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Effect of amendment on Cd uptake by Brassia chinensis in Cd-contaminated soils

不同改良剂对镉污染土壤中小白菜吸收镉的影响



全 文 :中国生态农业学报 2010年 5月 第 18卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2010, 18(3): 654−658 珠江三角洲集约化农田循环高效生产技术集成专题


* 国家科技支撑计划项目(2007BAD89B14)、广东省农业领域重点专项项目(2009A0201005)和广东省社会发展计划项目(2006A36703005)
资助
** 通讯作者: 艾绍英(1968~), 女, 博士, 研究员, 主要从事作物营养与土壤环境研究工作。E-mail: shaoyingai@21cn.com
郭利敏(1984~), 女, 硕士, 主要从事土壤重金属污染修复研究。E-mail: guolimin103@tom.com
收稿日期: 2009-11-20 接受日期: 2010-02-08
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00654
不同改良剂对镉污染土壤中小白菜吸收镉的影响*
郭利敏 1,2 艾绍英 1** 唐明灯 1 李盟军 1 姚建武 1 王艳红 1 曾招兵 1
(1. 广东省农业科学院土壤肥料研究所 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室 广州 510640;
2. 西北农林科技大学资源环境学院 杨凌 712100)
摘 要 采用盆栽试验, 研究了施用石灰、钙镁磷肥、泥炭、碱渣 4 种土壤改良剂对外加镉污染的赤红壤上
小白菜产量、镉吸收量、土壤有效态镉及 pH 的影响。结果表明: 外加 1 mg·kg−1 和 5 mg·kg−1 镉对小白菜
生物量无显著影响, 且 1 mg·kg−1 镉对小白菜生长有一定的促进作用; 施用改良剂对镉污染土壤上小白菜无
显著增产效果。施用 4 种改良剂均能降低小白菜地上部镉含量, 作用效果为石灰≈泥炭>碱渣>钙镁磷肥。不
同改良剂对小白菜根部镉含量影响不同, 泥炭和石灰在所有镉浓度下、钙镁磷肥在 0 和 1 mg·kg−1 镉浓度下
可显著降低根部镉含量, 而碱渣无明显作用, 种植两茬规律一致。土壤有效态镉含量与 pH 呈显著负相关; 施用
石灰、碱渣、钙镁磷肥使土壤 pH 显著升高, 有效态镉含量显著降低, 从而降低小白菜对镉的吸收; 泥炭可显著
提高土壤 pH, 虽降低土壤有效态镉作用效果不显著, 但显著降低小白菜体内镉含量, 这可能与土壤中形成难以
被植物吸收的镉有机结合物有关。两茬蔬菜种植结果显示, 施用后期改良剂对镉污染的抑制效果也较明显。
关键词 改良剂 镉污染 赤红壤 小白菜 镉吸收 生物量 有效态镉 土壤 pH
中图分类号: X53 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)03-0654-05
Effect of amendment on Cd uptake by Brassia chinensis in Cd-contaminated soils
GUO Li-Min1,2, AI Shao-Ying1, TANG Ming-Deng1, LI Meng-Jun1,
YAO Jian-Wu1, WANG Yan-Hong1, ZENG Zhao-Bing1
(1. Soil and Fertilizer Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences; Guangdong Key Laboratory of Nutrient
Cycling and Farmland Conservation, Guangzhou 510640, China; 2. College of Resources and Environmental Science,
Northwest A & F University, Yangling 712100, China)
Abstract The effects of 4 amendments [lime, calcium-magnesium phosphate (Ca-Mg-P fertilizer), alkali slag and peat] on biomass,
Cd uptake of Brassia chinensis, and pH and DTPA-extracted Cd in Cd-contaminated soils were investigated in a pot experiment of
two continuous crops of B. chinensis. The results show insignificant effects on B. chinensis biomass of additions of 1 mg·kg−1 and 5
mg·kg−1 Cd. However, some form of promotion of biomass is noted under 1 mg·kg−1 Cd addition. Amendments do not significantly
improve biomass, but remarkably decrease shoot Cd content in B. chinensis in Cd-polluted soils. The order of efficiency of the 4
amendments on reducing shoot Cd content is lime≈peat>alkali slag>Ca-Mg-P fertilizer. 4 amendments present different
Cd-reduction effects on B. chinensis root. In the first and second crop, peat and lime decrease root Cd under all Cd treatments, while
Ca-Mg-P fertilizer shows the same effect only under 0 and 1 mg·kg−1 Cd. Alkali slag shows not effect. There is a significantly
negative correlation between soil DTPA-extracted Cd and pH. Lime, peat and Ca-Mg-P fertilizer increase soil pH, and decrease
DTPA-extracted Cd, resulting in decreasing shoot Cd content in B. chinensis. Peat increases soil pH, but does not decrease
DTPA-extracted Cd as much as pH. The main mechanism of Cd-reduction effect of peat on B. chinensis shoot could be related with
the formation of organic-chelated Cd, which is difficult for B. chinensis to uptake. Comparison between the two crops indicates that
amendments have a significantly decreasing effect on Cd content in B. chinensis in the second crop.
