磷灰石联合黑麦修复铜污染土壤研究①

杜志敏，郭雪白，甄 静，罗宏基，周 静，王继雯，岳丹丹，巩 涛，杨文玲*，陈国参



磷灰石联合黑麦修复铜污染土壤研究①

杜志敏1，郭雪白2，甄 静1，罗宏基3，周 静4，王继雯1，岳丹丹1，巩 涛1，杨文玲1*，陈国参1

(1 河南省科学院生物研究所有限责任公司，郑州 450008；2 郑州工商学院，郑州 450000；3 四川长虹格润环保科技股份有限公司，成都 610404；4 中国科学院南京土壤研究所，南京 210008)

通过田间试验研究了不同剂量磷灰石(10、20、30、50 g/kg，编号分别为LH1、LH2、LH3和LH4)与黑麦联合作用对Cu污染土壤的修复效果，重点考察了磷灰石对黑麦生物量及Cu吸收、土壤pH及Cu形态转化、土壤酶活性、植物生理指标等的影响。试验结果表明，磷灰石显著提高了土壤pH、黑麦生物量及其Cu吸收量，显著降低了黑麦地上部分及根系Cu含量，其中LH3处理黑麦Cu吸收量最高，达到对照处理的33.38倍；与对照相比，LH1、LH2、LH3和LH4处理土壤可交换态Cu含量显著降低了37.0%、58.9%、89.0% 和83.3%，碳酸盐结合态Cu含量显著增加了46.6%、63.1%、78.0% 和93.3%；与对照相比，LH2、LH3和LH4处理显著提高了土壤磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性，显著提高了黑麦SOD和POD酶活性，显著降低了黑麦MDA含量。综合而言，施用30 g/kg的磷灰石并种植黑麦能够很好地修复Cu污染土壤。

磷灰石；黑麦；修复；铜；土壤酶活性；植物生理指标

随着城市化、工业化进程加快，及农业集约化的发展，土壤重金属污染日益严重，已成为影响我国社会、经济发展的重要环境问题。土壤重金属污染物具有长期性、隐蔽性、表聚性和不可逆转性的特点，治理和修复难度很大[1-2]。重金属元素还可通过饮用水和食物链进入人体，严重危害人类健康。Cu是生物生长发育所必需的微量营养元素之一，过量时可造成土壤环境污染，对动植物及微生物生长产生毒害作用。2014年我国环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报》指出，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以无机型为主，其中Cu的点位超标率达到2.1%，Cu污染土壤的修复和治理刻不容缓。

土壤酶是最活跃的土壤有机成分之一，可表征土壤物质能量代谢程度高低，是土壤肥力、生态环境质量重要的生化评价指标[3]。土壤酶活性大小与土壤重金属污染存在着显著或极显著的相关关系[4]。环境胁迫下植物常表现出膜脂过氧化，过氧化强弱可用丙二醛(MDA)含量反映[5]。此外，植物的保护酶系统可以清除自由基，减轻膜脂的氧化程度，使膜脂免受伤害，其中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性常被用作鉴定指标[6]。

重金属污染土壤修复方法包括物理修复、化学修复和生物修复，其中植物修复是重要的生物修复技术，具有成本低、环境扰动小、二次污染少、利于景观恢复、能激发微生物等优点，近年来成为研究热点[2,7]。牧草具有生物量大、生长迅速等特征，同时具有良好的生态环境修复作用，因此牧草修复重金属土壤污染具有良好的应用前景。而施用磷灰石等改良剂的化学固定技术可有效降低土壤中重金属的生物有效性，为中、重度污染区域植物生长创造条件，促进植物修复更好地开展，因此可通过建立“改良剂-植物”联合修复体系对重金属污染土壤进行有效治理。前人在利用改良剂修复重金属污染土壤方面，已做了大量研究，但污染土壤多为人为添加重金属[8]，或主要开展了相应的室内试验或盆栽试验[2,7,9]。本研究在选取改良剂和植物构建联合修复体系时，重点考虑改良剂价格低廉、植物环境适应性强、修复体系易实施、重金属去除率高等方面因素，并选取重金属污染区域进行了相应的田间原位修复试验。本研究选取Cu冶炼厂周边的污染土壤，进行为期一年的田间试验，建立“磷灰石-黑麦”联合修复体系，通过考察修复体系对黑麦生物量、黑麦Cu吸收、土壤Cu形态、土壤酶活性、植物生理指标等的影响，确定磷灰石的最适添加剂量并种植黑麦，对Cu污染土壤进行修复。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试土壤：试验选择江西省贵溪市一处Cu污染田块，该区域常年受到贵溪某冶炼厂排放的含重金属“三废”的污染，且有明显沙化现象，田块已废弃多年。0 ~ 20 cm耕层土壤基本理化性质为：有机质16.1 g/kg，全氮0.86 g/kg，有效磷68.1 mg/kg，速效钾41.8 mg/kg，全Cu 907.0 mg/kg，全Zn 45.0 mg/kg，全Pb 59.6 mg/kg，全As 32.3 mg/kg，pH(土水质量比1:2.5)5.7，容重1.31 g/cm3；机械组成(g/kg)：2 ~ 0.05 mm，626；0.05 ~ 0.002 mm，246；＜0.002 mm，128。

