全 文 ：中国生态农业学报 2010年 1月 第 18卷 第 1期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jan. 2010, 18(1): 158−163


* 云南农业大学基金项目(2006KY03)、云南省科技厅基金项目(2008CD127)、云南省教育厅科研基金项目(07C10715)资助
** 通讯作者, E-mail: xjunfen@hotmail.com
李正强(1983~), 男, 在读硕士研究生, 主要从事矿区植被恢复方面的研究。E-mail: y20020465@126.com
收稿日期: 2009-03-24 接受日期: 2009-09-03
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00158
4种改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕生长
及重金属吸收特性的影响*
李正强 1 熊俊芬 2** 马琼芳 2 张德闪 2 何忠俊 2 王吉秀 2
(1. 丽江市土壤肥料工作站 丽江 674100; 2. 云南农业大学资源与环境学院 昆明 650201)
摘 要 通过盆栽试验研究了铅锌尾矿污染土壤中施用有机肥、石灰、蛭石和白云石等 4 种改良剂对光叶紫
花苕生长发育、叶绿素及重金属 Cu、Cd、Pb、Zn积累特性的影响, 并分析了施用改良剂后土壤 pH和有效态
重金属含量的变化。结果表明, 与对照相比, 不同改良剂及其不同施用水平均能不同程度地提高土壤 pH, 显
著降低土壤各重金属有效态含量, 并显著抑制了 Cd、Pb向光叶紫花苕地上部转移, 降低了重金属在光叶紫花
苕植株地上部的积累, 改善了光叶紫花苕的生长和发育, 光叶紫花苕株高、地上部鲜重和地下部鲜重、叶绿素
含量均有不同程度增加, 其中株高和地上部鲜重增加达到显著水平。4种改良剂的不同处理水平对光叶紫花苕
地下部重金属含量影响均达显著水平。
关键词 铅锌尾矿 污染土壤 改良剂 重金属 光叶紫花苕 生长发育 有效态重金属 土壤 pH
中图分类号: S156.2; X131.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)01-0158-06
Effect of different amendments on growth and heavy metal accumulation
in Vicia villosa Roth varglabrescens cv Yunguangzao in soils polluted
with lead/zinc mine tailings
LI Zheng-Qiang1, XIONG Jun-Fen2, MA Qiong-Fang2, ZHANG De-Shan2, HE Zhong-Jun2, WANG Ji-Xiu2
(1. Soil and Fertilizer Station of Lijiang City, Lijiang 674100, China; 2. Faculty of Resources and Environment, Yunnan Agricultural
University, Kunming 650201, China)
Abstract A pot experiment was conducted to determine the effect of four amendment substances (organic manure, lime, vermicu-
lite and dolomite) on growth and heavy metal (Cu, Cd, Pb and Zn) accumulation in Vicia villosa Roth varglabrescens cv Yunguang-
zao in soils contaminated with lead /zinc mine tailings. Changes in soil pH and available heavy metal content induced by the amend-
ments were also analyzed. The results show that the four amendments significantly increase soil pH while reducing available heavy
metal content in soil. Hence transportation of Cd and Pb from the root to shoot of V. villosa is limited, which reduces heavy metal
accumulation in the shoot. The amendments significantly improve growth of V. villosa, while increasing plant height, shoot and root
fresh weight and chlorophyll content of V. villosa. The induced changes in plant height and shoot fresh weight are significant (P <
0.05) compared to CK. Amendments significantly affect heavy metal accumulation in the root of V. villosa. The effects of the four
amendments on root heavy metals content in V. villosa are also significant.
