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适量施磷有效提高苋菜对镉污染土壤的修复能力

王丽 邹茸 王秀斌 霍文敏 迟克宇 范洪黎

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适量施磷有效提高苋菜对镉污染土壤的修复能力

    作者简介: 王丽E-mail:82101182122@caas.cn;
    通讯作者: 范洪黎, E-mail:fanhongli@caas.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(31372134);国家重点研发计划项目(2016YFD0800806)。

Effective stimulation of phytoremediation of Amaranshus mangostanus L. in cadmium contaminated soils through reasonable phosphorous fertilizer rate

    Corresponding author: FAN Hong-li, E-mail:fanhongli@caas.cn
  • 摘要:   【目的】  土壤性质和化肥施用均影响作物对重金属污染土壤的修复效果。探究不同磷肥施用量对苋菜镉 (Cd) 吸收和累积的影响,为通过养分管理减少作物对重金属的积累提供依据。  【方法】  以苋菜 (Amaranshus mangostanus L.) 为供试作物,以黄棕壤和赤红壤为供试土壤进行盆栽试验。在两个供试土壤中,加入分析纯CdCl2∙2.5H2O (Cd 15 mg/kg土), 平衡一个月后,用于苋菜栽培。设置5个磷肥(P)施用水平:0 (CK)、50、100、200、400 mg/kg土,以磷酸二氢铵 (分析纯) 加入。苋菜生长45天后收获,调查地上部和根部生物量,分析其磷、镉含量,并测定土壤中DTPA提取的有效态Cd含量。  【结果】  施用磷肥能提高苋菜的生物量,随着施磷量的增加,苋菜生物量也随之增加,且各处理均与CK处理差异显著。在黄棕壤上,苋菜地上部生物量增幅为9.2%~39.0%,根部为4.0%~15.0%;在赤红壤上,苋菜地上部增幅为7.7%~46.0%,根部为10.0%~100.0%。苋菜Cd含量与CK处理相比均显著降低,在黄棕壤上,苋菜地上部和根部Cd含量的降幅分别为7.4%~50.2%和7.9%~58.8%;在赤红壤上,降幅分别为9.9%~55.8%和21.7%~66.0%。苋菜Cd累积量与CK处理相比均呈上升趋势,黄棕壤上苋菜地上部和根部Cd累积量的增幅分别为36.2%~54.3%和7.4%~38.9%;在赤红壤上,增幅分别为34.3%~62.8%和5.4%~55.4%。当施磷量为P 50 mg/kg土时,苋菜地上部、根部在黄棕壤和赤红壤上的Cd累积量均最大。施磷降低了土壤中镉的生物有效性。随着施磷量的增加,土壤有效态Cd含量显著降低,黄棕壤上的降幅为0.9%~7.2%,赤红壤上的降幅为1.2%~7.9%。植株体内Cd含量与磷含量之间存在一定的负相关性。  【结论】  施用磷肥显著提高苋菜的生物量,同时降低土壤中有效态镉的含量。虽然施磷肥显著降低了苋菜地上部和根部的Cd含量,但显著提高的生物量有效增加了苋菜对土壤Cd的总吸收和累积量,提高了其对镉污染土壤的植物修复效率。盆栽结果表明,在镉浓度为15 mg/kg 土的黄棕壤和赤红壤上,磷肥施用量为50 mg/kg土时修复效果最佳。
  • 图 1  不同施磷水平苋菜地上部和根部生物量

    Figure 1.  Biomass of shoot and root of A. mangostanus L. under different P application levels

    图 2  不同施磷水平下植株的P吸收和累积量

    Figure 2.  P uptake and accumulation of plants under different P application levels

    图 3  两个类型土壤上植株Cd含量随磷含量的变化

    Figure 3.  Cd contents of plant with P contents in two types of soils

    表 1  供试土壤基本理化性质

    Table 1.  Basic physical and chemical properties of tested soil

    土壤类型
    Soil type
    pH有机质
    Organic matter
    (%)
    水解氮
    Hydrolytic N
    (mg/kg)
    速效磷
    Available P
    (mg/kg)
    速效钾
    Available K
    (mg/kg)
    阳离子交换量
    CEC
    (cmol/kg)
    有效镉
    Available Cd
    (mg/kg)
    黄棕壤Yellow brown soil5.094.56140 142 118 16.10.06
    赤红壤Lateritic red soil6.613.3086.19.3025.610.10.02
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    表 2  不同施磷量对苋菜Cd吸收和土壤有效态Cd含量的影响

    Table 2.  Effects of different phosphate fertilizer levels on Cd uptake and soil available Cd content

    土壤
    Soil
    处理
    Treatment
    Cd含量 (mg/kg)
    Cd content
    Cd积累量 (μg/pot)
    Cd accumulation
    有效Cd
    Available Cd (mg/kg)

