全 文 ：第 50 卷 第 7 期
2 0 1 4 年 7 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50，No. 7
Jul．，2 0 1 4
doi:10．11707 / j．1001-7488．20140704
收稿日期: 2013 － 09 － 11; 修回日期: 2013 － 11 － 12。
基金项目: “十二五”国家科技支撑计划项目“重庆市麻栎良种繁育基地建设和丰产栽培技术示范”(2011BAD22B08)。
* 李凌为通讯作者。
不同种源麻栎幼苗对 Cd2 +-Pb2 + 复合
污染的吸收累积特性*
王 君 严小莉 李 凌
(西南大学园艺园林学院 重庆 400716)
摘 要: 在田间试验条件下，研究重庆巫山、武隆和河南灵宝种源麻栎幼苗在土壤 Cd2 + -Pb2 +复合污染下对 Cd2 +
和 Pb2 +的吸收累积特性。结果表明: 在土壤不同程度 Cd2 + -Pb2 +复合污染下，3 个种源麻栎幼苗根中 Cd2 +，Pb2 +平
均含量分别为 0. 235 ～ 12. 460，7. 428 ～ 370. 268 mg·kg － 1 ; 茎中 Cd2 +，Pb2 + 平均含量为 0. 115 ～ 7. 588，4. 757 ～
142. 960 mg·kg － 1 ; 叶中 Cd2 +，Pb2 +平均含量为 0. 072 ～ 4. 772，2. 873 ～ 61. 923 mg·kg － 1。3 个种源麻栎幼苗体内
Cd2 +，Pb2 +的含量和富集系数均表现为根 ＞茎 ＞叶。Cd2 + -Pb2 +共存对麻栎幼苗吸收累积 Cd2 + 和 Pb2 + 似有明显的
交互作用，Pb2 +促进幼苗各器官对 Cd2 +的吸收累积; Cd2 +促进幼苗根部对 Pb2 +的吸收积累，抑制地上部对 Pb2 +的
吸收累积。Cd2 + -Pb2 +复合污染下，麻栎幼苗对 Cd2 +的富集和转移能力大于 Pb2 +。河南灵宝种源麻栎可尝试用于
修复土壤重度 Cd2 +污染，重庆巫山种源麻栎可尝试用于修复土壤中度 Pb2 +污染。
关键词: 麻栎; Cd2 + ; Pb2 + ; 复合污染
中图分类号: S714. 6 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2014)07 － 0023 － 08
Absorption and Accumulation Characteristics of Quercus acutissima
Seedlings in Different Provenances Under the Combined Pollution of Cd2+ and Pb2+
Wang Jun Yan Xiaoli Li Ling
(College of Horticulture and Landscape Architecture，Southowest University Chongqing 400716)
Abstract: This article investigated the absorption and accumulation characteristics of Q． acutissima seedlings of
different provenances (Wushan and Wulong，Chongqing and Lingbao，Henan) under the combined pollution of Cd2 + and
Pb2 + in the field． The result showed that，under the combined pollution of Cd2 + and Pb2 + in soil，the average contents of
Cd2 + and Pb2 + in roots of Q． acutissima seedlings were 0． 235 － 12． 460 mg·kg － 1，7． 428 － 370． 268 mg· kg － 1，the
average contents in the stem were 0． 115 － 7． 588 mg·kg － 1，4． 757 － 142． 960 mg·kg － 1，and the average contents in the
leaf were 0． 072 － 4． 772 mg·kg － 1，2． 873 － 61． 923 mg·kg － 1 ． The contents and bioconcentration coefficient of Cd2 +