Key words Lead/zinc mine tailing, Polluted soil, Amendent substances, Heavy metal, Vicia villosa Roth varglabrescens cv
Yunguangzao, Growth and development, Available heavy metal, Soil pH
(Received March 24, 2009; accepted Sept. 3, 2009)
铅锌尾矿污染土壤受选矿废水和尾矿砂的直接影
响, 重金属含量极高, 对植物生长造成毒害生境[1]。近
年来, 选用超累积植物修复重金属污染土壤成为植
物修复的热点, 但超累积植物通常具有植株矮小、
生长缓慢、生物量低、周期长且大多不具有较好经
济效应等缺点, 导致在植物修复工程中应用较少。
第 1期 李正强等: 4种改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕生长及重金属吸收特性的影响 159


诸多学者认为利用非食用且具有经济价值的普通植
物, 并结合向污染土壤中添加改良剂的方法来修复
尾矿污染土壤是一条可行途径 , 并进行了高羊茅
(Festuca arundinacea)、草地早熟禾(Poa pratensis)、
黑麦草(Lolium perenne )、香根草(Vetiveria zizani-
oides)[1−2]等植物对金属的抗性及吸收的研究。
绿肥植物一般适应性较强、生长迅速、生物量
大, 豆科绿肥还具有特殊的生物固氮能力。目前, 研
究绿肥植物对铅锌尾矿土壤中重金属的抗性和吸收
特性的报道尚不多见, 改良剂的施用对重金属的吸
收和抗性产生何种影响亦不清楚。因此本文采用温
室盆栽方法研究了绿肥植物光叶紫花苕(Vicia vil-
losa Roth var glabrescens cv.Yunguangzao)对云南某
铅锌尾矿污染土壤重金属的抗性与吸收特性, 探讨
改良剂的施用对植物吸收重金属的影响, 为利用绿
肥植物修复铅锌尾矿土壤提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试光叶紫花苕(学名为云光早光叶紫花苕, Vi-
cia villosa Roth var glabrescens cv.Yunguangzao)的种
子购于昆明市绿盛种子有限公司。土壤为采自云南
某铅锌矿开采区的(0~20 cm)混合土样, 选用的土壤
改良剂有机肥(猪粪)、石灰、蛭石和白云石均为市售。
1.2 盆栽试验
盆栽试验设对照组(不添加任何改良剂的铅锌
尾矿污染土壤)和处理组, 每组重复 3 次。供试土壤
经自然风干、捣碎、剔除杂物后过 2 mm筛, 测定其
基本理化性质及重金属含量背景值(表 1)。每盆装干
土 3 kg, 并向土壤中分别加入 10 g·kg−1 、20 g·kg−1
和 40 g·kg−1的有机肥、石灰、蛭石和白云石。同
时分别在每盆加入尿素 1.38 g, 磷酸二氢钾 1.19 g,
硫酸钾 0.25 g。浇去离子水, 平衡 1周后播种, 每盆
播种 40粒, 出苗两周后定苗, 每盆留苗 25株。植物
生长期间保持一定的土壤湿度, 并定期观察记录生
长情况。生长 90 d后收获, 沿土面剪取植株地上部

表 1 供试土壤的理化性质
Tab. 1 Physical and chemical properties of tested soils
指标
Index
数值
Value
指标
Index
数值
Value
pH 6.04 EC (ms·cm−1) 0.54
有机质 Organic matter (g·kg−1) 6.39 Cd (mg·kg−1) 8.68
碱解氮 Available N (mg·kg−1) 123.60 Pb (mg·kg−1) 1 148.62
全氮 Total N (g·kg−1) 3.13 Zn (mg·kg−1) 724.62
速效磷 Available P (mg·kg−1) 4.85 Cu (mg·kg−1) 146.45
速效钾 Available K (mg·kg−1) 23.62 As (mg·kg−1) 84.96
分, 测量株高、地上部和地下部鲜重、叶绿素含量,
同时洗出根系, 105 ℃杀青 0.5 h, 70 ℃烘干。
1.3 分析与测定方法
土壤理化性质测定参照参考文献[3]。叶绿素含
量用 95%乙醇提取, 722分光光度计测定。Cd、Pb、
Cu、Zn含量的测定: 土样经王水-高氯酸消化, 植株
分地上部和地下部浓硝酸–高氯酸消化 , 原子吸收
光度法测定(TAS-990原子吸收分光光度计, 北京)。
土壤有效态重金属含量以 0.1 mol·L−1 盐酸提取,
水土比为 1∶10, 原子吸收分光光度计测定。数据采
用DPS2005数据统计软件进行方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2.1 铅锌尾矿污染土壤中施加不同改良剂对光叶
紫花苕生长的影响
由表 2可知, 在 4种改良剂不同处理水平下, 生
长在铅锌尾矿污染土壤中的光叶紫花苕株高、地上
部鲜重和地下部鲜重均较对照有不同程度的增加 ,
且株高和地上部鲜重的增加达显著水平。