供试改良剂：磷灰石，购自郑州建材大市场，磷含量约360 g/kg，pH为8.0，Cu含量7.59 mg/kg，粒径0.14 mm。供试复合肥：山东“史丹利”牌(掺混肥料，N、P2O5、K2O各为170 g/kg，总养分≥510 g/kg)。供试植物：“冬牧70”牌黑麦()，能够耐受并积累Cu、Zn等重金属，购自河南秋乐种业科技股份有限公司。

1.2 试验设计

采用随机区组试验设计，共设置5个处理，每个处理重复3次，共计15个试验小区。各小区面积3 m × 3 m，小区四周田埂用聚乙烯塑料薄膜包裹，使各小区土壤及水流与小区外隔离开。各处理均种植相同量的黑麦，施入相同质量的复合肥，在耕层(0 ~ 20 cm)土壤中添加不同剂量磷灰石，磷灰石剂量为10、20、30、50 g/kg，处理编号分别记为LH1、LH2、LH3和LH4，不添加磷灰石的处理记为CK。

2016年11月12日，布置试验小区，各小区施入相应剂量的磷灰石，并施入0.6 t/hm2复合肥，用耙翻耕使磷灰石和复合肥与耕层土壤充分混匀，浇水至土壤田间持水量的70%，平衡1周。播种催芽后的“冬牧70”黑麦种子0.15 t/hm2并覆上薄土。此后，根据土壤干湿情况适时浇水，各处理小区浇水量保持一致。2017年4月22日，在黑麦生长至开始抽穗时(黑麦生长约5个月后)，在试验小区内按对角线法选取5个取样点，每个取样点随机取10株黑麦，50株黑麦混合后成为一个混合植物样品。黑麦地面以上部分记为地上部分，黑麦地面以下部分记为根系，去离子水清洗干净后，用滤纸吸干水分并分别称量混合植物样品地上部分和根系鲜重，取部分混合植物样品测定叶片丙二醛(MDA)含量，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性，另取部分混合植物样品按照杜志敏等[10]的方法烘干研磨后测定其Cu含量。采集黑麦根系的同时，使用抖根法去除非根际土壤，再用刷子将根上剩余土壤刷下作为根际土壤样品，5个取样点处根际土壤样品混合后成为一个混合土壤样品，自然风干后过20目尼龙筛，测定其pH和土壤酶活性，并测定土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态Cu含量。采集其余黑麦地上部分和根系样品并分别称量其鲜重，随机取一部分黑麦地上部分和根系样品，105 ℃杀青30 min，75 ℃烘干至恒重，分别计算黑麦地上部分和根系含水量。各试验小区黑麦地上部分生物量指所有黑麦的地上部分干物质量：包括50株混合植物样品的总地上部分鲜物质量×(1-黑麦地上部分含水量)，根系生物量指所有黑麦的根系干物质量：包括50株混合植物样品的总根系鲜物质量× (1-黑麦根系含水量)。

1.3 样品分析

土壤pH、黑麦Cu含量按鲁如坤[11]的方法测定。土壤Cu形态含量测定按朱嬿婉等[12]的方法测定。植物MDA含量，SOD、POD和CAT酶活性采用陈建勋和王晓峰[13]的方法测定。土壤磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性采用关松荫[14]的方法测定。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010对试验数据进行统计分析和作图，采用SPSS 19.0对试验数据进行方差分析。

