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不同生态型小飞蓬对酸樱桃镉积累及土壤酶活性的影响



全 文 :华北农学报·2013,28(6) :153 -158
收稿日期:2013 - 07 - 28
基金项目:国家农业科技成果转化资金项目(2011GB2F000006)
作者简介:程 籍(1989 -) ,男,重庆万州人,在读硕士,主要从事果树生理生态研究。程籍、廖明安为同等贡献作者。
通讯作者:廖明安(1957 -) ,男,四川仁寿人,教授,博士,博士生导师,主要从事果树生理生态及栽培研究。
不同生态型小飞蓬对酸樱桃镉积累及
土壤酶活性的影响
程 籍1,廖明安1,林立金1,2,刘 娟1,汤福义1,罗 丽1,梅洛银1,刘 雨1
(1.四川农业大学 园艺学院,四川 雅安 625014;2.雅安水土保持生态环境监测分站,四川 雅安 625000)
摘要:为研究镉污染下,不同生态型小飞蓬对酸樱桃镉积累及土壤酶活性的影响,通过盆栽试验研究了 2 类生态
型(矿山生态型和非矿山生态型)小飞蓬与酸樱桃混种对 2 类植物生物量、镉含量及土壤酶活性的影响。结果表明,
与矿山生态型和非矿山生态型小飞蓬混种的酸樱桃地上部生物量分别较单种降低了 31. 92%和 34. 62%,根系生物量
较单种分别降低了 42. 47%和 33. 33%;地上部镉含量分别比单种下降 35. 42%和 44. 44%,根系的镉含量分别比单种
下降 17. 01%和 28. 70%。2 种混种方式均使土壤有效镉含量、土壤过氧化氢酶活性、土壤脲酶活性较各自单种有所
增加,土壤蔗糖酶活性有所下降。因此,2 种不同生态型小飞蓬混种酸樱桃,虽然使酸樱桃生长受到一定抑制,但对土
壤微生物环境有一定改善效果,且能有效降低酸樱桃对镉的吸收,其中以混种矿山生态型小飞蓬的效果更好。
关键词:酸樱桃;小飞蓬;混种;镉积累;土壤酶活性
中图分类号:S662. 5;Q945. 78;X53 文献标识码:A 文章编号:1000 - 7091(2013)06 - 0153 - 06
Effects of Different Ecotypes of Conyza canadensis on Cd Accumulation of
Sour Cherry and Soil Enzyme Activity
CHENG Ji1,LIAO Ming-an1,LIN Li-jin1,2,LIU Juan1,TANG Fu-yi1,LUO Li1,MEI Luo-yin1,LIU Yu1
(1. College of Horticulture,Sichuan Agricultural University,Yaan 625014,China;2. Yaan Soil
and Water Conservation Monitoring Substation,Yaan 625000,China)
Abstract:To study the effects of different ecotypes of Conyza canadensis on cadmium(Cd)accumulation of
sour cherry and soil enzyme activity,the pot experiment was adopted to study the effects of intercropping two eco-
types(Mining and non-mining ecotype)of Conyza canadensis and sour cherry on their biomass,Cd content and soil
enzyme activity. The results showed that,sour cherry intercropping with mining or non-mining ecotype of Conyza
canadensis,the shoot biomass were respectively decreased by 31. 92% and 34. 62% than the monoculture,the root
biomass were respectively decreased by 42. 47% and 33. 33% than the monoculture;the Cd content in shoot were
respectively decreased by 35. 42% and 44. 44% than the monoculture,the Cd content in root respectively decreased
17. 01% and 28. 70% than the monoculture. The soil available Cd content,soil catalase activity,soil urease activity
were respectively increased than the monoculture in both two kinds of intercropping methods,but the soil sucrase ac-
tivity was decreased. Therefore,two different ecotypes of Conyza canadensis intercropping with sour cherry,although
lead to the sour cherry growth had been inhibited,they improved the soil microbial environment to some extent,and
could reduce the Cd absorbed by sour cherry effectively,and mining ecotype of Conyza canadensis intercropping with
sour cherry had a better effect.