向铅锌尾矿土壤中添加改良剂可显著提高光叶
紫花苕株高, 与对照相比, 其增加幅度为 24.23%~
59.61%, 不同改良剂间无显著差异。低浓度处理下,
各改良剂对光叶紫花苕株高增高的顺序为蛭石>白
云石>有机肥和石灰, 中等浓度处理下为白云石>有
机肥>石灰>蛭石, 高浓度处理下为白云石>蛭石>石
灰>有机肥。从同种改良剂不同处理水平对光叶紫花
苕株高的促进程度看, 有机肥为中>低>高, 石灰为
中>高>低, 蛭石为低>中>高, 白云石为高>中>低。
施加改良剂后光叶紫花苕地上部生物量有显著
提高, 相对于对照其增产幅度为 79.24%~240.12%。
地上部生物量最高者为高量白云石处理, 较对照增
产 240.12%; 产量最低者为高量有机肥, 较对照增
产 79.24%。不同改良剂对光叶紫花苕地上部生物量
促进程度顺序为白云石>蛭石>石灰>有机肥。与对照
相比向污染土壤中添加有机肥和石灰可显著增加光
叶紫花苕地下部生物量, 但添加蛭石和白云石未达
显著水平; 不同改良剂的增产顺序为有机肥>石灰>
白云石>蛭石 ; 有机肥和石灰不同处理水平的增产
顺序均为高>中>低。
2.2 铅锌尾矿污染土壤中施加不同改良剂对光叶
紫花苕叶绿素的影响
从表 3 可以看出, 向铅锌尾矿污染土壤中投加
改良剂可使光叶紫花苕叶绿素 a 和叶绿素 b 含量相
对于对照有所增加 , 增加幅度分别为 2 8 .5 7% ~
139.29%和 50%~329.17%, 对照植物失绿症明显。添
加改良剂能够显著提高植物叶绿素总含量, 提高幅
160 中国生态农业学报 2010 第 18卷


表 2 不同改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕地上部鲜重、地下部鲜重、株高的影响
Tab. 2 Effects of different amendments on plant height, shoot and root fresh weight of V. villosa grown on soils polluted
by lead/zinc mine tailings
改良剂
Amendment
处理水平
Treatment level (g·kg−1)
株高
Plant height (cm)
地上部鲜重
Shoot fresh wight (g·pot−1)
地下部鲜重
Root fresh weight (g·pot−1)
对照 CK 0 42.02±1.67cB 9.97±0.18eC 1.12±0.08dC
10 52.53±0.27bA 19.93±2.89cdB 3.72±0.83abcA
20 59.40±3.54ab 19.40±1.78cd 4.13±0.68abc
有机肥
Organic fertilizer
40 52.20±0.46b 17.87±1.51d 5.38±1.06a
10 52.53±5.67bA 18.77±1.21dB 2.29±0.19cdAB
20 58.20±2.90ab 19.78±3.10cd 3.28±0.38bcd
石灰
Lime
40 54.00±2.48b 24.14±3.36cd 5.00±1.47ab
10 59.80±0.27abA 20.07±1.10cdB 2.09±0.17cdBC
20 55.27±4.85b 25.91±2.51bc 2.61±0.68cd
蛭石
Vermiculite
40 54.47±1.90b 20.22±2.55cd 2.21±0.47cd
10 57.90±3.85abA 30.80±1.36abA 2.38±0.25cdBC
20 66.27±0.68a 32.50±0.85a 2.57±0.26cd
白云石
Dolomite
40 67.07±1.95a 33.91±1.45a 2.52±0.25cd
同列不同小写字母代表各处理水平间差异显著(P<0.05),下同 ; 不同大写字母代表各处理间差异显著(P﹤0.05)。Different small letters
within one column indicate significant difference at 5% level among levels of one treatment, the same below; different capital letters indicate signifi-
cant difference at 5% level among different amendments (LSD test).

表 3 不同改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕叶绿素含量的影响
Tab. 3 Effects of different amendments on chlorophyll content of V. villosa grown on soils polluted by lead/zinc mine tailings
叶绿素含量 Chlorophyll content (mg·kg−1) 改良剂
Amendment
处理水平
Treatment level (g·kg−1) 叶绿素 a Chl. a 叶绿素 b Chl. b 总叶绿素 Total chl.
