．８６±０．５６ｃ ２１．８９±１．８３ｃｄ
３５０ ９９．７２±２．８６ｄ ３３．６２±０．３５ｄ ２１．９２±０．６２ｃ １３．９１±０．５１ｅ
２．２ 施氮量对两种生态型粗齿冷水花磷富集系数和迁移率的影响
由表３可知，矿山生态型粗齿冷水花磷富集系数随施氮量增加而升高，在３５０ｍｇ／ｋｇ施氮量达最大值。各
施氮量下矿山生态型磷富集系数均大于１，且高于对照。两种生态型粗齿冷水花磷富集系数在不同施氮量下差
异较小，表明适宜施氮可促进矿山生态型粗齿冷水花对磷的吸收，增加植株生物量，而对其体内磷含量有一定稀
释作用，导致富集系数差异较小。
迁移率能很好地反映粗齿冷水花向地上部转移磷的能力。由表３可知，在不同施氮量下，矿山生态型粗齿冷
水花磷迁移率均大于５０％。除对照外，矿山生态型粗齿冷水花迁移率在不同施氮量下均高于非矿山生态型，在
７０和１４０ｍｇ／ｋｇ处理下表现最为明显。表明适宜增施氮肥能提高矿山生态型向地上部迁移磷的能力，增加植株
对磷的积累。
表３ 施氮量对两种生态型粗齿冷水花磷富集系数和迁移率的影响
犜犪犫犾犲３ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犖狊狌狆狆犾狔狅狀狋犺犲狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犲狀狉犻犮犺犿犲狀狋犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋犪狀犱狋狉犪狀狊犾狅犮犪狋犻狅狀
狉犪狋犲狅犳狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
施氮量
Ｎｓｕｐｐｌｙ（ｍｇ／ｋｇ）
富集系数Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ＭＥ ＮＭＥ
迁移率 Ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎｒａｔｅ（％）
ＭＥ ＮＭＥ
０ ３３．３４ ３８．７６ ８４．４４ ８５．７２
７０ ３５．７５ ３９．５５ ８７．５８ ８０．２９
１４０ ３６．３１ ３９．１０ ８６．１１ ７９．０２
２１０ ３９．０２ ４１．７３ ８６．１６ ８１．９８
２８０ ４０．６０ ４３．３５ ８４．３７ ７９．７１
３５０ ４１．６５ ４６．９０ ８１．９８ ７０．７４
８８ 草 业 学 报 第２４卷
２．３ 施氮量对两种生态型粗齿冷水花根系酸性磷酸酶和植酸酶活性的影响
由图１可知，在高磷（４００ｍｇ／ｋｇ）条件下，随施氮量增加，矿山生态型粗齿冷水花根系酸性磷酸酶活性逐渐
升高，植酸酶活性则先升高后降低，在１４０ｍｇ／ｋｇ达最大值。各施氮量下矿山生态型根系酸性磷酸酶和植酸酶
活性均显著高于非矿山生态型（犘＜０．０５），分别为非矿山生态型的１．２２～１．６７倍和１．０２～１．０７倍。在７０～３５０
ｍｇ／ｋｇ施氮量下，矿山生态型根系酸性磷酸酶活性分别比对照增加３４％～２８１％，非矿山生态型根系酸性磷酸酶
活性比对照增加２３％～１７８％。矿山生态型根系植酸酶活性在施氮量为７０，１４０和２１０ｍｇ／ｋｇ时分别比对照增
加３．８０％，１３．６０％和８．４０％，非矿山生态型根系植酸酶活性则比对照增加４．２％，１０．０％和５．２％。表明高磷条
件下，适宜施氮可显著提高矿山生态型粗齿冷水花根系酸性磷酸酶和植酸酶活性。
图１ 施氮量对两种生态型粗齿冷水花根系酸性磷酸酶（犃）和植酸酶（犅）活性的影响
犉犻犵．１ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犖狊狌狆狆犾狔狅狀狋犺犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狅犳犪狆犪狊犲（犃）犪狀犱狆犺狔狋犪狊犲（犅）犻狀狋犺犲狉狅狅狋狅犳狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘．狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