Key words:Sour cherry;Conyza canadensis;Intercropping;Cd accumulation;Soil enzyme activity
果树在我国国民经济中占越来越重要的地位,
樱桃是我国重要果品之一。我国水果重金属污染较
其他大田作物轻,但它也面临着受重金属镉污染的
危险。汤民等[1]的研究表明,樱桃园的土壤镉含量
达到了警戒水平。Li 等[2]对广州 3 个果园的阳桃、
黄皮和桂圆重金属污染调查中发现,3 种水果可食
154 华 北 农 学 报 28 卷
部分镉质量分数(以鲜质量计)均超过 0. 03 mg /kg
(我国绿色食品 Cd限量标准)。冯建国等[3]关于苹
果园重金属污染的报道显示果实镉含量超标
8. 1%。我国有关农作物和蔬菜重金属镉防治方面
的研究较多,但关于果树的报道较少[4 - 7],在樱桃方
面更是鲜有报道。因此,为了生产绿色、无公害樱
桃,樱桃园重金属污染治理显得尤为重要。
治理镉污染的措施有客土排土、化学改良、生物
改良、增施有机肥等方法,其中生物改良中的植物修
复技术因其具有经济高效、绿色净化、易于后续处理
等优点,显示出了良好的生态、经济和社会效益,具
有广阔的应用前景[8 - 9]。混种在我国农业生产中历
史悠久,它可以影响互作植物对养分和重金属的吸
收。通过合理混种可以提高土壤酶活性,改善土壤
微生物环境[10 - 11]。运用重金属低累积作物与超富
集植物混种,有可能在治理污染土壤的同时,收获符
合卫生标准的产品,且不需要间断农业生产[12]。蒋
成爱等[13]报道,与东南景天混作后显著地降低了玉
米和黑麦草对镉和锌的吸收。王激清等[14]发现印
度芥菜和油菜互作时植株的吸镉量和对土壤的净化
率均高于单作。黑亮等[15]发现东南景天与玉米套
种显著提高了超富集东南景天提取镉的效率,而且
生产出的玉米籽粒重金属含量符合食品和饲料卫生
标准。但目前尚未见到有关混种应用于果树镉污染
防治的研究报道。
酸樱桃(Prunus cerasus Mill.)是优良的樱桃砧
木种质。樱桃生产多采用砧木嫁接方式,砧木吸收、
积累和转运重金属的能力可直接决定地上部果实重
金属的含量[16]。小飞蓬 (Conyza canadensis L.
Cronq.)作为一种镉富集植物[17],可以运用于低浓
度土壤镉污染修复[18]。鉴于此,本研究将酸樱桃扦
插苗与 2 种不同生态型(矿山生态型和非矿山生态
型[19])小飞蓬混种于镉污染的土壤中,探讨混种对
酸樱桃生物量、镉含量及土壤酶活性的影响,为樱桃
重金属镉污染防治提供参考,也可为指导果树绿色、
无公害生产奠定一定基础。
1 材料和方法
1. 1 供试土壤
试验位于四川农业大学雅安校区农场(海拔
620 m,年均日照量 1 035 h,年均温 16. 2 ℃,年均降
雨量为 1 743. 3 mm,年均蒸发量 1 011. 2 mm)。试
验土壤为紫色土,其基本理化性质为:pH 值 6. 94,
有机质含量 43. 64 g /kg,全氮含量 3. 63 g /kg,全磷
含量 0. 38g /kg,全钾含量 17. 54 g /kg,碱解氮含量
195. 00 mg /kg,速效磷含量 6. 25 mg /kg,速效钾含量
191. 13 mg /kg,全镉含量 0. 103 mg /kg,有效态镉含
量 0. 022 mg /kg。
1. 2 供试植物
小飞蓬种子分别采至雅安市汉源县唐家山铅锌
矿区(受镉污染)和四川农业大学农场农田(未受镉
污染) ,2011 年 10 月将种子分别于采集地播种育
苗。酸樱桃,由四川农业大学园艺院提供,2012 年 2
月将同一株树一年生 5 mm粗枝条剪成 15 cm 长扦
插于同一无镉污染土壤。
1. 3 盆栽试验
试验用塑料盆直径 21 cm,高 20 cm。2012 年 4
月,将过 6. 72 mm(3 目)筛的风干土 2. 0 kg 装入塑
料盆,加入分析纯形式的 CdCl2·2. 5H2 O(镉含量为
10 mg /kg) ,保持土壤湿润,不定期翻土混匀。2012
年 5 月,每盆施 5 g复合肥后,将长势相同的幼苗进
行移栽。不同生态型的小飞蓬幼苗单种每盆分别种
植 4 株,樱桃扦插幼苗单种每盆分别种植 3 株;不同
生态型小飞蓬和樱桃幼苗混种分别种植 2 株,共 5