and Pb2 + in the seedlings of the three provenances were in an order of root ＞ stem ＞ leaf． Under the Cd2 + and Pb2 +
combined pollution，there was an obvious interaction between Cd2 + and Pb2 + for the absorption and accumulation in Q．
acutissima seedlings． Pb2 + promoted the accumulation of Cd2 + in each organ of the seedlings． Cd2 + promoted the
accumulation of Pb2 + in the root，and inhibited Pb2 + to accumulate in aboveground part． The accumulation and transport
capacities of Cd2 + were greater than that of Pb2 + in the seedlings． The seedlings of Lingbao，Henan provenance could be
applied to repair the heavily polluted soil by Cd2 +，while the seedlings of Wushan，Chongqing provenance could be applied
to repair the moderately polluted soil by Pb2 + ．
Key words: Quercus acutissima; Cd2 + ; Pb2 + ; combined pollution
随着工农业的快速发展以及城市化进程的加
剧，大量矿产资源被开发利用，各种化工产品的广泛
使用以及生活污染物的排放，使得含有重金属的废
弃物质源源不断地输入环境，严重污染了土壤、水质
林 业 科 学 50 卷
和大气，导致环境不断恶化，给人类、社会和经济造
成了巨大的危害(唐咏等，2006)，因此对重金属污
染的治理迫在眉睫。植物修复技术具有成本低、绿
色环保等优点，已成为当前土壤重金属污染修复研
究领域的热点之一 (常青山等，2005; Lasat et al．，
1998)。目前关于植物对重金属富集的研究工作大
部分限于农作物、经济作物等生长期短的草本植物
或水生植物 ( Chen et al．，2002; Cunningham et al．，
1996; Ｒobinson et al．，1997)，而对生长迅速、生物量
大、根系发达、吸收和积累能力较强的木本植物研究
较少，且多集中于单一重金属，采用人工模拟土壤培
养或溶液培养方法，而较少采用田间试验的方法研
究复合重金属污染。
麻栎(Quercus acutissima)是一种抗性较强的深
根系树种，分布广，用途多，近年被确定为我国重要
的生物质液体燃料树种，生物产量高。本研究采用
田间试验法，研究 Cd2 + -Pb2 + 复合污染下不同种源
麻栎幼苗对土壤中 Cd2 +，Pb2 + 的吸收累积特性，为
麻栎的良种选育、栽培及应用提供理论参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试的麻栎种子于 2011 年分别采集于重庆及
河南省麻栎自然分布区，种源地的地理位置及气候
条件见表 1。
表 1 3 个种源麻栎种源地概况
Tab． 1 Geographical conditions of Q． acutissima of three provenances
种源
Provenance
纬度
Latitude
经度
Longitude
海拔
Elevation /m
年降雨量
Annual rainfall /mm
无霜期
Frost-free
period / d
年日照数
Annual sunshine
duration / h
年均温
Mean annual
temperature /℃
重庆巫山县
Wushan，Chongqing
31°14 N 110°3 E 1 441. 81 1 049 305 1 542 18. 4
重庆武隆县
Wulong，Chongqing
29°15N 107°33 E 1 403. 54 1 082 296 1 100 11. 2
河南灵宝市
Lingbao，Henan
34°71 N 111°11 E 1 400 642 215 2 279 13. 8