Key words Amendment, Cd pollution, Latosolic red soil, Brassia chinensis, Cd uptake, Biomass, DTPA-extracted Cd, Soil pH
(Received Nov, 20, 2009; accepted Feb. 8, 2010)
第 3期 郭利敏等: 不同改良剂对镉污染土壤中小白菜吸收镉的影响 655


珠江三角洲地区是我国南方蔬菜生产的重要基
地[1]。随着社会经济的快速发展及工农业废弃物的
不合理排放, 农田生态环境污染日趋严重, 严重威
胁农产品安全生产, 珠江三角洲地区已成为我国环
境污染比较严重的地区之一。调查数据显示, 珠江
三角洲部分城市农田菜地近 40%土壤采样点重金属
含量超标, 其中 10%严重超标 [2], 而蔬菜中重金属
铅、镉含量较高[3]。镉是毒性最强的重金属元素之
一[4], 在土壤中活性较强, 与其他重金属相比, 更易
被植物吸收并在食物链中迁移富集, 危害人类健康。
镉污染土壤的治理和修复措施主要有化学措
施、物理措施、生物措施、生态措施等[5−7]。其中化
学措施因具有经济、方便、对土壤扰动小、容易实
施等优点而成为研究热点[8]。常用的化学改良剂主
要有碱性物质、有机物料以及化学肥料等。改良剂
的修复效果与土壤性质、污染物类型密切相关[9], 应
用该技术前需对目标土壤进行修复效应验证与评
价。由于珠江三角洲地区存在人多地少这一突出矛
盾, 那些已经受到重金属污染的农田土壤仍需继续
利用, 因此针对珠江三角洲地区主要土壤类型及污
染特点应用改良剂、采取边耕种边修复的化学措施
修复镉污染土壤, 对农产品安全生产及社会经济可
持续发展有重要意义。
本研究以珠江三角洲地区典型土壤(赤红壤)为
载体, 选用石灰、钙镁磷肥、泥炭、碱渣 4 种土壤
改良剂, 比较土壤中镉活性和叶菜对镉吸收的变化,
以期筛选出能够降低土壤镉活性及减少叶菜体内镉
含量的改良剂, 为珠江三角洲地区中轻度镉污染土
壤的修复与蔬菜安全生产提供科学方法和理论依据,
进而促进改良剂在大田的推广施用。
1 材料和方法
1.1 供试材料
供试土壤采自广州市白云区, 为赤红壤发育的
菜地土壤, 基本性状为: pH 5.81, 有机质 23.6 g·kg−1,
全氮 1.36 g·kg−1, 碱解氮 238 mg·kg−1, 有效磷 58.5
mg·kg−1, 速效钾 292 mg·kg−1。土壤自然风干后, 过
5 mm 筛, 以 Cd(NO3)2形式外加 0、1 mg·kg−1、5
mg·kg−1 3个梯度的外源镉人工模拟污染土壤(分别
用 Cd0、Cd1、Cd5表示), 老化 3个月后土壤镉含量
分别为: Cd0, 全镉 0.46 mg·kg−1, 有效态镉 0.26
mg·kg−1; Cd1, 全镉 1.47 mg·kg−1, 有效态镉 0.83
mg·kg−1; Cd5, 全镉 5.73 mg·kg−1, 有效态镉 3.64
mg·kg−1。
供试土壤改良剂有 4种, 分别为: 石灰, pH 12.6,
全镉未检出; 钙镁磷肥, pH 9.6, 全镉 2 g·kg−1; 泥
炭, pH 8.2, 全镉 0.07 g·kg−1; 碱渣, pH 8.6, 全镉
0.03 g·kg−1。4种改良剂的用量分别为 3 g·kg−1、
3 g·kg−1、15 g·kg−1、15 g·kg−1。石灰为化学纯, 其
他 3种改良剂为市售商品。