个处理(酸樱桃单种、非矿山小飞蓬单种、矿山小飞
蓬单种、酸樱桃混非矿山小飞蓬、酸樱桃混矿山小飞
蓬) ,每个处理重复 3 次。盆与盆之间的距离为 15
cm,完全随机摆放,统一管理,不定期交换盆与盆的
位置,以减弱边际效应。
1. 4 样品收集与分析测定
移栽 75 d 后,将植物地上部分、地下部分和土
壤分别封装。
植物样品:泥土洗净后,用去离子水反复冲洗,
于 105 ℃下杀青 15 min,70 ℃烘至恒重,称重。粉
碎后采用硝酸-高氯酸消化(体积比为 4 ∶ 1) ,用
iCAP 6300 型 ICP 光谱仪测定(Thermo Scientific,
USA)镉元素含量。
土壤样品:将各个样品独立混匀、风干后过
1 mm筛,测定 pH 值(土水比 1 ∶ 2. 5)。用高锰酸钾
法测土壤过氧化氢酶活性;用比色法测土壤脲酶活
性和土壤蔗糖酶活性[20]。用 0. 005 mol /L DTPA-0. 1
mol /L TEA-0. 01 mol /L CaCl2浸提(土液比 1 ∶ 5) ,
25 ℃振荡 2 h,用 iCAP 6300 型 ICP 光谱仪测定土
壤有效镉含量。
1. 5 数据处理
数据采用 SPSS进行方差分析,用 Excel 作图。
2 结果与分析
2. 1 混种对酸樱桃及小飞蓬生物量的影响
2. 1. 1 混种对酸樱桃生物量的影响 从表 1 可以
6 期 程 籍等:不同生态型小飞蓬对酸樱桃镉积累及土壤酶活性的影响 155
看出,镉胁迫下,混种使酸樱桃地上部以及根系的生
物量均明显降低。非矿山生态型和矿山生态型小飞
蓬各自与酸樱桃混种,混种的酸樱桃地上部生物量
较单种分别降低了 31. 92%(P < 0. 01)和 34. 62%
(P < 0. 01) ,混种的酸樱桃根系生物量较单种分别
降低了 42. 47%(P < 0. 01)和 33. 33%(0. 01 < P <
0. 05)。2 种混种之间酸樱桃地上部和根系生物量
均无明显差异。
2. 1. 2 混种对小飞蓬生物量的影响 由于试验地
与矿山生态型小飞蓬采样地气候条件有较大差异,
矿山生态型小飞蓬在试验地区非镉胁迫土壤条件下
的生长情况较差,表现出一定生态不适应性,因此试
验中,矿山生态型小飞蓬的生物量较非矿山生态型
小飞蓬的生物量略低。
从表 1 可以看出,镉胁迫条件下,非矿山生态型
和矿山生态型小飞蓬各自与酸樱桃混种,混种后的
非矿山生态型小飞蓬和矿山生态型小飞蓬地上部生
物量分别较其单种各自降低了 21. 98%(P > 0. 05)和
1. 89%(P >0. 05) ,根系生物量分别较其单种各自降
低了 41. 18%(P <0. 01)和 34. 62%(P <0. 01)。
表 1 不同混种方式对镉胁迫下各处理植物生物量的影响
Tab. 1 Effects of different intercropping patterns on plants’biomass of each treatment under cadmium stress g /plant
植物
Plants
处理
Treatments
地上部生物量
Shoots biomass
根系生物量
Roots biomass
酸樱桃 酸樱桃单种 5. 20 ± 0. 32aA 1. 86 ± 0. 09aA
Sour cherry 非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 3. 54 ± 0. 26bB 1. 07 ± 0. 12bB
矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 3. 40 ± 0. 18bB 1. 24 ± 0. 18bAB
非矿山生态型小飞蓬 非矿山生态型小飞蓬单种 0. 91 ± 0. 07aA 0. 34 ± 0. 02aA
Non-mining ecotype of C. canadensis 非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 0. 71 ± 0. 11abAB 0. 20 ± 0. 01bcBC
矿山生态型小飞蓬 矿山生态型小飞蓬单种 0. 53 ± 0. 07bB 0. 26 ± 0. 02bB