供试试剂: CdCl2·2. 5H2O，Pb ( CHCOO2 ) 2·
3H2O 均为分析纯。
供试场地: 西南大学竹园农场基地，土壤为紫
色土，中 －重壤，pH 6. 4、有机质 1. 46%、全氮 0. 725
g·kg － 1、速效氮 72. 5 mg·kg － 1、速效磷 68. 9 mg·
kg － 1、速效钾 254. 5 mg·kg － 1、总 Cd 0. 15 mg·kg － 1、
总 Pb 17. 61 mg·kg － 1。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 试验材料培养 2012 年 2 月，将采集的种
子用沙床催芽法催芽。3 月初将经催芽的不同种源
麻栎种子播种在西南大学竹园农场基地。播种株行
距为 10 cm × 10 cm。每个种源各设 9 个小区，每个
小区长 60 cm、宽 40 cm，各试验区土壤用双层塑料
薄膜相互分隔，且在各小区交接处留出一些空地。
2012 年 5 月 15 日对各小区进行间苗并松土，留取 9
株生长势基本一致的麻栎幼苗，每 3 株幼苗为 1 个
重复，共 3 次重复。
1. 2. 2 试 验 设 计 用 CdCl2·2. 5H2O 和 Pb
(CHCOO2) 2·3H2O 分别配置不同浓度的 Cd
2 + -Pb2 +
处理液。Cd2 + -Pb2 +复合污染浓度设计见表 2。
表 2 Cd2 + -Pb2 +复合污染浓度设计
Tab． 2 Concentration design of Cd2 + -Pb2 + combined pollution mg·L － 1
处理
Treatment
CK T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8
Cd2 + 0 0. 5 0. 5 1. 0 1. 0 10. 0 10. 0 50. 0 50. 0
Pb2 + 0 250 500 1 000 2 000 250 500 1 000 2 000
2012 年 5 月 25 日将 Cd2 + -Pb2 + 处理液按表 2
复合方式以 1 ∶ 1的比例混合，从麻栎幼苗根部均匀
地浇灌到小区 0 ～ 15 cm 表层土壤中。每小区每隔
1 天浇灌 2 L 混合处理液，共处理 5 次，对照区浇灌
蒸馏水。将混合处理液与土壤进行多次搅拌，充分
混匀(曹晓玲等，2012)。
1. 3 测定方法
1. 3. 1 土壤中 Cd2 +，Pb2 + 含量的测定 在 Cd2 + -
Pb2 +复合污染处理前和处理 30 天后分别在正方形
对角线上 5 点取土壤样品，风干，碾磨，过 0. 149 mm
筛，经 HCl-HClO4 -HF 混合消化(杨剑虹等，2008)，
用岛津 AA-7000 原子吸收分光光度计测定土壤本
42
第 7 期 王 君等: 不同种源麻栎幼苗对 Cd2 + -Pb2 +复合污染的吸收累积特性
底总 Cd、总 Pb 含量和复合处理后各小区土壤中
Cd2 +，Pb2 +含量。
1. 3. 2 植物样品中 Cd2 +，Pb2 + 元素含量的测定
麻栎幼苗处理 100 天后收获植株，先用自来水冲洗
表面的泥土和污物，再用去离子水冲洗 3 遍。根部
放入 20 mmol·L － 1的 EDTA-Na2 溶液中交换 15 min，
以除去表面的重金属离子，再用去离子水冲洗 2 遍。
将各种源麻栎幼苗根、茎、叶分开，于 105 ℃下杀青
30 min，然后将温度调至 80 ℃下烘至恒质量。粉
碎，过 1 mm 筛，经 HNO3-HClO4 混合消化(杨剑虹
等，2008)，用岛津 AA-7000 原子吸收分光光度计测
定各器官中 Cd2 +，Pb2 +含量。
1. 4 数据处理与分析
土壤单项污染指数计算公式(卢德亮等，2012;
徐学华等，2010)为:
Pi = Ci / Si。
式中: Pi为某污染物的污染指数; Ci为某污染物的
实测值; Si为某污染物的评价标准。当 Pi ＜ 1 时为
清洁; 当 1≤Pi ＜ 2 时为轻度污染; 当 2≤Pi ＜ 3 时
为中度污染; 当 Pi ＞ 3 时为重度污染 (周耀渝等，
2010; 夏家淇等，2007)。
富集系数计算公式 ( Song et al．，2010; 卢德亮
等，2012)为:
BCF = Ci / Si。
式中: BCF 为富集系数; Ci为植物各器官重金属含
量; Si为对应土壤样品重金属含量。
转移系数计算公式(魏树和等，2008)为:
TF = Ti / Mi。
式中: TF 为转移系数; Ti为植物地上部重金属含
量; Mi为地下部对应重金属含量。