叶绿素 a/b
Chl. a/b
对照 CK 0 0.84±0.02e 0.26±0.03c 1.10±0.02j 3.23
10 1.53±0.08abcd 0.42±0.03bc 1.97±0.02f 3.64
20 1.82±0.15ab 0.44±0.01bc 2.26±0.01d 4.14
有机肥
Organic fertilizer
40 1.08±0.16de 0.52±0.07bc 1.62±0.02i 2.08
10 1.38±0.13bcde 0.57±0.23bc 1.97±0.02f 2.42
20 1.70±0.06abc 0.48±0.01bc 2.18±0.01e 3.54
石灰
Lime
40 1.78±0.08ab 0.52±0.03bc 2.32±0.03c 3.42
10 1.27±0.20cde 0.36±0.06bc 1.64±0.01i 3.53
20 1.68±0.23abc 1.03±0.30a 2.73±0.03a 1.63
蛭石
Vermiculite
40 1.18±0.41cde 0.72±0.11ab 1.89±0.01g 1.64
10 1.77±0.02ab 0.48±0.02bc 2.25±0.01d 3.69
20 2.01±0.02ab 0.59±0.03bc 2.62±0.02b 3.41
白云石
Dolomite
40 1.32±0.13bcde 0.39±0.03bc 1.70±0.03h 3.38

度为 49.09%~138.18%。向铅锌尾矿污染土壤投加的
不同改良剂大部分处理水平的叶绿素 a/b高于对照。
2.3 铅锌尾矿污染土壤中施加不同改良剂对光叶
紫花苕积累重金属的影响
由表 4 可以看出, 向铅锌尾矿污染土壤中添加
改良剂能够不同程度地降低光叶紫花苕植株重金属
含量, 其中对植株地上部 Cd、Pb、Zn的降低效果达
显著水平 ( P< 0 . 0 5 ) , 降低幅度分别为 1 0 .06 % ~
48.60%、14.78%~74.20%、2.74%~16.57%; 但对 Cu
的降低效果不显著。不同改良剂对不同重金属的降
低效果差异较大, Cd的降低顺序为石灰>白云石>有
机肥>蛭石, Pb的降低顺序为白云石>石灰>蛭石>有
机肥, Cu 的降低顺序为白云石>蛭石>石灰>有机肥,
Zn 的降低顺序为石灰>白云石>有机肥>蛭石, 不同
改良剂对 Cd、Zn的降低顺序一致。表 4表明, 向铅
锌尾矿污染土壤中添加改良剂可显著降低光叶紫花
苕根系的Cd含量; 而除低量石灰处理和低量有机肥
处理增加 Pb含量、低量有机肥处理和中量石灰处理
增加 Cu 含量、中量石灰处理增加 Zn 含量外, 其他
处理的不同水平均显著降低了光叶紫花苕根系 Pb、
Cu、Zn 含量; 白云石抑制光叶紫花苕根系吸收 Pb
的效果最为明显, 高量有机肥处理抑制光叶紫花苕
第 1期 李正强等: 4种改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕生长及重金属吸收特性的影响 161


表 4 不同改良剂对各重金属在铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕体内积累和分布的影响
Tab. 4 Effects of different amendments on accumulation and distribution of heavy metals in V. villosa grown on soils
polluted by lead/zinc mine tailings
积累部位
Part
改良剂
Amendment
处理水平
Treatment level (g·kg−1) Cd (mg·kg
−1) Pb (mg·kg−1) Cu (mg·kg−1) Zn (mg·kg−1)
对照 CK 0 1.79±0.04a 163.20±1.70a 9.82±0.07a 87.85±1.60a
10 1.38±0.02c 139.08±4.28b 9.34±0.02bc 85.28±0.32b
20 1.08±0.02e 122.26±0.96d 9.15±0.28cd 83.14±0.36c
有机肥
Organic
fertilizer
40 0.97±0.01f 104.34±4.47ef 8.88±0.1de 80.01±0.33d
10 0.99±0.02f 77.07±0.77h 8.20±0.06f 75.20±0.30ef