Mining ecotype of C. canadensis 矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 0. 52 ± 0. 01bB 0. 17 ± 0. 01cC
注:数据为平均值 ±标准误差,大小写字母分别表示差异达 1%和 5%显著性水平,同列字母相同表示差异不显著(P > 0. 05)。表 2 ~ 4 同。
Note:Values are given as average value ± standard error. The capital or lowercase letters are significantly different at 1% and 5% probability levels and
the same letters in same column indicate no significant difference(P > 0. 05). The same as Tab. 2 - 4.
2. 2 混种对酸樱桃及小飞蓬镉积累的影响
从表 2 可以看出,各处理中酸樱桃地上部与根
系镉含量分别为 0. 80 ~ 1. 44,39. 90 ~ 55. 96 mg /kg,
地上部吸收镉的能力远小于根系。小飞蓬作为镉富
集植物,地上部与根系镉含量均比酸樱桃高。这表
明植物对镉的吸收会因植物种类和部位的不同而有
一定差异。
2. 2. 1 混种对酸樱桃镉积累的影响 在表 2 酸樱
桃的镉含量中发现,在镉胁迫条件下,非矿山生态型
和矿山生态型小飞蓬各自与酸樱桃,混种混种后的
酸樱桃地上部镉含量分别较单种下降了 35. 42%
(0. 05 > P > 0. 01)和 44. 44%(P < 0. 01) ,根系的镉
含量分别比单种下降了 17. 01%(0. 05 > P > 0. 01)
和 28. 70%(P < 0. 01)。与矿山生态型小飞蓬混种
的酸樱桃地上部和根系镉含量均分别略低于与非矿
山生态型小飞蓬混种的酸樱桃,差异不显著。这说
明混种处理能有效减少酸樱桃地上部、根系对镉的
吸收,且以矿区小飞蓬混种酸樱桃对降低酸樱桃镉
吸收的效果更好。
表 2 不同混种方式对镉胁迫下各处理植物镉含量的影响
Tab. 2 Effects of different intercropping patterns on Cd content in plants of each treatment under cadmium stress mg /kg
植物
Plants
处理
Treatments
地上部镉含量
Cd content in shoots
根系镉含量
Cd content in roots
酸樱桃 酸樱桃单种 1. 44 ± 0. 19aA 55. 96 ± 3. 68aA
Sour cherry 非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 0. 93 ± 0. 03bAB 46. 44 ± 0. 88bAB
矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 0. 80 ± 0. 05bB 39. 90 ± 1. 68bB
非矿山生态型小飞蓬 非矿山生态型小飞蓬单种 19. 64 ± 1. 09cB 28. 69 ± 1. 02cC
Non-mining ecotype of C. canadensis 非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 23. 55 ± 0. 80bB 63. 30 ± 3. 54aA
矿山生态型小飞蓬 矿山生态型小飞蓬单种 23. 87 ± 1. 32bAB 22. 52 ± 1. 09cC
Mining ecotype of C. canadensis 矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 29. 19 ± 1. 37aA 45. 89 ± 1. 15bB
2. 2. 2 混种对小飞蓬镉积累的影响 由表 2 非矿
山及矿山生态型小飞蓬的镉含量得知,在镉胁迫下,
非矿山生态型和矿山生态型小飞蓬各自与酸樱桃混
种,混种后的非矿山生态型小飞蓬和矿山生态型小飞
蓬地上部镉含量分别较其单种各自增加了 19. 91%