数据采用 Microsoft Excel 2003 和 SPSS 17. 0 软
件进行处理分析。
2 结果与分析
2. 1 Cd2 + -Pb2 +复合污染下不同种源麻栎幼苗体
内 Cd2 +与 Pb2 +的含量
试验地土壤中总 Cd、总 Pb 的实测含量见表 3。
添加不同浓度重金属 Cd2 + -Pb2 + 复合处理液后，试
验地土壤中的 Cd2 +，Pb2 + 含量逐渐上升，从轻度污
染上升到重度污染状态(表 3)。
表 3 土壤中 Cd2 +，Pb2 +含量及土壤污染指数①
Tab． 3 Contents of Cd2 + and Pb2 + in soil and pollution index
种源
Provenance
处理
Treat-
ment
含量
Content /(mg·kg － 1)
污染指数
Pollution index
Cd2 + Pb2 + Cd2 + Pb2 +
处理
Treat-
ment
含量
Content /(mg·kg － 1)
污染指数
Pollution index
Cd2 + Pb2 + Cd2 + Pb2 +
CK 0. 145 ± 0. 007Ii 16. 575 ± 0. 007Ii 0. 483 0. 066
重庆武隆 T1 0. 275 ± 0. 018Hh 79. 175 ± 0. 007Hh 0. 917 0. 317 T5 2. 655 ± 0. 021Dd 80. 415 ± 0. 007Gg 8. 850 0. 322
Wulong， T2 0. 340 ± 0. 014Gg 141. 890 ± 0. 014Ff 1. 133 0. 568 T6 2. 700 ± 0. 014Cc 143. 880 ± 0. 014Ee 9. 000 0. 576
Chongqing T3 0. 500 ± 0. 024Ff 266. 905 ± 0. 007Cc 1. 667 1. 068 T7 12. 650 ± 0. 431Bb 261. 540 ± 0. 014Dd 42. 167 1. 046
T4 0. 595 ± 0. 035Ee 525. 320 ± 0. 014Bb 1. 983 2. 101 T8 12. 840 ± 0. 653Aa 534. 475 ± 0. 021Aa 42. 800 2. 138
CK 0. 200 ± 0. 014Hh 17. 525 ± 0. 007Ii 0. 667 0. 070
重庆巫山 T1 0. 265 ± 0. 021Gg 78. 025 ± 0. 007Hh 0. 883 0. 312 T5 2. 880 ± 0. 069Dd 79. 075 ± 0. 007Gg 9. 600 0. 316
Wushan， T2 0. 345 ± 0. 034Ff 142. 070 ± 0. 014Ee 1. 150 0. 568 T6 3. 021 ± 0. 031Cc 138. 730 ± 0. 07Ff 10. 070 0. 555
Chongqing T3 0. 600 ± 0. 074Ee 275. 435 ± 0. 021Cc 2. 000 1. 102 T7 12. 330 ± 0. 028Aa 266. 615 ± 0. 233Dd 41. 100 1. 066
T4 0. 590 ± 0. 083Ee 567. 360 ± 0. 028Aa 1. 967 2. 269 T8 11. 970 ± 0. 124Bb 520. 880 ± 0. 014Bb 39. 900 2. 084
CK 0. 175 ± 0. 007Gh 18. 765 ± 0. 014Hi 0. 583 0. 075
河南灵宝 T1 0. 305 ± 0. 031Fg 80. 265 ± 0. 007Gh 1. 017 0. 321 T5 2. 785 ± 0. 075Cc 83. 080 ± 0. 007Gg 9. 283 0. 332
Lingbao， T2 0. 355 ± 0. 025Ff 138. 775 ± 0. 198Ff 1. 183 0. 555 T6 2. 795 ± 0. 049Cc 144. 875 ± 0. 028Ee 9. 317 0. 580
Henan T3 0. 545 ± 0. 021Ee 272. 925 ± 0. 233Cc 1. 817 1. 092 T7 11. 475 ± 0. 117Bb 258. 520 ± 0. 014Dd 38. 250 1. 034
T4 0. 665 ± 0. 045Dd 532. 170 ± 0. 573Aa 2. 217 2. 129 T8 11. 865 ± 0. 213Aa 526. 755 ± 0. 141Bb 39. 550 2. 107