20 1.12±0.03e 64.75±0.15i 8.50±0.05ef 75.84±0.16e
石灰
Lime
40 0.97±0.01fg 96.51±0.75g 9.72±0.04ab 74.09±0.07ef
10 1.61±0.05b 131.08±2.22c 9.26±0.24cd 85.44±1.24b
20 1.57±0.03b 99.82±0.84fg 8.09±0.07fg 83.28±0.18c
蛭石
Vermiculite
40 1.32±0.03cd 123.42±0.64d 8.16±0.04f 83.07±0.29c
10 1.28±0.02d 107.00±1.00e 7.74±0.06g 80.97±0.19d
20 0.92±0.02f 42.10±0.55j 6.20±0.20h 73.29±0.31f
地上部
Shoot
白云石
Dolomite
40 1.12±0.02e 71.85±1.70h 8.40±0.06f 79.23±0.33d
对照 CK 0 15.38±0.08a 1 020.12±1.34c 39.00±0.60c 121.22±1.22b
10 14.31±0.05b 1 090.76±0.99a 41.21±0.35b 121.95±0.11ab
20 9.79±0.04h 890.54±0.76f 25.92±0.14h 109.21±0.45d
有机肥
Organic
fertilizer
40 7.20±0.01l 572.71±6.84l 25.07±0.09h 90.90±0.26g
10 9.37±0.03i 1 049.80±2.16b 34.10±0.21d 113.23±0.37c
20 8.33±0.07j 919.22±2.54e 43.04±0.92a 123.09±0.31a
石灰
Lime
40 6.39±0.04m 1 015.33±2.57c 27.60±0.39g 82.92±0.18h
10 7.50±0.05k 662.35±3.46j 29.21±0.25f 102.71±0.09f
20 13.27±0.04c 766.04±0.17h 29.93±0.17f 109.21±0.45d
蛭石
Vermiculite
40 12.37±0.07d 929.67±5.89d 31.98±0.22e 110.47±1.04d
10 11.19±0.04e 641.41±0.54k 29.49±0.07f 103.04±0.06f
20 10.86±0.06f 721.12±2.14i 31.58±0.48e 106.27±0.38e
地下部
Root
白云石
Dolomite
40 10.27±0.07g 803.12±1.23g 44.17±0.33a 109.45±0.71d

根系吸收Cu的效果最为明显, 而高量石灰处理抑制
光叶紫花苕根系吸收 Zn的效果最明显。
2.4 铅锌尾矿污染土壤中施加不同改良剂对光叶
紫花苕重金属转运系数、土壤 pH 和有效态重
金属含量的影响
向铅锌尾矿污染土壤中添加改良剂能够显著降
低土壤中各重金属的有效态含量(表 5)。不同改良剂
降低土壤有效态重金属含量顺序排列: Cd 为石灰>
蛭石>白云石>有机肥, Pb、Cu、Zn 均为石灰>白云
石>蛭石>有机肥, 表明石灰降低土壤有效态重金属
含量的效果最明显。由表 5 中转运系数可以看出,
Cu、Cd、Pb 3种重金属在光叶紫花苕地上部所占比
例的最小值所对应的均为中量白云石处理, 说明中
量白云石处理抑制 Cu、Cd、Pb 向光叶紫花苕地上
部转移的效果最明显。各改良剂抑制 Cd向光叶紫花
苕地上部转移作用的大小顺序为白云石>有机肥>石
灰>蛭石, Pb为石灰>白云石>有机肥>蛭石, Cu为白
云石>石灰>蛭石>有机肥, Zn 为石灰>白云石>蛭石
和有机肥。由表 5 可知, 石灰、蛭石和白云石的施
用能够明显提高土壤 pH, 且石灰的提高效果与其施
用量呈正比, 而有机肥对土壤 pH的影响较小。
3 讨论
白云石是一种含 Ca、Mg的碳酸盐非金属矿物,
农业领域主要用于改良土壤、降低土壤酸度[4]。酸
性土壤施用天然沸石和白云石粉, 对提高土壤的保
肥性能及养分的有效性、降低土壤酸度有良好作
用[4−5]。白云石对光叶紫花苕株高、生物量的促进作
用可能与其提高土壤 pH, 使重金属与碳酸盐、磷酸
盐等形成难溶化合物而降低生物有效性有关。有研
究证明, 提高土壤 pH 的材料(如白云石、碳酸钙等)
