镉污染土壤中不同芥菜品种镉富集能力研究

陈院华等

摘要  通过镉污染土壤地块实地试验，研究9个不同芥菜品种地上部分生物量、镉富集系数、镉转运系数和镉富集能力的差异。筛选出广西大肉甜芥菜、精品棒菜2个镉超富集芥菜品种和镉富集量最大的嫩香白皮棒菜品种。

关键词   镉污染;芥菜;镉富集;差异

中图分类号X  53文献标识码

A文章编号0517-6611（2018）36-0125-03

随着经济社会和工业化的高速发展，土壤重金属污染问题日趋突显，已成为影响农业与经济发展的重大制约因素。目前，国内外采用不同的方法对土壤重金属污染及修复机理{1-26]进行了大量研究，并取得了不少研究成果。应用植物修复技术对植物富集及转运重金属的能力进行研究，筛选出适合的植物进行污染土壤的修复。笔者以不同芥菜品种为对象，研究受镉污染土壤中不同芥菜品种镉富集及转运的差

异性，从而筛选出镉超富集芥菜品种和镉富集量最大的品种。

1材料与方法

1.1试验地概况试验地位于江西省贵溪市某Cd田块污染区，土壤基本理化性质见表1，具体测定方法参见土壤农业化学分析方法{27]。

土壤中Cd全量测定采用硝酸-高氯酸消解法，测定值为0.60mg/kg，是国家土壤环境质量标准（GB15618—1995）{28]0.30mg/kg（pH小于6.5）的2.0倍。

1.2试验材料选用9个不同芥菜品种进行试验，分别为

四季甜客家芥、嫩香白皮棒菜、特选大坪埔大肉包心芥菜、优选益丰芥菜、特大棒菜、特大宽邦全包青菜、嫩香榨菜、精品棒菜、广西大肉甜芥菜

，品种均为市场购买。

1.3试验设计

根据收集的芥菜品种进行种植，种植密度为13.2cm×23.1cm，蔬菜栽培管理按常规栽培措施进行。供试品种于2016年10月8日播种，11月11日进行芥菜苗移栽，于2017年3月8日进行成熟期收割采样。

1.4植物样品分析

收获的芥菜样分为地上和地下2部分，分别用自来水充分冲洗以去除黏附于植物样品上的泥土和污物，然后再用去离子水冲洗，沥去水分后在烘干前先在105℃下杀青30min，然后在70℃下于烘箱中烘至恒重，烘干后的植物样品粉碎备用，土壤样品风干后过100目筛备用。植物及土壤样品均采用HNO3-HClO4法消化（二者體积比为87%∶13%）、原子吸收分光光度计法测定其中的重金属含量，土壤有机质含量等基本理化性质的测定采用常规的测定方法{29]。pH用PHS-3B型pH计测定，土水比为1.0∶2.5。

富集系数=地上部器官中重金属含量/土壤中重金属含量

转运系数=茎叶中重金属含量/根部重金属含量

一般认为，超积累植物其富集系数和转运系数均应大于1{30]。

1.5数据处理采用Excel2010和SPSS16.0统计分析软件进行数据处理。

2结果与分析

2.1不同芥菜品种生物量

由表2可知，成熟期9个不同芥菜品种地上部分生物量存在显著差异，地上部生物量最大为嫩香白皮棒菜，生物量为7.050kg/株，地上部生物量最小的为广西大肉甜芥菜，生物量为1.685kg/株，相差4.2倍。

2.2不同芥菜品种富集及转运镉能力

植物富集重金属能力可用富集系数来衡量。富集系数是植物体内重金属与土壤中重金属含量的比值，在超积累植物筛选时一般以地上部分的富集系数作为标准，因为地上部分生物量较容易收获，且对土壤表层的扰动小。地上部分富集系数大于1，意味着植物地上部某种重金属含量大于所生长土壤中该种重金属的浓度，是超富集植物区别于普通植物对重金属积累的一个重要特征{27]。植物对土壤中重金属不仅有富集的作用，也有转运的能力。植物根部从土壤中吸收重金属，借助新陈代谢作用将重金属运移至植物其他部位。植物对重金属运移的能力可用转运系数来衡量。

不同芥菜品种对镉富集系数及转运系数见表3。由表3可知，不同芥菜品种对镉富集系数和转运系数差异较大，广西大肉甜芥菜镉富集系数最大为1.49，嫩香白皮棒菜镉富集系数最小为0.61，9个不同芥菜品种中只有特大宽邦全包青菜镉转运系数小于1.00，为0.95，其他8个芥菜品种对镉转运系数均大于1.00，四季甜客家芥镉转运系数最大为9.34。9个不同芥菜品种中广西大肉甜芥菜、精品棒菜镉富集系数及转运系数均大于1.00，属于镉超积累植物。

2.3不同芥菜品种吸收镉能力

植物体吸收重金属镉的量与植株的生物量和土壤中镉浓度有密切联系。植株生物量越大，吸收重金属镉的量越多，植株生物量越小，吸收重金属镉的量越少;重金属镉浓度越高，植物体内重金属镉的量也越多，反之，则越少。不同芥菜品种富集镉能力见表4。由表4可知，镉富集量最大的是特选大坪埔大肉包心芥菜，富集量为2.663mg/株，镉富集量最小的为广西大肉甜芥菜，富集量为1.501mg/株。虽然广西大肉甜芥菜、精品棒菜为镉超富集植物，但镉吸收量均较少，因为生物量太小;虽然嫩香白皮棒菜生物量最大，镉富集量为2.596mg/株，镉富集量也低于特选大坪埔大肉包心芥菜。由此可知，芥菜生物量和土壤中镉浓度低是影响芥菜吸收镉的重要因素。

因此，只有生物量大且吸收重金属能力强的植物才对重金属有较强的富集作用。在进行植物修复重金属污染土壤时，植物生物量和地上部重金属含量的大小是选取修复植物的重要指标。

3结论

（1）不同芥菜品种对镉的富集和转运能力差异显著，广西大肉甜芥菜、精品棒菜2个芥菜品种镉富集系数和转运系数均大于1.00，为镉超富集芥菜品种。

（2）不同芥菜品种镉富集能力显著差异，芥菜生物量和土壤中镉浓度是影响芥菜吸收镉的重要因素，特选大坪埔大肉包心芥菜镉富集量最大。

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