供试蔬菜为小白菜(Brassia chinensis), 种子购
于广东省农业科学院蔬菜研究所。
1.2 试验设计与实施
试验采用镉梯度和改良剂二因素完全组合, 3个
镉梯度与 4 种改良剂及不施改良剂对照(CK)完全组
合, 共 15个处理, 每个处理重复 4次。
盆栽试验在广东省农业科学院土壤肥料研究所
网室进行。每盆装老化的模拟污染土壤 2.5 kg, 浇
水至田间持水量的 75%左右, 稳定 1 d后直播蔬菜。
肥料为尿素和磷酸二氢钾 (均为化学纯 ), 用量为 :
0.2 g(N)·kg−1(土 )、 0.3 g(P2O5)·kg−1(土 )、 0.2
g(K2O)·kg−1(土)。蔬菜长至两片真叶时间苗, 每盆
定苗 4 株, 生长期间称重法浇水, 生长 45 d 后分地
上部和根部收获, 用自来水冲洗干净、擦干、称鲜
重, 65 ℃烘干, 测定水分后粉碎备用。同时采集土
壤, 风干后过 20目尼龙网筛, 备用。不施加改良剂,
继续种植第 2茬小白菜, 管理及取样方法同第 1茬。
1.3 测定方法
小白菜体内镉含量的测定: 取蔬菜干样品, 加
入 HNO3-HClO4(v︰v = 4︰1)浸泡过夜后, 沙浴消解
至近无色, 超纯水溶解定容, 原子吸收分光光度法
测定(Hitachi Z-5000)镉含量, 采用植物样品标准物
质 GSV-1 进行质量控制, 根据水分含量换算为植物
鲜样镉含量进行数据分析。
土壤有效态镉含量的测定: 取 20 目风干土样,
加入 0.005 mol·L−1 DTPA + 0.01 mol·L−1 CaCl2 + 0.1
mol·L−1 TEA 浸提(液土比为 5︰1), 常温下 180
r·min−1震荡 2 h 后, 立即过滤, 滤液中 Cd 含量采
用原子吸收分光光度法测定(Hitachi Z-5000), 采用
土壤标准物质 GSF-5进行质量控制。
土壤 pH的测定: 采用电位法(水土比为 2.5︰1)。
1.4 数据分析
应用Microsoft Excel和 SPSS10.0进行有关数据
的计算、统计与处理, 统计方法采用 LSD 多重比较
法, 差异显著性水平为 5%。
2 结果与分析
2.1 改良剂对小白菜产量的影响
试验设置的镉浓度水平下各处理小白菜均正常
生长, 未出现镉毒害症。统计分析结果显示, 3种镉
浓度对小白菜产量的影响均未达显著水平(P>0.05),
656 中国生态农业学报 2010 第 18卷


但产量均呈 Cd1 > Cd5的趋势(表 1), 说明在本试验
条件下, 外加 1 mg·kg−1、5 mg·kg−1 镉并未影响
小白菜正常生长, 且 1 mg·kg−1 镉处理对小白菜生
长有一定促进作用。不同镉浓度水平下施用 4 种改
良剂对小白菜产量的影响趋势基本一致。碱渣处理
小白菜植株明显矮小, 生长受阻, 产量显著低于对
照处理(P<0.05); 石灰、钙镁磷肥、泥炭处理在种植
第 1 茬时对小白菜产量影响均不显著(P>0.05), 种植
第 2茬时小白菜产量与对照相比均增加, 增加幅度分
别为 23.9%~30.2%、2.4%~20.4%、9.4%~19.8%, 仅有
石灰处理在 3种镉浓度水平下都达显著差异水平。
2.2 改良剂对小白菜地上部和根部镉含量的影响
表 2 为不同处理下小白菜地上部镉含量。由表
2 可知, 小白菜地上部镉含量随外加镉浓度水平的
增加而增加 , 与镉浓度呈极显著正相关 (R=0.847,