所含的 Ca2+、Mg2+对重金属离子有拮抗作用, 参与
竞争植物根系上的吸收位点, 从而抑制植物对重金
属的吸收[6]。也有研究表明, 土壤中多种重金属存在
着化学沉淀平衡, 土壤环境条件的变化, 例如 pH、
其他阴阳离子的存在都会影响重金属化学沉淀平
162 中国生态农业学报 2010 第 18卷


表 5 改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕的各重金属转运系数、土壤 pH及重金属有效态含量的影响
Tab. 5 Effects of amendments on soil pH, available heavy metals contents and transfer of heavy metals in V. villosa grown
on soils polluted by lead/zinc mine tailings
转运系数 Transfer coefficient 有效态重金属含量 Available heavy metal content (mg·kg−1)
改良剂
Amendment
处理水平
Treatment
level
(g·kg−1) Cd Pb Cu Zn Cd Pb Cu Zn
pH
对照 CK 0 0.12 0.16 0.25 0.72 2.62±0.01a 307.99±1.13a 2.54±0.05a 11.76±0.12a 6.04
10 0.10 0.13 0.23 0.70 2.25±0.01b 227.78±1.10g 1.43±0.02c 11.23±0.04bcd 6.14
20 0.11 0.14 0.35 0.76 2.02±0.01de 239.98±1.53e 1.46±0.04c 11.39±0.06b 6.27
有机肥
Organic
fertilizer 40 0.13 0.18 0.35 0.88 1.98±0.01e 256.36±1.18d 2.00±0.02b 11.28±0.06bc 6.19
10 0.11 0.07 0.24 0.66 1.54±0.02g 123.10±0.32k 0.16±0.01i 10.54±0.05e 7.62
20 0.13 0.07 0.20 0.62 0.20±0.01h 98.16±0.24l 0.29±0.02h 9.81±0.01f 7.89
石灰
Lime
40 0.15 0.10 0.35 0.89 2.15±0.03c 97.17±0.71l 0.85±0.01e 8.69±0.04g 8.82
10 0.21 0.20 0.32 0.83 2.19±0.01bc 261.80±0.60c 1.02±0.01d 11.13±0.06cd 7.07
20 0.12 0.13 0.27 0.76 2.05±0.01d 235.82±0.02f 0.75±0.04f 11.28±0.04bc 7.03
蛭石
Vermiculite
40 0.11 0.13 0.26 0.75 1.91±0.02f 221.33±0.44h 0.19±0.02i 11.11±0.02cd 7.05
10 0.11 0.17 0.26 0.79 2.16±0.01c 296.74±0.60b 0.57±0.03g 11.06±0.04d 6.98
20 0.08 0.06 0.20 0.69 2.18±0.06c 206.94±0.62i 0.53±0.03g 11.16±0.04cd 6.91
白云石
Dolomite
40 0.11 0.09 0.21 0.72 1.90±0.02f 191.26±0.44j 0.22±0.01i 11.13±0.02cd 6.96
转运系数=地上部重金属含量/地下部重金属含量 Transfer coefficient=shoot heavy metal content / root heavy metal content.

衡[7]。本试验中 20 g·kg−1有机肥和石灰及 10 g·kg−1
蛭石对光叶紫花苕株高的促进效果好于三者高量处
理的现象, 可能是由于不同处理水平改良剂的加入
导致土壤环境条件的改变, 提高了某些阴阳离子的
拮抗作用; 或者某些阴阳离子的存在影响到各重金
属的化学沉淀平衡。具体机理有待进一步研究。蛭
石属于黏土矿物, 其促进光叶紫花苕生长的原因可
能是所含的 Ca2+、Mg2+对重金属离子具有拮抗作用,
参与竞争植物根系上的吸收位点, 从而抑制植物对
重金属的吸收。具体的反应机理有待进一步研究。