①表中数据为平均值 ±标准差，大写字母表示差异极显著(P ＜ 0. 01)，小写字母表示差异显著(P ＜ 0. 05)。下同。Date in the table is mean value ± standard
deviation，capital letters indicate extremely significant differences between treatments at 0. 01 level，small letters indicate significant differences between treatments at 0. 05
level． The same below．
在 Cd2 + -Pb2 +处理 100 天后，3 个种源麻栎幼苗
各器官中 Cd2 + 与 Pb2 + 的含量见图 1。研究结果揭
示: 同一种源麻栎幼苗在不同浓度 Cd2 + -Pb2 + 处理
下，各器官中 Cd2 + 与 Pb2 + 的含量差异均极显著 (P
＜ 0. 01)，且同一处理各器官中 Cd2 +与 Pb2 +的含量
顺序均表现为: 根 ＞ 茎 ＞ 叶，表明重金属从土壤进
入麻栎体内首先积累在根部，然后向茎、叶迁移。
在 T8 处理组中，各种源麻栎幼苗根部 Cd2 + 与
Pb2 +含量均达到最大值。重庆武隆种源麻栎幼苗
根部 Cd2 +与 Pb2 +的含量分别为 14. 825 和 354. 220
mg·kg － 1，为对照的 44. 25 和 46. 42 倍; 重庆巫山种
源麻栎幼苗根部 Cd2 + 与 Pb2 + 的含量分别为 9. 875
和 378. 095 mg·kg － 1，为对照的 56. 43 和 53. 37 倍;
河南灵宝种源麻栎幼苗根部 Cd2 + 与 Pb2 + 的含量分
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林 业 科 学 50 卷
别为 12. 680 和 378. 490 mg·kg － 1，为对照的 65. 03
和 50 倍。同一处理不同种源以及同一种源不同处
理的麻栎幼苗各器官中 Cd2 +，Pb2 + 含量有所差异，
其原因可能是由于麻栎幼苗种源、土壤重金属含量
及其土壤理化性质等不同造成的 (刘声传等，
2011)。
3 个种源麻栎幼苗根部 Cd2 + 的平均含量为
0. 235 ～ 12. 460 mg·kg － 1，Pb2 +的平均含量为 7. 428 ～
370. 268 mg·kg － 1; 茎中 Cd2 +的平均含量为 0. 115 ～
7. 588 mg·kg － 1，Pb2 + 的 平 均 含 量 为 4. 757 ～
142. 960 mg·kg － 1 ; 叶 中 Cd2 + 的 平 均 含 量 为
0. 072 ～ 4. 772 mg·kg － 1，Pb2 + 的平均含量分别为
2. 873 ～ 61. 923 mg·kg － 1。
图 1 不同种源不同处理麻栎幼苗各器官中 Cd2 +与 Pb2 +含量
Fig． 1 Contents of Cd2 + and Pb2 + in different organs of Q． acutissima seedlings by different provenances and treatments
2. 2 Cd2 + -Pb2 +复合污染下不同种源麻栎幼苗对
Cd2 +与 Pb2 +的吸收累积特性
为揭示土壤 Cd2 + -Pb2 +复合污染对不同种源麻
栎幼苗器官吸收 Cd2 +与 Pb2 +的影响规律，以土壤中
Cd2 +，Pb2 +含量为自变量 X1 和 X2，各种源麻栎幼苗
不同器官中相应元素含量为因变量 Y，进行二元线
性回归分析(表 4)。由表 4 可知，各种源麻栎幼苗
不同器官中 Cd2 +与 Pb2 +含量与土壤中 Cd2 +与 Pb2 +
含量大部分达到了显著(P ＜ 0. 05)或极显著(P ＜
0. 01)的正相关或负相关。回归分析揭示，在 Cd2 + -
Pb2 +复合污染条件下，麻栎幼苗对 Cd2 +的吸收累积
主要受土壤 Cd2 +含量的影响，对 Pb2 +的吸收累积主
要受土壤 Pb2 +含量的影响。另外，回归分析还显示
土壤中 Cd2 + -Pb2 +共存对麻栎幼苗吸收累积 Cd2 +与
Pb2 +似有明显的交互作用。3 个种源麻栎幼苗根、
茎、叶中的 Cd2 +含量均随着土壤中 Pb2 +含量的增加
而增加，表明在 Cd2 + -Pb2 +复合污染下，Pb2 +促进麻