N=30, P=0.01)。施用 4种改良剂均能够显著降低小
白菜地上部镉含量(P<0.05), 仅在 Cd1 水平下种植
第 1 茬时钙镁磷肥和碱渣处理的小白菜地上部镉含
量与对照间无显著差异。种植第 2茬时, 3种镉水平
下石灰、钙镁磷肥、泥炭、碱渣处理的小白菜地上
部镉含量比对照分别降低 59.4%~68.4%、41.1%~
50.6%、56.7%~65.2%、41.2%~52.0%。说明改良剂
在种植第 2 茬时仍然有较好的抑制地上部吸收镉的
效果。综合分析两茬结果可知,4 种改良剂降低小
白菜地上部镉含量作用的大小顺序为石灰≈泥炭>
碱渣>钙镁磷肥。
从表 2 可知, 小白菜根部镉含量随土壤镉含量
的增加而增加 , 与外加镉浓度呈极显著正相关
(R=0.924, N=30, P=0.01)。不同改良剂对小白菜根部
镉含量影响不同。种植第 1茬时, 与对照相比, 石灰
和泥炭处理在 3 种镉浓度水平下均显著降低了小白
菜根部镉含量 (P<0.05), 降低幅度分别为 30.3%~
41.0%、33.2%~62.0%, 泥炭降低根部镉含量的作用
效果优于石灰; 钙镁磷肥处理在 Cd0 和 Cd1 水平下
均能显著降低根部镉含量, 但在 Cd5 水平下与对照
无显著差异; 而碱渣处理在 3 种镉浓度水平下均与
对照无明显差异。种植第 2 茬时 4 种改良剂的作用
效果与种植第 1 茬时类似, 但仅泥炭处理的小白菜
根部镉含量在 3 种镉水平下均与对照呈显著差异
(P<0.05)。

表 1 不同改良剂对小白菜产量的影响
Tab. 1 Effect of different amendments on biomass of B. chinensis g·plant−1
第 1茬 First crop 第 2茬 Second crop 处理
Treatment Cd0 Cd1 Cd5 Cd0 Cd1 Cd5
CK 49.83±5.20aA 51.48±5.01aA 46.91±4.28aA 36.56±6.20bA 38.60±1.55bA 35.48±4.06bA
石灰 Lime 46.77±2.19aA 51.95±5.98aA 48.09±0.25aA 47.60±4.89aA 48.44±6.10aA 43.95±3.09aA
钙镁磷肥 Ca-Mg-P fertilizer 50.78±4.37aA 53.41±3.49aA 48.10±5.90aA 40.17±2.46bA 39.51±2.69bA 42.73±1.61aA
泥炭 Peat 48.15±4.79aA 50.17±0.89aA 44.71±1.49aA 43.40±5.97abA 46.23±3.12aA 38.85±7.03bA
碱渣 Alkali slag 25.89±4.69bA 28.64±4.41bA 24.10±6.39bA 22.77±4.06cA 28.28±5.83cA 26.56±2.30cA
同行不同大写字母表示不同镉浓度水平间差异显著, 同列不同小写字母表示不同改良剂间差异显著(P<0.05)。Different capital letters in
one line mean significant difference among cadmium levels, different small letters in one column mean significant difference among amendments
(P<0.05 ).