(0. 05 > P > 0. 01)和 22. 29%(0. 05 > P > 0. 01) ,根
156 华 北 农 学 报 28 卷
系镉含量分别较其单种各自增加了 120. 63%(P <
0. 01)和 103. 77%(P < 0. 01)。混种后的矿山生态
型小飞蓬地上部分镉含量极显著高于混种的非矿山
生态型小飞蓬,但根系的镉含量却极显著低于混种
的非矿山生态型小飞蓬。结果表明,与对酸樱桃的
影响相反,混种对非矿山和矿山生态型小飞蓬的镉
吸收能力具有增强效应,对小飞蓬根系镉吸收的影
响更明显。
2. 3 酸樱桃混种小飞蓬对土壤 pH 值及镉有效态
含量的影响
由表 3 可以看出,在镉胁迫条件下,各处理间土
壤 pH值的变化较小,混种处理的土壤有效镉含量
分别比相应单种处理高或略高。
酸樱桃与非矿山生态型小飞蓬混种后,土壤有
效镉含量均极显著高于酸樱桃单种和非矿山生态型
小飞蓬单种,分别升高了 22. 24% (P < 0. 01)和
9. 15%(P < 0. 01)。酸樱桃与矿山生态型小飞蓬混
种后,土壤有效镉含量极显著高于酸樱桃单种,提高
了 37. 14%(P < 0. 01) ;略高于矿山生态型小飞蓬单
种,但不显著(P > 0. 05)。混种处理间土壤有效镉
含量比较,矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃 >非矿山
生态型小飞蓬混种酸樱桃,差异极显著(P < 0. 01)。
单种处理间土壤有效镉含量比较:矿山生态型小飞
蓬单种 >非矿山生态型小飞蓬单种 >酸樱桃单种,
差异均极显著(P < 0. 01)。
结果说明小飞蓬对土壤镉的活化能力比酸樱桃
强,且以矿山生态型小飞蓬更优;混种处理比单种处
理对土壤镉的活化能力更强,以矿山生态型小飞蓬
混种酸樱桃的处理最优。
表 3 植物收割后土壤浸提的有效镉含量
Tab. 3 The available Cd content in the soils after plants growth
处理
Treatments
pH值
pH values
有效镉含量 /(mg /kg)
Available Cd content
酸樱桃单种 Sour cherry monoculture 7. 63 ± 0. 15aA 5. 17 ± 0. 18dD
非矿山生态型小飞蓬单种 Non-mining ecotype of C. canadensis monoculture 7. 70 ± 0. 31aA 5. 79 ± 0. 04cC
矿山生态型小飞蓬单种 Mining ecotype of C. canadensis monoculture 7. 78 ± 0. 17aA 7. 05 ± 0. 12aA
非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃
Non-mining ecotype of C. canadensis intercropping with sour cherry
7. 69 ± 0. 28aA 6. 32 ± 0. 03bB
矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃
Mining ecotype of C. canadensis intercropping with sour cherry
7. 74 ± 0. 17aA 7. 09 ± 0. 02aA
2. 4 酸樱桃混种小飞蓬对土壤酶活性的影响
2. 4. 1 酸樱桃混种小飞蓬对土壤过氧化氢酶活
性的影响 由表 4 可以看出,在镉胁迫条件下,不
同混种方式对土壤过氧化氢酶活性的影响不同。
矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃的土壤过氧化氢酶
活性较酸樱桃单种提高了 20. 00%(P < 0. 01) ,与
矿山生态型小飞蓬单种相同(P > 0. 05) ,且较非矿
山生态型小飞蓬混种酸樱桃的土壤过氧化氢酶活
性高出了 20. 00%(P < 0. 01)。非矿山生态型小
飞蓬混种酸樱桃的土壤过氧化氢酶活性与酸樱桃
单种相同,较非矿山生态型小飞蓬单种略高,差异
不显著(P > 0. 05)。矿山生态型小飞蓬单种和矿
山生态型小飞蓬混种酸樱桃的土壤过氧化氢酶活