栎幼苗各器官对 Cd2 + 的吸收累积，二者起协同作
用。麻栎幼苗根中 Pb2 + 含量随着土壤 Cd2 + 含量的
增加而增加，而茎、叶中 Pb2 + 含量随土壤中 Cd2 + 含
量的增加表现出降低趋势。表明在 Cd2 + -Pb2 +复合
污染下，Cd2 + 促进麻栎幼苗根系吸收 Pb2 +，而抑制
地上部吸收 Pb2 +。
62
第 7 期 王 君等: 不同种源麻栎幼苗对 Cd2 + -Pb2 +复合污染的吸收累积特性
表 4 不同种源麻栎幼苗各器官重金属含量与土壤重金属含量的二元线性回归分析①
Tab． 4 Binary linear regression between contents of heavy metals in Q． acutissima seedling
organs of different provenances and soil
种源
Provenance
元素
Element
二元线性回归方程
Binary linear regression equation Ｒ
2 元素
Element
二元线性回归方程
Binary linear regression equation Ｒ
2
重庆武隆
Wulong，
Chongqing
Cd2 +
YＲ = － 0. 598 + 0. 910X1 ＊＊ + 0. 128X2
YS = － 0. 228 + 0. 839X1 ＊＊ + 0. 198X2
*
YL = 0. 070 + 0. 904X1 ＊＊ + 0. 131X2
0. 956＊＊
0. 902＊＊
0. 948＊＊
Pb2 +
YＲ = － 8. 815 + 0. 139X1
* + 0. 904X2 ＊＊
YS = 7. 680 － 0. 172X1
* + 1. 049X2 ＊＊
YL = 7. 462 － 0. 151X1 + 0. 980X2 ＊＊
0. 957＊＊
0. 956＊＊
0. 841＊＊
重庆巫山
Wushan，
Chongqing
Cd2 +
YＲ = － 0. 265 + 0. 946X1 ＊＊ + 0. 108X2 ＊＊
YS = － 0. 222 + 0. 940X1 ＊＊ + 0. 119X2 ＊＊
YL = － 0. 122 + 0. 933X1 ＊＊ + 0. 126X2 ＊＊
0. 991＊＊
0. 991＊＊
0. 985＊＊
Pb2 +
YＲ = － 12. 126 + 0. 275X1
* + 0. 789X2 ＊＊
YS = 6. 617 － 0. 101X1 ＊＊ + 1. 033X2 ＊＊
YL = 3. 974 － 0. 110X1 ＊＊ + 1. 038X2 ＊＊
0. 880＊＊
0. 989＊＊
0. 993＊＊
河南灵宝
Lingbao，
Henan
Cd2 +
YＲ = － 0. 540 + 0. 945X1 ＊＊ + 0. 099X2 ＊＊
YS = － 0. 361 + 0. 935X1 ＊＊ + 0. 115X2 ＊＊
YL = － 0. 365 + 0. 922X1 ＊＊ + 0. 132X2 ＊＊
0. 989＊＊
0. 987＊＊
0. 981＊＊
Pb2 +
YＲ = － 16. 122 + 0. 133X1 + 0. 884X2 ＊＊
YS = 12. 807 － 0. 166X1
* + 1. 031X2 ＊＊
YL = 6. 123 － 0. 178X1
* + 1. 034X2 ＊＊
0. 908＊＊
0. 931＊＊
0. 930＊＊
①方程中的系数均为标准化偏回归系数，＊＊表示相关性极显著 ( P ＜ 0. 01 )，* 表示相关性显著 ( P ＜ 0. 05 )。Equation coefficients are
standardized partial regression coefficient． ＊＊ indicate extremely significant correlation at 0. 01 level，* indicate significant correlation at 0. 05 level．
图 2 不同种源麻栎幼苗 Cd2 +与 Pb2 +的富集系数
Fig． 2 Bioconcentration coefficient of Cd2 + and Pb2 + in Q． acutissima seedlings in different provenances
2. 3 Cd2 + -Pb2 +复合污染下不同种源麻栎幼苗对
Cd2 +和 Pb2 +的富集与转移能力
2. 3. 1 Cd2 + -Pb2 + 复合污染下麻栎幼苗对重金属
Cd2 +和 Pb2 + 的富集能力 富集系数是用来反映植