2 结果与讨论

2.1 磷灰石对黑麦生物量的影响

磷灰石处理后黑麦的生物量变化情况如图1所示。对照及施加磷灰石处理的黑麦均能出苗，7 ~ 9 d后对照处理的部分黑麦嫩苗失绿、发黄、根部腐烂直至死亡，表现出典型的Cu中毒症状[15]。同一处理下黑麦根系生物量均高于地上部分生物量。对照处理黑麦地上部分和根系生物量均最低，施入磷灰石后黑麦地上部分及根系生物量显著升高，且增加幅度均随磷灰石添加剂量增加而增大。植物受Cu毒害最直接的表现为生长受阻和减产[15-16]，试验结果表明随着磷灰石添加剂量增加，黑麦受到Cu的毒害作用逐渐减弱。其中磷灰石剂量50 g/kg(LH4)处理黑麦地上部分和根系生物量增加效果最显著，分别达到对照处理的30.0倍和46.6倍。

(图中小写字母不同表示黑麦地上部或地下部生物量处理间差异显著 (P<0.05)，n=3)

2.2 磷灰石对黑麦Cu吸收的影响

表1显示了磷灰石对黑麦地上部分和根系Cu吸收的影响。同一处理下，黑麦根系Cu含量远大于地上部分Cu含量，根系Cu吸收量远大于地上部分Cu吸收量。这是由于根系是植物受Cu毒害的最初部位[17]，过量的Cu进入植物体后与有机组分结合生成稳定的配位化合物，大部分积累于根部，不宜向地上部输送[16,18]。对照处理黑麦地上部分及根系Cu含量最高，施入磷灰石后逐渐降低，且降低幅度随着磷灰石添加剂量增加而增大，除LH1处理地上部分Cu含量与对照间差异不显著外，其余均与对照处理达到显著差异水平(<0.05)。Cu污染土壤施入磷灰石后，虽然黑麦地上部分和根系Cu含量降低了，但黑麦生物量增加倍数大于黑麦Cu含量降低倍数，综合表现为施入磷灰石显著增加了黑麦地上部分及根系Cu吸收量(Cu吸收量= Cu含量×生物量)。地上部分或根系Cu吸收量在不同处理间的大小规律均表现为：CK

表1 磷灰石对黑麦Cu吸收的影响

注：数据表示平均值±标准差(= 3)；同一列数据小写字母不同表示处理间差异显著 (<0.05)，下表同。

2.3 磷灰石对土壤pH及Cu化学形态的影响

磷灰石对Cu污染土壤pH的影响如图2所示。对照处理土壤pH为6.0，施入磷灰石后土壤pH有不同程度提高，且均与对照处理达到显著差异水平(<0.05)。土壤pH的提高幅度随着磷灰石添加剂量增加而增大，除LH3和LH4之间未有显著差异外，其余两两处理之间均达到显著差异水平(<0.05)。

Tessier等[23]的化学形态连续提取法将土壤重金属分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态5种形态。不同形态重金属的生物可利用性由高到低依次为：可交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>残渣态[22]。土壤重金属化学形态提取法分析，能够有效推测重金属有效性控制因素和生成的重金属-盐类沉淀或络合物形式[24]，因此普遍应用于土壤化学分析研究中。

磷灰石对土壤中Cu化学形态转化的影响如图3所示。土壤可交换态Cu含量对照处理最高，施入磷灰石后显著降低，且降低幅度随磷灰石添加剂量增加而增大，其中LH3、LH4处理下土壤可交换态Cu含量降低幅度最大，较对照处理分别降低了89.0% 和83.3%。土壤可交换态Cu生物有效性最高[25]，最易被植物吸收，对植物毒害性最强，磷灰石处理对可交换态Cu含量的降低是黑麦长势变好和生物量提高的主要原因，这与前期研究[26]结果类似。土壤碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cu含量对照处理较低，施入磷灰石后均有不同程度增加，且均与对照处理达到显著差异水平(<0.05)。与对照处理相比，LH3处理土壤碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cu含量分别增加了78.0% 和50.7%，LH4处理土壤碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cu含量分别增加了93.3% 和58.2%。磷灰石对土壤Cu化学形态转化影响整体表现为：降低土壤可交换态Cu含量，增加碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cu含量，对有机结合态和残渣态Cu含量的影响不显著，即磷灰石促进土壤Cu由生物有效性高的形态(可交换态)转化为生物有效性低的形态(碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态)。