ＭＥ表示矿山生态型，ＮＭＥ表示非矿山生态型；不同字母表示同种生态型不同施氮量间差异显著（犘＜０．０５）， 表示同一处理不同生态型间差
异显著（犘＜０．０５）， 表示同一处理不同生态型间差异极显著（犘＜０．０１）。ＭＥｍｅａｎｓｍｉｎｉｎｇｅｃｏｔｙｐｅｓ，ＮＭＥｍｅａｎｓｎｏｎｍｉｎｉｎｇｅｃｏｔｙｐｅｓ；Ｍｅａｎ
ｖａｌｕｅｓｌａｂｅｌｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｅｃｏｔｙｐｅｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮｓｕｐｐｌｙ． ｍｅａｎｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
（犘＜０．０５）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｃｏｔｙｐｅｓａｔｔｈｅｓａｍｅＮｓｕｐｐｌｙ． ｍｅａｎｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０１）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｃｏｔｙｐｅｓａｔｔｈｅｓａｍｅＮｓｕｐｐｌｙ．
３ 讨论
目前，有关富磷植物的研究主要集中在不同植物品种和同一品种不同基因型或生态型间富磷能力比较等方
面［２７３２］，对如何提高其磷富集潜力的研究较少；况且报道的富磷植物多为陆生植物，对于既适合陆生又适合湿生
的植物研究较为缺乏。粗齿冷水花是一种多年生草本植物，广泛分布于中国大陆南方地区的路边、河边和山坡
上，可陆生和湿生，具有生物量大、磷含量高、根系分布深、对环境适应能力强、可连续多年提取等优点。前期土培
试验表明，高磷处理下的矿山生态型粗齿冷水花对磷的富集能力较强［２０］，其磷富集潜力远高于非矿山生态型粗
齿冷水花、向日葵（犎犲犾犻犪狀狋犺狌狊犪狀狀狌狊）、黄南瓜、Ｍａｒｓｈａｌ 和Ｇｕｌｆ黑麦草等磷富集植物［９，１３］。本研究在前期研究
的基础上进一步揭示了施氮量对高磷处理下的两种生态型粗齿冷水花磷富集潜力的影响。相关研究表明，合理
施氮可促进甜瓜（犆狌犮狌犿犻狊犿犲犾狅）［３３］、饲草玉米（犣犲犪犿犪狔狊）［３４］、百喜草和扁穗牛鞭草［１４］地上部的生长，增加收获
部分生物量；不合理施氮则会引发氮肥增产效益降低，对植物生长产生毒害等问题。本研究中，在１４０ｍｇ／ｋｇ施
氮量下，矿山生态型生物量达３６．２５ｇ／株，远高于非矿山生态型（２９．１３ｇ／株）以及相同磷浓度和同一采样时期下
的矿山生态型生物量（４．４９ｇ／株）［２１］；当施氮量超过１４０ｍｇ／ｋｇ，生物量显著下降，表明适宜施氮可有效提高矿山
生态型生物量，不合理施氮则会对植株产生毒害，进而降低其生物量。
施氮不仅会影响植物的生长，也会影响植物对养分的吸收积累。汤明尧等［３５］研究表明，施氮可促进加工番
茄（犔狔犮狅狆犲狉狊犻犮狅狀犲狊犮狌犾犲狀狋狌犿）植株对磷的吸收，各施氮处理下的磷积累量为对照的１．４９～２．６３倍；有关甜瓜［３３］
和杂交棉（犌狅狊狊狔狆犻狌犿犺犻狉狊狌狋狌犿）［３６］等的研究指出，适宜增施氮肥可有效提高植株磷积累量，过量施氮则不利于
９８第８期 余红梅 等：施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响
植株磷的积累。本研究中，在０～１４０ｍｇ／ｋｇ施氮范围内，高磷处理下的矿山生态型粗齿冷水花植株磷积累量逐
渐增加；当施氮量高于１４０ｍｇ／ｋｇ，矿山生态型磷积累量显著下降；表明在０～１４０ｍｇ／ｋｇ范围内施氮可显著提