性最大,均为 0. 3 mL /g,高于最小过氧化氢酶活性
的处理 30. 43%。
2. 4. 2 酸樱桃混种小飞蓬对土壤脲酶活性的影响
在镉胁迫条件下,由表 4 可知,与对土壤过氧化氢
酶活性的影响相似,混种后的土壤脲酶活性均有一
定提高。其中土壤脲酶活性最高的为矿山生态型小
飞蓬混种酸樱桃(304. 77 μg /(g·h) ) ,最低的为非
矿山生态型小飞蓬单种(155. 40 μg /(g·h) ) ,其间
相差了 1. 96 倍。非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃
的土壤脲酶活性,分别较酸樱桃单种与非矿山生态
型小飞蓬单种提高了 18. 48% (P < 0. 01)和
32. 05%(P < 0. 01)。矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃
的土壤脲酶活性比酸樱桃单种和矿山生态型小飞蓬
单种分别高出了 75. 96%(P < 0. 01)和 4. 57%(P >
0. 05) ,且极显著高于非矿山生态型小飞蓬混种酸
樱桃的土壤脲酶活性(P < 0. 01)。
2. 4. 3 酸樱桃混种小飞蓬对土壤蔗糖酶活性的影
响 从表 4 可知,与对前 2 种酶活性的影响情况不
同,在镉胁迫下,非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃土
壤的蔗糖酶活性较酸樱桃单种和非矿山生态型小飞
蓬单种分别降低了 34. 25%(P < 0. 01)和 15. 80%
(P > 0. 05)。矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃土壤的
蔗糖酶活性比酸樱桃单种和矿山生态型小飞蓬单种
各自降低了 16. 44%(0. 05 > P > 0. 01)和 32. 22%
(P < 0. 01) ,但较非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃土
壤的蔗糖酶活性高出了 22. 08%(0. 01 < P <0. 05)。
6 期 程 籍等:不同生态型小飞蓬对酸樱桃镉积累及土壤酶活性的影响 157
表 4 酸樱桃混种小飞蓬对土壤酶活性的影响
Tab. 4 Effects of sour cherry intercropping with Conyza canadensis on soil enzyme activity
处理
Treatments
土壤过氧化氢酶
活性 /(mL /g)
Soil catalase activity
土壤脲酶
活性 /(μg /(g·h) )
Soil urease activity
土壤蔗糖酶
活性 /(mg /(g·h) )
Soil sucrase activity
酸樱桃单种 Sour cherry monoculture 0. 25 ± 0. 01bB 173. 20 ± 0. 97cC 0. 73 ± 0. 02bB
非矿山生态型小飞蓬单种
Non-mining ecotype of C. canadensis monoculture
0. 23 ± 0. 01bB 155. 40 ± 2. 95cC 0. 57 ± 0. 04cdC
矿山生态型小飞蓬单种
Mining ecotype of C. canadensis monoculture
0. 30 ± 0. 01aA 291. 46 ± 4. 50aA 0. 90 ± 0. 03aA
非矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃
Non-mining ecotype of C. canadensis intercropping with sour cherry
0. 25 ± 0. 01bB 205. 20 ± 9. 07bB 0. 48 ± 0. 03dC
矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃
Mining ecotype of C. canadensis intercropping with sour cherry
0. 30 ± 0. 01aA 304. 77 ± 6. 97aA 0. 61 ± 0. 03cBC
