香根草对Cd、Pb、Zn的吸收累积特征研究

2019-10-16胡长杏

安徽农学通报 2019年18期

胡长杏李博

（1联合泰泽环境科技发展有限公司云南分公司，云南昆明 650033；2云南农业大学资源与环境学院，云南昆明 650201）

重金属是一类特殊的污染物，具有显著不同于其他污染物的特点。重金属很容易被植物富集，在超过一定浓度后成为污染物，过高的积累就会对植物的生长发育产生负影响，轻则植物体的代谢过程发生紊乱，生长发育受阻，重则导致植物死亡［1-2］。而有些植物，体内具有某些特定的生理机制，使植物能生存于高含量的重金属中而不受损害，这种特性就是植物的耐受性［3］。

香根草为禾本科岩兰草属的一种多年生草本植物，对重金属有富集作用，而且具有极强的生态适应性，对贫瘠地、有机物、污水等都表现出了较强的抗性［4-5］，而且，在生境恶劣、寸草不生的尾矿地和垃圾场上都能生存［6］。香根草近年来被广泛应用于水土保持、道路塌方滑坡治理、生态环境治理、退化生态系统的恢复、富营养水体的净化，以及对重金属和污染物的生物恢复和土壤机制的改良等方面［7-8］，因此，研究香根草对重金属的耐性具有非常重要的意义。

本研究通过盆栽试验，探究了香根草对Cd、Pb和Zn等重金属对香根草生长的影响，以及香根草对重金属的吸收累积特征，以期为香根草在重金属污染场地修复应用方面提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料供试材料为香根草（Chrysopogon zizani-oides（L.）Roberty）。土壤采自云南农业大学后山，土壤质地为红壤土，pH值为5.46，土壤阳离子交换量为11.28cmol/kg，全镉、铅和锌的含量分别为0.15、20.12和15.33mg/kg。试验用装10kg土的花盆。

1.2 试验方法采用温室土培盆栽试验，土壤重金属Cd、Pb和Zn含量设置见表1。分别把相应量的CdCl2、Pb（NO3）2和ZnSO4配成溶液，与过3mm筛的土壤反复混合均匀，然后在温室中稳定7d，每个处理设6次重复。在生长90d时取样，用刀子将植株的地上部与根分开，用自来水将样品冲洗干净，再用蒸馏水冲洗，样品称鲜质量后，在70℃下烘干，称干质量。植株样品用HNO3-HClO4消化，土壤样品用HCl-HNO3-HClO4-HF前处理，所有消煮液用火焰原子吸收光谱法测定样品中重金属Cd、Pb和Zn的含量。

表1 土壤重金属Cd、Pb和Zn含量设置

2 结果与分析

2.1 重金属处理对香根草株高的影响由图1可知，对照和重金属处理香根草株高分别为92.5和72.8cm，重金属处理使香根草株高下降了21.3%，对照和处理差异不显著，表明香根草对重金属有较高的耐受性。

图1 施加重金属对香根草株高的影响

2.2 重金属处理对香根草生物量的影响由图2可知，对照和重金属处理香根草地上部生物量分别为4.1g/株和3.3g/株，根部生物量分别为3g/株和3.2g/株，重金属处理香根草地上部生物量下降了26.8%，根部生物量增加了6.7%，地上部和根部都表现为对照和处理差异不显著，表明重金属处理对香根草生长影响不大。

图2 施加重金属对香根草生物量的影响

2.3 不同处理香根草的重金属含量由表2可知，对照和重金属处理的香根草地上部Cd含量分别为0.11mg/kg和20.83mg/kg，根部Cd含量分别为0.21mg/kg和21.5mg/kg；对照和重金属处理的香根草地上部Pb含量分别为15.67mg/kg和341.5mg/kg，根部Pb含量分别为19.4mg/kg和414.83mg/kg；对照和重金属处理的香根草地上部Zn含量分别为11.38mg/kg和756.17mg/kg，根部Zn含量分别为13.12mg/kg和818.67mg/kg，表明香根草对重金属有较强的吸收能力。

表2 不同处理香根草重金属含量

3 讨论

3.1 重金属在香根草体内的含量从本研究可以看出，香根草重金属含量较高，几种重金属在香根草体内不同部分的含量均表现为根部＞地上部，这也是植物中的普遍现象［9-10］。香根草根系极为发达，重金属在根系中的滞留量远远超过茎叶，这可能是香根草根系所吸收的重金属较少运输到地上部分的原因。

3.2 香根草对重金属的耐受性本研究中香根草体内的Cd、Pb、Zn含量较高，这与夏汉平［11］和束文圣［12］、龙健等的研究结果一致，可见，香根草是一种抗逆性较强的草本植物，对重金属具有较高的耐受性。重金属对植物造成的伤害是多方面的，而植物对重金属胁迫有多方面的防卫机制［13］，香根草属于哪一种机制还有待进一步研究。