物对重金属吸收和富集的重要指标。富集系数越
大，表明植物对重金属的吸收累积能力越强，越有利
于植物修复污染土壤( Salt et al．，1995)。由图 2 可
知，不同浓度 Cd2 + -Pb2 +复合处理下，所有种源麻栎
幼苗的不同器官对 Cd2 +和 Pb2 + 的富集能力均表现
为: 根 ＞茎 ＞叶，且 Cd2 +的富集系数 ＞ Pb2 +的富集
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系数，说明麻栎幼苗各器官对 Cd2 +的富集能力均大
于对 Pb2 +的富集能力。
将富集系数分为 ＞ 1 和 ＜ 1 两类，在 9 个处理
中，重庆武隆种源幼苗根部 Cd2 +富集系数 ＞ 1 的处
理有 6 个，地上部 Cd2 +富集系数 ＞ 1 的处理有 4 个;
巫山种源幼苗根部 Cd2 + 富集系数 ＞ 1 的处理有 4
个，地上部 Cd2 +富集系数 ＞ 1 的处理有 4 个; 河南
灵宝种源幼苗根部 Cd2 + 富集系数 ＞ 1 的处理有 5
个，地上部 Cd2 +富集系数 ＞ 1 的处理有 7 个。重庆
2 个种源 Cd2 + 富集系数 ＞ 1 的点大多出现在土壤
Cd2 +含量较小的处理中，即 Cd2 + 轻污染的土壤中，
而河南灵宝种源出现在 T8 处理组中，根部和地上部
Cd2 +富集系数均大于 1，说明河南灵宝源麻栎幼苗
在 Cd2 +重污染条件下，对土壤中 Cd2 + 仍具有较强
的吸收富集能力。3 个种源麻栎幼苗根部和地上部
Pb2 +的富集系数均小于 1，表明麻栎幼苗对土壤中
Pb2 +的富集吸收能力较小，但总量还是不可小觑。
从各种源麻栎幼苗地上部 Cd2 + 与 Pb2 + 的平均
富集系数来看，麻栎幼苗对 Cd2 + 的富集能力表现
为: 河 南 灵 宝 种 源 ( 1. 467 ) ＞ 重 庆 武 隆 种 源
(1. 067) ＞重庆巫山种源(1. 052)，Pb2 +的富集能力
表现为: 重庆巫山种源 (0. 449) ＞ 重庆武隆种源
(0. 446) ＞河南灵宝种源(0. 358)。
2. 3. 2 Cd2 + -Pb2 +复合污染处理下不同种源麻栎幼
苗对重金属 Cd2 +与 Pb2 +的转移能力 转移系数可
反映植物将重金属从地下部转移到地上部的能力。
转移系数越高，植物地上部转移重金属的能力就越
强(Mattina et al．，2003)。由图 3 可知，不同复合浓
度处理下，重庆武隆种源麻栎幼苗 Cd2 +与 Pb2 +的转
移系数范围分别为 0. 507 ～ 1. 327，0. 460 ～ 1. 058;
重庆巫山种源麻栎幼苗 Cd2 + 与 Pb2 + 的转移系数范
围分别为 0. 825 ～ 1. 347，0. 501 ～ 1. 234; 河南灵宝
种源麻栎幼苗 Cd2 +与 Pb2 +的转移系数范围分别为
1. 054 ～ 1. 602，0. 329 ～ 1. 154。
从图 3 中还可以看出，麻栎幼苗 Cd2 + 转移系
数 ＞ 1的处理，重庆武隆种源有 4 个，重庆巫山种源
有 8 个，河南灵宝种源有 9 个。表明在 Cd2 +较重和
重污染土壤中，重庆巫山和河南灵宝种源麻栎幼苗
地上部对 Cd2 + 仍具有较强的转移能力。Pb2 + 转移
系数 ＞ 1 的处理，重庆武隆种源有 2 个，重庆巫山种
源有 3 个，河南灵宝种源有 1 个，且多位于土壤中
Pb2 +含量较少的处理中，即土壤中 Pb2 +含量未达到
污染状态时，麻栎幼苗地上部转移 Pb2 + 的能力
较强。
从各种源麻栎幼苗 Cd2 + 和 Pb2 + 的平均转移系
数来看，麻栎幼苗对 Cd2 +的转移能力表现为: 河南
灵宝种源(1. 359) ＞ 重庆巫山种源(1. 098) ＞ 重庆
武隆种源(0. 899)，Pb2 +的转移能力表现为: 重庆巫
山种源(0. 960) ＞ 重庆武隆种源(0. 873) ＞ 河南灵
宝种源(0. 735)。
图 3 不同种源麻栎幼苗 Cd2 +和 Pb2 +的转移系数
Fig． 3 Transfer coefficient of Cd2 + and Pb2 + in Q． acutissima seedlings to different provenances
3 讨论
与大多数植物对重金属的积累特性相同(曹福
亮等，2012; 莫争等，2002)，3 个种源麻栎幼苗对
Cd2 +和 Pb2 +的吸收累积均表现为: 根 ＞茎 ＞ 叶，可
能是因为 Cd2 +和 Pb2 +从土壤中进入根细胞后，与根
内的蛋白质、核酸类、多糖类等结合形成稳定的大分
子或不溶性的有机分子而沉积(林晓倩等，2013)，