有研究表明, 土壤施加石灰后, 水溶态 Cd随石灰用
量增加而急剧减少; 交换态 Cd、有机结合态 Cd 在
pH>5.5 时随石灰用量增加而急剧减少[8]。施用石灰
可降低或显著降低土壤 Hg、Cd、Pb 的植物可利用
性[9]。石灰促进光叶紫花苕生长的原因可能是其降
低了重金属离子的植物可利用性。本试验结果表明,
有机肥能够提高光叶紫花苕地下部生物量, 减少重
金属对作物根系的毒害作用, 这与孙健等[10]的研究
结果一致。
植物叶片叶绿素含量的高低反映了光合作用的
强弱。严重玲等[11]认为叶绿素含量的减少是叶片衰
老的重要标志。本试验结果表明, 在施加改良剂的
铅锌尾矿污染土壤上生长的光叶紫花苕叶绿素总含
量均显著高于对照, 说明 4 种改良剂均能缓解土壤
重金属对光叶紫花苕叶片的毒害作用, 有利于提高
叶片光合作用能力, 促进光叶紫花苕生长, 这与袁
敏等[12]的研究结论一致。Woolhouse[13]认为: 随着叶
片的衰老, 植物叶绿素含量逐渐下降, 叶绿素 a 比
叶绿素 b下降得更快, 叶绿素 a/b可作为叶片衰老的
标志, 同时也是衡量叶片感受重金属污染相对敏感
的一个生理指标。本试验中, 叶绿素 a/b的变化同样
表明向铅锌尾矿污染土壤中添加改良剂能够缓解土
壤重金属对光叶紫花苕的毒害作用, 减缓光叶紫花
苕叶片的衰老。
综合分析不同改良剂对 4 种重金属在光叶紫花
苕植株地上部含量的影响 , 相对于蛭石和有机肥 ,
白云石和石灰的重金属降低效果较好。光叶紫花苕
地上部各重金属含量降到最低值时所对应的均为 20
g·kg−1白云石处理, 具体机理需进一步研究。除 Cu
外, 光叶紫花苕地上部各重金属升到最高值时所对
应的均是不同改良剂浓度的低剂量, 这在一定程度
上说明光叶紫花苕地上部分重金属积累量与土壤中
改良剂的施用量之间存在一定的相关性, 这与孙健
等[10]的研究结论一致。就光叶紫花苕根系重金属含
量而言, 改良剂的添加对其影响表现出一定的差异,
具体因改良剂种类、处理水平和重金属种类而异。
不同改良剂作用下, 光叶紫花苕对 Cu、Zn转运
系数总体上有所提高, 这对利用光叶紫花苕提取污
染土壤中的 Cu、Zn 具有一定的参考价值。从转运
系数看, 各重金属均为根系中的浓度大于茎叶中的
浓度, 这与以往许多报道一致[14−15]。一般来说, 植物
吸收重金属的量在很大程度上取决于土壤中重金属
存在的形态, 土壤中以有效态存在的重金属易被植
物吸收, 易对植物的生长产生影响。有研究表明, 土
第 1期 李正强等: 4种改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕生长及重金属吸收特性的影响 163


壤 pH 的升高能够显著降低土壤有效态重金属含量,
从而减轻重金属对植物的毒害[16], 石灰不仅可改善
土壤的强酸性[17−18], 还可降低重金属离子的生物有
效性[18], 本文支持这一观点。10 g·kg−1蛭石处理土
壤 pH 升高最明显, 这恰与其对光叶紫花苕株高的
影响趋势一致, 说明蛭石主要是通过提高土壤 pH
来抑制污染土壤中重金属活性, 从而促进光叶紫花
苕的生长。
4 结论
4 种改良剂不同处理水平下, 生长在铅锌尾矿
污染土壤中的光叶紫花苕株高、地上部鲜重和地下
部鲜重均较对照有不同程度的增加, 其中株高和地
上部鲜重达显著水平。对于株高和地上部鲜重而言,
40 g·kg−1白云石的增产效果最明显, 对于地下部鲜
重, 40 g·kg−1有机肥的增产效果最明显。
向铅锌尾矿污染土壤中投加改良剂均能够使光
叶紫花苕叶绿素 a、叶绿素 b 和总叶绿素含量增加,
其中叶绿素总含量显著高于对照。
与对照相比, 4种改良剂均能显著降低光叶紫花
苕植株地上部重金属含量。就光叶紫花苕根系重金
属含量而言, 改良剂的添加对其影响表现出一定的
差异, 具体因改良剂种类、处理水平和重金属种类
而异。
不同改良剂的大部分处理水平能够抑制 Cd、Pb
向光叶紫花苕地上部转移, 其中 20 g·kg−1白云石的
抑制效果最明显。不同改良剂作用下, 光叶紫花苕
对 Cu、Zn转运系数总体来看有所提高, 且白云石和
石灰的效果最明显。
向铅锌尾矿污染土壤中添加改良剂能够显著降
低土壤各重金属的有效态含量, 且石灰降低土壤有
效重金属含量效果最明显。石灰、蛭石和白云石的
施用能够明显提高土壤 pH, 且石灰的提高效果与其
施用量呈正比。
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