(图中小写字母不同表示处理间差异显著 (P<0.05)，n=3，下图同)

图3 磷灰石对土壤Cu各形态含量的影响

2.4 磷灰石对土壤酶活性的影响

土壤酶活性对土壤物理性质、化学性质和生物活性等环境变化敏感，可对土壤环境状况起到一定指示作用，常用于土壤质量的评价[27]。重金属抑制土壤酶活性主要有两方面原因：一方面重金属通过占据土壤酶活性中心或与酶分子基团结合，破坏酶活性基团空间结构，抑制酶的催化能力及其酶的合成；另一方面重金属通过影响土壤微生物的生长繁殖，减少微生物体内酶的合成和分泌，间接影响土壤酶活性[28]。

磷灰石对Cu污染土壤磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性的影响如图4所示。对照处理土壤磷酸酶活性最低，施用磷灰石后土壤磷酸酶活性有不同程度提高，且提高幅度随磷灰石添加剂量增加而增大。LH2、LH3和LH4处理土壤磷酸酶活性分别达到对照处理的3.73倍、4.10倍和4.74倍，且均与对照处理达到显著差异水平(<0.05)，但3种处理间未有显著差异。对照处理土壤过氧化氢酶活性为0.23 ml/g，施入磷灰石后土壤过氧化氢酶活性均显著提高，且提高幅度随磷灰石添加剂量增加而增大。与对照处理相比，LH1、LH2、LH3和LH4处理土壤过氧化氢酶活性分别达到对照处理的3.00倍、4.36倍、5.29倍和8.50倍。除了LH2和LH3处理间未有显著差异外，其余两两处理间均达到显著差异水平(<0.05)。对照处理土壤脲酶活性最低，施入磷灰石后土壤脲酶活性显著提高，LH1、LH2、LH3和LH4处理土壤脲酶酶活性分别达到对照处理的1.57倍、1.77倍、2.51倍和2.32倍。研究结果表明，磷灰石处理能够显著提高土壤磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性，这可能是由于磷灰石提高了Cu污染土壤pH，与Cu形成了稳定的重金属磷酸盐矿物沉淀，降低了土壤中Cu的活性，减轻了Cu对土壤酶活性的抑制作用[20-21]；其次，土壤Cu生物活性降低后，土壤微生物群落结构发生变化，且微生物生长繁殖增强，间接提高了土壤酶活性[30-32]；再次，随着磷灰石对黑麦生长的促进，黑麦根系分泌物、凋落物、腐烂根系等增多，间接促进了土壤酶活性的提高。

2.5 磷灰石对植物生理指标的影响

磷灰石对黑麦MDA含量和SOD、POD、CAT酶活性的影响如图5所示。对照处理黑麦MDA含量最高，施用磷灰石后黑麦MDA含量有不同程度降低，降低幅度随磷灰石添加剂量增加而增大，LH2、LH3和LH4处理黑麦MDA含量与对照相比分别降低了24.2%、38.5% 和44.4%，均与对照达到显著差异水平(<0.05)。MDA含量是膜脂过氧化程度强弱的重要指标，当植物受重金属等环境胁迫增强时，MDA含量常表现为增加[3]。本试验中土壤活性态Cu含量随磷灰石添加剂量增加而降低，Cu对黑麦的胁迫程度逐渐降低，因此MDA含量呈下降趋势。植物SOD、POD和CAT酶属于植物抗氧化酶系统，能使植物对逆境产生防御功能[4]。植物抗氧化酶活性在低浓度重金属胁迫时常表现为增加，但当重金属胁迫过重时，其毒害作用会使酶失活、变性，甚至被破坏，酶活性会受抑制而降低[33-34]。对照处理黑麦SOD和POD酶活性均最低，施入磷灰石后酶活性逐渐提高，且提高幅度均随磷灰石添加剂量增加而增大。LH2、LH3和LH4处理黑麦SOD酶活性分别达到对照处理的3.37倍、6.66倍和11.18倍，均与对照达到显著差异水平(<0.05)；LH1、LH2、LH3和LH4处理黑麦POD酶活性分别达到对照处理的1.45倍、2.26倍、2.49倍和3.89倍，均与对照达到显著差异水平(<0.05)。对照处理黑麦CAT酶活性最低，LH3处理与对照相比显著提高，达到对照处理的1.59倍，而LH1、LH2和LH4处理均未与对照形成显著差异。该试验结果表明对照处理黑麦受重金属Cu胁迫最重，植物酶活性受到严重抑制，而随着磷灰石添加剂量增加，黑麦SOD、POD酶均呈现上升趋势，表明随磷灰石剂量增加，黑麦受Cu胁迫程度逐渐减轻，SOD、POD酶活性受抑制程度降低，且黑麦CAT酶对Cu胁迫的敏感程度略低于SOD和POD酶。