这在一定程度上可减轻 Cd2 + 和 Pb2 + 对麻栎幼苗地
上部组织的伤害，从而提高麻栎幼苗对重金属的耐
性。麻栎属于落叶乔木，其幼苗叶片中吸收累积的
Cd2 +和 Pb2 +小于茎和根，在一定程度上可减轻落叶
对土壤造成的 2 次污染(刘希华等，2011)。
重金属复合污染时，共存元素的相互关系可影
响植物对重金属的吸收富集 (张永超等，2011; 王
飞等，2012)。Cd2 + -Pb2 + 复合处理时，Pb2 + 促进麻
82
第 7 期 王 君等: 不同种源麻栎幼苗对 Cd2 + -Pb2 +复合污染的吸收累积特性
栎幼苗各器官累积更多的 Cd2 +。这可能是因为
Pb2 +的存在会夺取 Cd2 + 在土壤中吸附位而提高土
壤中 Cd2 + 的生物有效性，或者取代根中吸附的
Cd2 +，促进根中滞留的 Cd2 + 活性，从而促进麻栎幼
苗对 Cd2 +的吸收和转移。Cd2 +的存在有利于 Pb2 +
在根部积累，阻碍 Pb2 + 向地上部转移，从而抑制了
麻栎幼苗茎、叶对 Pb2 + 的吸收累积，这与李嫦玲
(2006)、于静波(2012)的研究结果相似。
目前认定超富集植物的标准有 3 个 (沈振国
等，1998; Zu et al．，2004): 1) 地上部积累的重金
属质量分数应超过正常植物地上部积累的 10 倍以
上，Cd，Pb 含量一般要达到 100，10 000 μg·g － 1; 2)
富集系数大于 1; 3) 转移系数大于 1。本研究中，
虽然各种源麻栎幼苗地上部 Cd2 + 和 Pb2 + 的含量未
达到超富集植物的临界量，但 3 个种源麻栎 Cd2 +的
最大富集系数和 2 个种源麻栎 Cd2 + 的转移系数均
大于 1，说明麻栎对土壤中的 Cd2 +具有超富集潜力，
这与罗亚平等 (2005)对板栗 (Castanea mollissima)
的研究结果相近。
本研究采用田间试验，优点是苗木的生长和生
理特性不会因为设施内的弱光、高湿等条件而受到
影响，处于正常的生长状态，可以真实反映出幼苗对
重金属等的吸收转移特性;缺点是田间试验环境的
不可控制因素较多，同时麻栎幼苗对重金属的吸收
累积可能还受土壤理化性质、根际环境、气候条件等
影响，这也有待进一步深入研究。
研究所使用的材料是麻栎 1 年生幼苗，复合污
染处理时间较短，土壤中 Cd2 +，Pb2 + 最大含量分别
为 12. 840，567. 360 mg·kg － 1，分别处于 Cd2 + 重污
染、Pb2 +中污染状态，因此研究结果有一定的局限
性，下一步需增加土壤重金属胁迫浓度、延长处理时
间、采用多年生麻栎幼苗进行研究。
麻栎为长寿命大乔木，适应性强，分布广，虽然
体内重金属 Cd2 +，Pb2 + 含量未达到超富集指标，但
由于生物量大，对重金属积累转移的总量还是很可
观的，修复作用不容忽视。
4 结论
1) 同一浓度 Cd2 + -Pb2 +复合污染处理下，所有
种源麻栎幼苗对 Cd2 +和 Pb2 +的吸收累积均表现为:
根 ＞茎 ＞叶。3 个种源幼苗根部 Cd2 +，Pb2 + 的平均
含量分别为 0. 235 ～ 12. 460，7. 428 ～ 370. 268 mg·
kg － 1; 茎中 Cd2 +，Pb2 + 的平均含量分别为 0. 115 ～
7. 588，4. 757 ～ 142. 960 mg·kg － 1; 叶中 Cd2 +，Pb2 +
的平均含量分别为 0. 072 ～ 4. 772，2. 873 ～ 61. 923
mg·kg － 1。
2) Cd2 + -Pb2 +复合污染处理对麻栎幼苗吸收累
积 Cd2 +，Pb2 +具有明显的交互作用。Pb2 +促进麻栎
幼苗各器官对 Cd2 + 的吸收累积，二者表现协同作
用; Cd2 +促进麻栎幼苗根对 Pb2 +的吸收累积，抑制
地上部对 Pb2 +的吸收累积。
3) Cd2 + -Pb2 +复合污染处理下，3 个种源麻栎
幼苗对 Cd2 + 和 Pb2 + 的富集系数均表现为: 根 ＞
茎 ＞叶。从富集系数和转移系数来看，麻栎对 Cd2 +
的富集和转移能力大于 Pb2 +。3 个种源麻栎幼苗
中，河南灵宝种源地上部对 Cd2 +的富集和转移能力
最强，可尝试用于修复土壤重度 Cd2 +污染; 重庆巫
山种源地上部对 Pb2 +的富集和转移能力最强，可尝
试用于土壤中度 Pb2 +污染的修复。
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(责任编辑 郭广荣)
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