表 2 不同改良剂对小白菜地上部和根部镉含量的影响
Tab. 2 Effect of different amendments on Cd concentrations in shoots and roots of B. chinensis mg·kg−1(FW)
第 1茬 First crop 第 2茬 Second crop 植物部位
Part of
plant
处理
Treatment Cd0 Cd1 Cd5 Cd0 Cd1 Cd5
CK 0.049±0.01a 0.128±0.02a 1.255±0.17a 0.026±0.01a 0.405±0.09a 1.495±4.06a
石灰 Lime 0.028±0.00c 0.061±0.01b 0.647±0.12c 0.011±0.00b 0.141±0.02b 0.498±3.09c
钙镁磷肥 Ca-Mg-P fertilizer 0.036±0.00b 0.101±0.01a 0.995±0.18b 0.015±0.00b 0.200±0.01b 0.895±1.61b
泥炭 Peat 0.030±0.00bc 0.066±0.01b 0.218±0.03d 0.011±0.00b 0.163±0.02b 0.544±7.03c
地上部
Shoot
碱渣 Alkali slag 0.033±0.01bc 0.117±0.03a 0.872±0.18bc 0.014±0.01b 0.194±0.03b 0.893±2.30b
CK 0.066±0.05a 0.218±0.03a 1.920±0.38a 0.049±0.01b 0.607±0.07a 2.298±0.51a
石灰 Lime 0.046±0.04b 0.129±0.02b 1.242±0.44b 0.039±0.01bc 0.453±0.05b 2.069±0.43ab
钙镁磷肥 Ca-Mg-P fertilizer 0.052±0.05b 0.145±0.01b 2.064±0.21a 0.040±0.01bc 0.503±0.12b 2.557±0.24a
泥炭 Peat 0.044±0.04b 0.083±0.04b 0.979±0.48b 0.027±0.00c 0.349±0.07b 1.443±0.11b
根部
Root
碱渣 Alkali slag 0.065±0.06a 0.256±0.02a 2.478±0.43a 0.078±0.02a 0.788±0.35a 2.725±0.77a
同列字母不同表示差异显著(P<0.05), 下同。Different letters in one column mean significant difference at 0.05 level. The same below.
第 3期 郭利敏等: 不同改良剂对镉污染土壤中小白菜吸收镉的影响 657


研究发现镉在植物体内较难向地上部迁移, 易
在植物根部大量累积, 只有少量转移到地上部。比
较表 2 和表 3 可知, 本研究中小白菜根部镉含量明
显高于地上部镉含量, 与前人研究结论一致[10−12]。
2.3 改良剂对土壤有效态镉和 pH的影响
植物对土壤镉的吸收富集取决于土壤中有效态
镉的含量。本研究选用国内使用较多的 DTPA 法对
土壤有效态镉进行浸提。从表 3 可以看出, 随着外
加镉浓度的提高, 土壤有效态镉含量呈递增趋势。
在试验设置的 3 种镉浓度水平下种植两茬, 改良剂
对土壤有效态镉含量的影响规律一致, 石灰、钙镁
磷肥、碱渣均显著降低土壤有效态镉含量, 降低幅
度分别为 23.9%~38.4%、7.4%~23.5%、14.7%~ 33.9%,
且第 1茬时降低均达显著水平(P<0.05), 降低作用大
小顺序为石灰>碱渣>钙镁磷肥; 泥炭处理使土壤有
效态镉含量增加 , 与对照相比两茬的增加幅度在