图4 磷灰石对土壤酶活性的影响

图5 磷灰石对黑麦MDA含量和SOD、POD、CAT酶活性的影响

2.6 土壤pH、Cu含量与植物Cu含量、土壤酶活性、植物生理指标的相关性分析

利用SPSS软件对污染土壤pH、Cu含量与植物Cu含量、土壤酶活性和植物生理指标进行相关性分析(表2)。结果显示，在本试验Cu污染土壤pH范围内(6.0 ~ 6.9)，土壤pH与黑麦地上部分和根系Cu含量均呈极显著负相关关系(<0.01)，相关系数分别为-0.889和-0.796；与土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性均呈极显著正相关关系(<0.01)，相关系数分别为0.937、0.886和0.863；与黑麦SOD、POD、CAT酶活性呈显著或极显著正相关关系，相关系数分别为0.856、0.850和0.625；与黑麦MDA含量呈极显著负相关关系，相关系数为-0.926。这表明pH范围为6.0 ~ 6.9的Cu污染土壤，土壤pH升高能促进土壤Cu由生物活性高的形态向生物活性低的形态转化，从而减少植物体Cu含量，降低Cu对土壤酶及植物生理的毒性。这与邹富桢等[7]研究的4种有机-无机混合改良剂对重金属污染土壤的修复研究结果一致；杜志敏等[10, 26]在前期研究中也发现石灰、磷灰石等改良剂可有效提高土壤pH并降低土壤Cu生物活性，从而减少植物体Cu含量，增加土壤酶活性。磷灰石是常见的基肥，可增加土壤磷元素含量，并存在表面吸附和络合作用，能增加土壤表面负电荷，增加重金属的吸附量[19-21]。此外，磷灰石作为常见的碱性改良剂，其对土壤中Cu行为的影响还通过提高土壤pH来实现。土壤pH提高，一方面土壤溶液中氢离子浓度降低，氢离子对碳酸盐、有机质和铁锰氧化物等重金属吸附载体的竞争作用减弱，吸附载体与重金属结合更为牢固，重金属的生物有效性降低；另一方面，土壤表面可变负电荷增加，促进了土壤胶体对重金属离子的吸附，降低了吸附态重金属的解析量[19, 22]。

表2 土壤Cu含量、pH与土壤酶活性、植物生理指标的相关性分析

注：* 表示相关性达到<0.05 显著水平，** 表示相关性达到<0.01显著水平，= 12。

土壤全Cu含量与黑麦地上部分Cu含量呈显著正相关关系(<0.05)，相关系数为0.631，而与黑麦根部Cu含量无显著相关关系；土壤可交换态Cu含量与黑麦地上部分和根系Cu含量均呈极显著正相关关系(<0.01)，相关系数分别为0.944和0.830。这也验证了化学分级法中的可交换态重金属可较好反映土壤重金属的生物有效性和移动性[25]，更易被植物体吸收，对植物产生的毒害作用更强。土壤全Cu含量与土壤脲酶活性和磷酸酶活性均呈显著负相关关系(<0.05)，而与土壤过氧化氢酶活性未达到显著相关关系；土壤可交换态Cu含量与土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性均呈极显著负相关关系(<0.01)，相关系数分别达到-0.927、-0.888和-0.902。土壤全Cu含量与植物生理指标无显著相关关系，土壤可交换态Cu含量与黑麦SOD、POD酶活性均呈极显著负相关关系(<0.01)，与黑麦CAT酶活性呈显著负相关关系(<0.05)，与黑麦MDA含量呈极显著正相关关系。这与杜志敏等[15]前期研究结果一致，进一步验证土壤可交换态Cu毒性较大，显著影响土壤酶活性、植物酶活性和植物MDA含量，因而在研究土壤酶活性及植物生理指标影响因素时，重金属形态分析比直接使用重金属全量更为准确。