高矿山生态型粗齿冷水花磷积累量，过量施氮则会影响植株磷积累。植物修复的高效率表现在通过地上部带走
污染物的总量［６］，矿山生态型地上部和整株磷积累量在１４０ｍｇ／ｋｇ施氮量下可达２２３．７３和２５９．８２ｍｇ／株，非矿
山生态型达１５９．７９和２０２．２２ｍｇ／株，远高于相同磷浓度和同一采样时期下的矿山生态型整株磷积累量（３０．２５
ｍｇ／株）［２１］；而高磷（猪粪）处理下矿山生态型粗齿冷水花整株磷积累量仅为９９．４０ｍｇ／株［２２］；可水陆两生的水蓼
（犘狅犾狔犵狅狀狌犿犺狔犱狉狅狆犻狆犲狉）在高磷条件下磷积累量也仅为１１４．８８ｍｇ／株［２６］；用于污水修复的凤眼莲（犈犻犮犺犺狅狉狀犻犪
犮狉犪狊狊犻狆犲狊）和粉绿狐尾藻（犕狔狉犻狅狆犺狔犾犾狌犿犪狇狌犪狋犻犮狌犿）体内磷积累量最高也仅为８０．１３和３８．７２ｍｇ／株［３７］。迄今
为止研究最为深入的牧草Ｐｔｉｌｏｔｕｓ［３８］、Ｍａｒｓｈａｌ和Ｇｕｌｆ黑麦草［９１０］，在高磷处理下的地上部磷积累量也仅能达到
１２０，２９．３３和２９．７０ｍｇ／盆，远低于本研究中的矿山生态型粗齿冷水花的单株磷积累量。因此，适宜增施氮能显
著提高矿山生态型粗齿冷水花磷积累量，强化其富磷潜力。植物根系分泌酸性磷酸酶是提高有机磷在土壤中的
生物有效性的重要途径之一［３９４０］，植酸酶是对植酸盐类具有高度的专一性的磷酸单酯水解酶，为肌醇与磷酸（盐）
一类酶的总称［１２，２４］，对植酸盐类具有高度的专一性。根系分泌酸性磷酸酶被认为是植物适应低磷胁迫的一种机
制［４１４３］。然而，研究得出，高磷处理下的富磷植物黄瓜、黄南瓜［１３］、水蓼［２６］、犇狌狅犳犲狊狋狌犾狅犾犻狌犿［１０，２４］、Ｍａｒｓｈａｌ 和
Ｇｕｌｆ黑麦草［９１０］等的根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均高于对照；叶代桦等［２６］认为，富磷植物水蓼体内较高的酸
性磷酸酶和植酸酶活性是其对磷富集的机理之一。本研究中，高磷处理下的粗齿冷水花酸性磷酸酶活性随施氮
量增加而升高，植酸酶活性则先升高后降低，表明适宜施氮可显著提高高磷处理下的粗齿冷水花根系酸性磷酸酶
和植酸酶活性，增加植物对磷的富集；矿山生态型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性始终高于非矿山生态型，说明各
施氮量下矿山生态型粗齿冷水花对磷的富集作用更强。以上研究表明，矿山生态型粗齿冷水花在适宜施氮量下
的生长状况更佳，比非矿山生态型以及普通富磷植物更具磷富集优势。除多次收获和暖冷季混种等方式外，适宜
施氮亦可有效提高植物对磷的富集潜力。
４ 结论
随施氮量的增加，矿山生态型粗齿冷水花生物量和磷积累量先升高后降低，在１４０ｍｇ／ｋｇ施氮量下达最大
值。其中，矿山生态型地上部和整株磷积累量达２２３．７３和２５９．８２ｍｇ／株。各施氮量下矿山生态型生物量和磷
积累量均高于非矿山生态型。矿山生态型磷富集系数随施氮量增加而增加，磷迁移率均高于５０％。与非矿山生
态型相比，矿山生态型对磷的富集潜力更大。
矿山生态型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性分别在３５０和１４０ｍｇ／ｋｇ达峰值，且各施氮量下矿山生态型根系
酸性磷酸酶活性和植酸酶活性均显著高于非矿山生态型。在１４０ｍｇ／ｋｇ施氮量下，高磷环境中的矿山生态型粗
齿冷水花根系较高的酸性磷酸酶和植酸酶活性是其高效积累磷的原因之一。
本研究发现，１４０ｍｇ／ｋｇ为最佳施氮量，该施氮量下矿山生态型粗齿冷水花的长势和磷富集潜力均最优。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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