1.6%~16.0%之间, 未达到显著水平。
从表 3 可以看出, 不同镉浓度水平下施入改良
剂均可提高土壤 pH。与对照相比, 两茬作物各处理
的差异均达显著水平(P<0.05)。其中碱渣处理 pH变
化幅度最大, 升高 1.23~1.84, 其次是石灰处理, pH
升高 1.17~1.66, 钙镁磷肥和泥炭 pH 变化幅度比较
小, 分别升高 0.54~1.49和 0.30~0.83。
pH 是影响土壤中重金属生物有效性重要因素
之一, 赤红壤本身 pH比较低, 镉生物有效性比较高,
所以 pH升高对土壤中有效态镉影响比较显著。从表
3可以看出, 随着土壤 pH的升高, DTPA提取有效镉
含量呈降低趋势, 二者呈显著负相关。数据相关分
析显示, 土壤 pH(X)和有效态镉含量(Y)在 3 种镉浓
度水平下的相关方程分别为: YCd0=-0.058 X + 0.589
(R=-0.807, N=10, P=0.05); Y Cd1=-0.170 X + 1.708
(R=-0.830, N=10, P=0.05); Y Cd5=-0.678 X + 7.229
(R=-0.824, N=10, P=0.05)。
3 结论与讨论
研究表明, 镉浓度在 0~1 mg·kg−1范围内对油
菜的生长、产量有促进作用, 镉浓度达到 5 mg·kg−1
时油菜产量开始呈下降趋势 [13−14]。本研究也表明 ,
外加 1 mg·kg−1、5 mg·kg−1镉小白菜可正常生长,
未表现出中毒症状, 外加 1 mg·kg−1镉对小白菜有
一定的增产效果, 5 mg·kg−1镉有降低小白菜产量的
趋势, 进一步说明蔬菜镉污染存在很大的隐蔽性。
武淑华等[15]把这种现象解释为低含量镉对植物有积
极地“刺激”作用。添加石灰、钙镁磷肥、泥炭对
镉处理下小白菜无明显的增产效果, 这与前人研究
结果不一致[16−17], 这可能是由于土壤本身肥力较高,
且试验设置的镉浓度未对小白菜的生长产生毒害作
用, 因此改良剂的增产效果不显著。碱渣显著降低
了小白菜的产量, 这可能是因为碱渣盐基离子含量
较高, 在试验施用水平下, 对小白菜的生长造成盐
害, 抑制其生长, 导致生物量较低。
徐明岗等[18]和 Naidu 等[19]研究表明, 土壤中镉
的生物有效性随 pH 升高而降低; 宗良纲等[20]的研
究表明, 土壤有效态镉与土壤 pH呈负相关; 本试验
同样证实这一结论。选用的 4 种改良剂均能显著提
高土壤 pH, 其中碱渣和石灰的作用效果最好。DTPA
提取有效态镉含量随土壤 pH 升高呈下降趋势, 且
与土壤 pH 呈显著负相关, 而赤红壤本身 pH 较低,
重金属生物有效性较高, 因此提高 pH 是抑制赤红
壤上小白菜镉吸收的有效方法。
在镉污染土壤上施用改良剂可以抑制植物对镉
的吸收, 降低植物体内镉含量。本研究结果显示, 在
赤红壤上施用石灰、钙镁磷肥均能显著降低土壤有效
态镉含量, 减少小白菜体内镉含量。这与邱静等[12]
研究石灰和磷肥对籽粒苋吸收镉的影响结果一致 ,
这主要是由于与石灰、钙镁磷肥显著提高了土壤 pH,

表 3 不同改良剂对土壤有效态镉含量和 pH的影响
Tab. 3 Effect of different amendments on DTPA- extracted Cd content and pH of soil
第 1茬 First crop 第 2茬 Second crop 项目
Item
处理
Treatment Cd0 Cd1 Cd5 Cd0 Cd1 Cd5
CK 0.24±0.00a 0.76±0.02a 3.72±0.05a 0.26±0.01a 0.78±0.01a 3.31±0.12a
石灰 Lime 0.17±0.00c 0.47±0.02d 2.55±0.07d 0.18±0.01b 0.59±0.06b 2.44±0.08d