3 结论

1)本试验Cu污染土壤施用磷灰石能显著提高黑麦地上部分及根系生物量，并增加黑麦地上部分及根系Cu吸收量，LH1、LH2、LH3和LH4处理黑麦Cu吸收量相对值分别达到对照处理的19.61倍、26.47倍、33.38倍和22.58倍，其中LH3处理下Cu污染土壤修复效率最高。

2)本试验Cu污染土壤施用磷灰石显著提高了土壤pH，促进土壤Cu由生物有效性高的可交换态向生物有效性低的碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态转化。与对照处理相比，施用20 ~ 50 g/kg磷灰石后，土壤磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性均显著提高，黑麦MDA含量显著降低，黑麦SOD和POD酶活性均显著提高。

3)土壤pH与土壤酶活性、植物酶活性均呈显著或极显著正相关关系，与黑麦MDA含量呈极显著负相关关系。土壤可交换态Cu含量与土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性均呈极显著负相关关系，与黑麦SOD、POD、CAT酶活性呈显著或极显著负相关关系，与黑麦MDA含量呈极显著正相关关系。

4)以黑麦生物量及Cu吸收、土壤Cu形态转化、土壤酶活性、植物生理指标作为Cu污染土壤修复效果评价指标，施用30 g/kg的磷灰石并种植黑麦的联合修复方法对本试验Cu污染土壤修复效果最优。施用磷灰石并种植黑麦的联合修复方法实施简单、修复效率高、材料价格低廉、材料易得、适应性广，适宜在偏酸性重金属污染土壤上推广应用。

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Study on Apatite Combined Rye on Remediation of Cu Contaminated Soil

DU Zhimin1, GUO Xuebai2, ZHEN Jing1, LUO Hongji3, ZHOU Jing4, WANG Jiwen1, YUE Dandan1, GONG Tao1, YANG Wenling1*, CHEN Guocan1

(1 Institute of Biology Co. Ltd., Henan Academy of Sciences, Zhengzhou 450008, China; 2 Zhengzhou Technology and Business University, Zhengzhou 450000, China; 3 Sichuan Changhong Green Environmental Science and Technology Co. Ltd., Chengdu 610404, China; 4 Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)

A field experiment was conducted to test the remediation effects in a Cu contaminated soil by applying apatite (LH1, LH2, LH3 and LH4, dosages of 10, 20, 30 and 50 g/kg, respectively) and rye (), the biomass and Cu accumulation of rye, soil pH and Cu speciation, enzyme activities, and plant physiological indexes were measured. The results showed that apatite significantly increased soil pH, biomass and Cu accumulation of rye, but decreased Cu concentrations in shoots and roots of rye. Compared to control, LH3 increased Cu absorption of rye by 33.38 times of control, which was the highest treatment. Compared to control, LH1, LH2, LH3 and LH4 significantly decreased soil exchangeable Cu by 37.0%, 58.9%, 89.0% and 83.3%, while increased carbonate-bound Cu by 46.6%, 63.1%, 78.0% and 93.3%, respectively. LH2, LH3 and LH4 increased soil phosphatase, calatase, and urese activities, and increased SOD and POD activities of rye, but decreased MDA content of rye. In general, combining apatite of 30 g/kg with rye could remediate effectively Cu contaminated soil.

Apatite; Rye; Remediation; Cu; Soil enzyme activities; Plant physiological index

国家自然科学基金项目(31800361)；2019年河南省科学院基本科研业务费项目(190605019)；2017年河南省科学院基本科研业务费项目(铜尾矿耐性菌株的筛选及其对黑麦草生长影响研究)；2017年河南省科学院预先研究项目 (改良剂对铜镉污染土壤的修复及其对微生物多样性的影响研究)；2016年河南省科技攻关项目 (162102110164)；河南省科学院重大科研聚焦专项(190108003)；2012年河南省重大科技专项(121100110100)和2018年河南省科技开放合作项目(182106000053)资助。

(yangwenling2016@163.com)

杜志敏(1985—)，女，河南武陟人，博士，助理研究员，主要从事土壤重金属污染修复研究。E-mail: duzhimin324@163.com

10.13758/j.cnki.tr.2019.02.017

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