3 讨论与结论
不同植物混种后,由于其根系分泌物的差异,加
上各自对养分和重金属的吸收能力与抗性的不同,
会导致根际土壤环境(如 pH 值、微生物、土壤重金
属有效含量等)的改变,进一步影响植株生长和重
金属吸收,这种影响效果会表现为促进或抑制作
用[21]。通过合理搭配混种植物,不仅可以改善土壤
条件,还能让植物以人们期望的方式吸收重金
属[12,22 - 24]。
3. 1 两种不同混种方式对酸樱桃镉吸收的影响
本试验研究表明,在镉胁迫条件(10 mg /kg)
下,各处理中酸樱桃地上部吸收镉的能力远小于根
系,这对樱桃的绿色安全生产有着极其重要的作用,
一方面可以保护地上部分不受镉的毒害,另一方面
可以控制根系的镉浓度降低,使根系处于高浓度镉
的状态,从而减少根系从土壤中吸收镉[25]。而小飞
蓬作为一种镉富集植物,地上部与根系对镉积累能
力均比较强,且没表现出太大差距,这与前人研究结
果相似[18]。与黑亮、蒋成爱等[13,15]的研究报道相
似,2 种混种方式均能有效降低酸樱桃对镉的积累,
其中与矿山生态型小飞蓬混种的效果更好,其原因
可能是在受镉污染的土壤上经长期进化和自然选择
的结果,矿山生态型小飞蓬具有更完善的耐镉和镉
积累机制,因此在混种中对镉的适应和竞争能力更
强[19]。酸樱桃与小飞蓬的混种能使土壤有效镉含
量升高;这与混种后小飞蓬地上部、根系的镉积累含
量升高呈正相关,与混种后酸樱桃地上部、根系的镉
积累含量下降呈负相关,其原因可能是小飞蓬为镉
的富集植物,不仅对根系土壤中的镉活化能力较强,
而且对镉的抗性和吸收能力也比较强,从而根系对
土壤中的有效镉的吸收速率比酸樱桃更快,将原本
酸樱桃活化的一部分有效镉也竞先吸收,从而小飞
蓬镉含量增加,酸樱桃镉含量减少。
3. 2 两种不同混种方式对土壤酶活性以及植株生
长情况的影响
本试验中,镉胁迫(10 mg /kg)下,2 种混种方
式对不同土壤酶活性的改善情况不一致。2 种混
种方式对过氧化氢酶和脲酶均有一定改善效果,
且均以矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃的混种方式
的改善效果最好;而 2 种混种方式却降低了蔗糖
酶活性,其中矿山生态型小飞蓬混种酸樱桃的混
种方式对土壤蔗糖酶活性降低的影响更小。这说
明本试验的 2 种混种搭配方式对镉污染土壤微生
物环境有一定的改善效果,但还有待进一步提高。
2 种混种方式对各处理植物生物量也有所影响,酸
樱桃整体生长情况均明显减弱,2 种不同生态型小
飞蓬虽然地上部分生长情况变化不大,但根系生
长减弱明显,其原因在于酸樱桃与小飞蓬混种后,
由于所需相同资源的不足,表现出对资源的竞争,
从而使相互生长受到抑制。
综上所述,在镉胁迫条件(10 mg /kg)下,本试
验中的 2 种混种方式对酸樱桃镉污染的防治起到了
明显效果,以混种矿山生态型小飞蓬效果更好,而且
矿山生态型小飞蓬对矿区生态环境适应能力更强,
因此混种矿山生态型小飞蓬更具优势,且本试验的
2 种混种方式对土壤微生物环境具有一定改善效
果,但仍有待进一步提高。但本试验混种后的酸樱
桃生物量均有所下降,这要求应用此混种方式进行
生产时,需适当增加施肥量,以满足混种对养分的需
求。在今后工作中还可以进一步研究,例如探寻更
好的混种植物及混种方式[13]、混种结合砧穗选
择[4]、混种结合改良剂的施用[5]等,以期研究出一
种镉胁迫下能有效防镉、增产、改土的果树生产
方式。
158 华 北 农 学 报 28 卷
参考文献:
[1] 汤 民,张进忠,张 丹,等. 果园土壤重金属污染调
查与评价———以重庆市金果园为例[J]. 中国农学通
报,2011,27(14) :244 - 249.
[2] Li J T,Qiu J W,Wang X W,et al. Cadmium contamina-
tion in or-chard soils and fruit trees and its potential
health risk in Guangzhou,China[J]. Environment Pollu-
tion,2006,143(1) :159 - 165.
[3] 冯建国,陶 训,张盛安.苹果园农药和重金属污染及
其治理对策[J].中国农学通报,1998,14(3) :29 - 31.