钙镁磷肥 Ca-Mg-P fertilizer 0.22±0.01b 0.65±0.01b 3.22±0.12b 0.23±0.01ab 0.60±0.09a 2.87±0.04c
泥炭 Peat 0.27±0.01a 0.82±0.02a 3.78±0.12a 0.27±0.01a 0.83±0.01a 3.42±0.03a
有效态镉
DTPA- ex-
tracted Cd
( mg·kg-1)
碱渣 Alkali slag 0.19±0.01c 0.54±0.04c 2.90±0.05c 0.22±0.08ab 0.52±0.02c 2.26±0.05e
CK 5.66±0.12d 5.32±0.21d 5.25±0.14c 5.57±0.15c 5.00±0.09c 5.12±0.16c
石灰 Lime 6.83±0.14a 6.81±0.06a 6.68±0.23a 6.78±0.20a 6.47±0.15a 6.78±0.21a
钙镁磷肥 Ca-Mg-P fertilizer 6.23±0.07b 6.25±0.11b 6.06±0.09b 6.11±0.17b 6.49±0.47a 6.21±0.09b
泥炭 Peat 5.96±0.13c 5.94±0.19c 5.90±0.27b 6.16±0.10b 5.97±0.24b 5.95±0.28b
pH
碱渣 Alkali slag 6.96±0.12a 6.90±0.06a 6.82±0.12a 6.80±0.16a 6.84±0.07a 6.93±0.11a
658 中国生态农业学报 2010 第 18卷


使土壤镉有效性降低, 且与丰富的 Ca2+、Mg2+离子
对 Cd2+的吸收有拮抗作用有关。泥炭提高了土壤有
效态镉含量, 却显著降低了小白菜体内镉含量。董
宇宁等[21]研究泥炭、堆肥处理对黑麦草吸收镉的影
响时也有类似结果 , 这可能是因为泥炭富含有机
质、腐殖酸、纤维素等, 且比表面积大, 吸附螯合能
力强 , 有较强的离子交换能力和盐分平衡控制能
力[22], 主要通过与镉形成难溶的螯合物和络合物及
吸附作用来降低土壤镉的有效性。黄德乾等[23]和万
红友等[24]报道, DTPA 提取有效态镉与土壤有机质
显著正相关, 与土壤 pH负相关, 有机质的提高效应
大于 pH的降低效应。因此, 泥炭虽然在一定程度上
提高土壤 pH, 促进土壤镉的水解沉淀, 但泥炭中丰
富的有机质与镉形成有机结合物的能力强于 pH 升
高引起的土壤镉水解沉淀的能力, 而 DTPA 溶液浸
提了部分难以被植物吸收利用的络合态镉, 因此泥
炭处理能降低小白菜体内镉含量, 但是 DTPA 提取
的有效态镉并没有因为 pH 的升高而减少, 这也说
明仅从 pH 及有效态镉的变化上不能确切地反映出
化学改良剂对降低植物吸收镉的影响, 需结合植物
体内累积的镉含量进行验证。碱渣显著降低了土壤
有效态镉含量 , 小白菜地上部镉含量下降不明显 ,
根部镉含量与对照相比显著增加。这与王凯荣等[25]
研究认为基施碱煤渣显著降低早稻糙米镉含量的结
论不一致, 这可能与碱渣的用量不同有关。综合分
析, 本研究选用的改良剂中石灰和泥炭对降低小白
菜地上部镉含量的作用效果最好, 且随着镉浓度水
平增加 , 泥炭的效果优于石灰 , 其次是碱渣 , 但碱
渣对小白菜生长可能存在抑制作用, 其作用效果还
需进一步验证。
本试验种植了两茬小白菜, 研究了改良剂的后
期效果, 从试验结果可以看出, 改良剂在第 2 茬的
试验中仍然有显著抑制小白菜镉吸收的效果。因此
在实际生产中, 可以在第 1 茬施用的基础上, 考虑
适量减少第 2茬的施用量。
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