[4] 李小红,陶建敏,陈剑东,等. 镉胁迫对不同砧穗组合
葡萄植株镉吸收规律和果实品质的影响[J]. 生态环
境学报,2010,19(05) :1082 - 1086.
[5] 于祎飞,李保国,齐国辉,等. 土壤农艺调控措施对苹
果和果园土壤镉污染的影响[J]. 水土保持学报,
2010,24(2) :197 - 200,204.
[6] 张连忠,路克国,王宏伟,等.重金属镉、铜在苹果幼树
体内的分布特性及生物有机肥对减少重金属效应的
研究[J].水土保持学报,2004,18(3) :123 - 125,129.
[7] 张连忠,路克国,杨洪强. 苹果幼树铜、镉分布特征与
累积规律研究[J].园艺学报,2006,33(1) :111 - 114.
[8] 聂继云,董雅凤.果园重金属污染的危害与防治[J].
中国果树,2002(1) :44 - 47.
[9] 张建光,郭庆凯,史聪平,等. 土壤重金属污染对果树
生长结果的影响及其治理途径[J]. 山西果树,2004
(5) :33 - 35.
[10] 张向前,黄国勤,卞新民,等.间作对玉米品质产量及
土壤微生物数量和酶活性的影响[J]. 生态学报,
2012,32(22) :7082 - 7090.
[11] 柴 强,黄 鹏,黄高宝.间作对根际土壤微生物和酶
活性的影响研究[J]. 草业学报,2005,14(5) :105 -
110.
[12] 卫泽斌,吴启堂,龙新宪. 利用套种和混合添加剂修
复重金属污染土壤[J].农业环境科学学报,2005,24
(6) :1262 - 1263.
[13] 蒋成爱,吴启堂,吴顺辉,等.东南景天与不同植物混
作对土壤重金属吸收的影响[J]. 中国环境科学,
2009,29(9) :985 - 990.
[14] 王激清,茹淑华,苏德纯. 印度芥菜和油菜互作对各
自吸收土壤中难溶态镉的影响[J]. 环境科学学报,
2004,24(5) :890 - 894.
[15] 黑 亮,吴启堂,龙新宪.东南景天和玉米套种对 Zn
污染污泥的处理效应[J]. 环境科学,2007,28(4) :
852 - 858.
[16] 李 慧,丛 郁,常有宏,等.豆梨叶片对镉胁迫的生
理响应[C]/ /中国园艺学会 2010 年学术年会论文摘
要集.园艺学报,2010,37(增刊) :2077.
[17] Wei S,Zhou Q,Saha U K,et al. Identification of a Cd
accumulator Conyza Canadensis[J]. Journal of Hazard-
ous Materials,2009,163(1) :32 - 35.
[18] 杨 帆,刘 雷,黄精明.小飞蓬对 Cd 的吸收特性及
其 EDTA效应研究[J]. 中国土壤与肥料,2008(5) :
57 - 60.
[19] 杨肖娥,龙新宪,倪吾钟,等.古老铅锌矿山生态型东
南景天对锌耐性及超积累特性的研究[J].植物生态
学报,2001,25(6) :665 - 672.
[20] 周礼恺.土壤酶学[M].北京:科学出版社,1987.
[21] 李春俭,马 玮,张福锁.根际对话及其对植物生长的
影响[J]. 植物营养与肥料学报,2008,14(1) :178 -
183.
[22] 陈玉香,周道玮.玉米 -苜蓿间作的生态效应[J].生
态环境,2003,12(4) :467 - 468.
[23] 李淑敏,乔海涛,吕 娇.大豆 /玉米间作下干物质量
累积动态变化与产量分析[J].天津农业科学,2011,
17(4) :38 - 41.
[24] 尹 飞,李佩艳,李友军,等.枣粮间作生态系统土壤
氮素水平分布特性研究[J]. 华北农学报,2009,24
(4) :129 - 133.
[25] Mench M,Martin E. Mobilization of cadmium and other
metals from two soils by root exudates of Zea mays L.,
Nicotiana tabacum L. and Nicotia Mrustica L.[J]. Plant
and Soil,1991,132(2) :187 - 196.