    生物富集系数
    Bioaccumulation
    factor
    转运系数
    Translocation
    factor
    地上部Shoot根部Root地上部Shoot根部Root
    黄棕壤
    Yellow brown soil
    P0 26.05 ± 0.53 a60.90 ± 0.93 a3.37 ± 0.09 d0.54 ± 0.02 c13.49 ± 0.02 a1.740.43
    P50 24.12 ± 0.36 b56.08 ± 0.87 b5.20 ± 0.03 a0.75 ± 0.01 a13.37 ± 0.03 b1.610.43
    P10020.80 ± 0.62 c41.26 ± 0.34 c4.88 ± 0.12 b0.70 ± 0.01 a13.12 ± 0.02 c1.390.50
    P20014.70 ± 0.18 d31.80 ± 1.14 d4.70 ± 0.02 c0.62 ± 0.01 b12.95 ± 0.02 d0.980.46
    P40012.98 ± 0.35 e25.07 ± 1.05 e4.59 ± 0.06 c0.58 ± 0.02 c12.52 ± 0.02 e0.860.52
    赤红壤
    Lateritic red soil
    P0 31.91 ± 0.61 a79.11 ± 0.57 a3.15 ± 0.04 e0.56 ± 0.04 b13.23 ± 0.02 a2.130.40
    P50 28.74 ± 0.19 b61.92 ± 0.48 b5.13 ± 0.06 a0.87 ± 0.10 a13.01 ± 0.02 b1.920.46
    P10023.10 ± 0.32 c48.27 ± 1.06 c4.82 ± 0.08 b0.81 ± 0.02 a12.83 ± 0.02 c1.540.48
    P20016.25 ± 0.33 d34.31 ± 0.69 d4.63 ± 0.15 c0.70 ± 0.02 a12.60 ± 0.02 d1.080.47
    P40014.09 ± 0.18 e26.89 ± 0.84 e4.23 ± 0.02 d0.59 ± 0.02 b12.18 ± 0.02 e0.940.52
    注(Note):同列数据后不同字母表示同一土壤类型不同处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different letters in a column mean significantly different among treatments for the same soil type at the 0.05 level.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-27
  • 网络出版日期:  2020-03-27
  • 刊出日期:  2020-02-01

适量施磷有效提高苋菜对镉污染土壤的修复能力

    作者简介:王丽E-mail:82101182122@caas.cn
    通讯作者: 范洪黎, fanhongli@caas.cn
  • 1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室,北京 100081
  • 2. 中国地质大学(北京)土地科学技术学院,北京 100083
  • 3. 北京建工环境修复股份有限公司,北京 100015
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(31372134);国家重点研发计划项目(2016YFD0800806)。
  • 摘要:   【目的】  土壤性质和化肥施用均影响作物对重金属污染土壤的修复效果。探究不同磷肥施用量对苋菜镉 (Cd) 吸收和累积的影响,为通过养分管理减少作物对重金属的积累提供依据。  【方法】  以苋菜 (Amaranshus mangostanus L.) 为供试作物,以黄棕壤和赤红壤为供试土壤进行盆栽试验。在两个供试土壤中,加入分析纯CdCl2∙2.5H2O (Cd 15 mg/kg土), 平衡一个月后,用于苋菜栽培。设置5个磷肥(P)施用水平:0 (CK)、50、100、200、400 mg/kg土,以磷酸二氢铵 (分析纯) 加入。苋菜生长45天后收获,调查地上部和根部生物量,分析其磷、镉含量,并测定土壤中DTPA提取的有效态Cd含量。  【结果】  施用磷肥能提高苋菜的生物量,随着施磷量的增加,苋菜生物量也随之增加,且各处理均与CK处理差异显著。在黄棕壤上,苋菜地上部生物量增幅为9.2%~39.0%,根部为4.0%~15.0%;在赤红壤上,苋菜地上部增幅为7.7%~46.0%,根部为10.0%~100.0%。苋菜Cd含量与CK处理相比均显著降低,在黄棕壤上,苋菜地上部和根部Cd含量的降幅分别为7.4%~50.2%和7.9%~58.8%;在赤红壤上,降幅分别为9.9%~55.8%和21.7%~66.0%。苋菜Cd累积量与CK处理相比均呈上升趋势,黄棕壤上苋菜地上部和根部Cd累积量的增幅分别为36.2%~54.3%和7.4%~38.9%;在赤红壤上,增幅分别为34.3%~62.8%和5.4%~55.4%。当施磷量为P 50 mg/kg土时,苋菜地上部、根部在黄棕壤和赤红壤上的Cd累积量均最大。施磷降低了土壤中镉的生物有效性。随着施磷量的增加,土壤有效态Cd含量显著降低,黄棕壤上的降幅为0.9%~7.2%,赤红壤上的降幅为1.2%~7.9%。植株体内Cd含量与磷含量之间存在一定的负相关性。  【结论】  施用磷肥显著提高苋菜的生物量,同时降低土壤中有效态镉的含量。虽然施磷肥显著降低了苋菜地上部和根部的Cd含量,但显著提高的生物量有效增加了苋菜对土壤Cd的总吸收和累积量,提高了其对镉污染土壤的植物修复效率。盆栽结果表明,在镉浓度为15 mg/kg 土的黄棕壤和赤红壤上,磷肥施用量为50 mg/kg土时修复效果最佳。

    English Abstract

    • 重金属污染日益成为人们关注的热点,尤其是镉 (Cd) 污染问题[1]。我国及世界土壤 Cd污染现象突出[2]。2014 年,从环保部与国土部联合开展的土壤污染调查结果来看,19.4%的农业耕地重金属污染点位超标,排在前面的主要重金属污染物为镉、铅、砷、铬、汞等,其中Cd是8种土壤重金属污染元素中发生污染概率最高的元素[3],超标点位占到了7%[4]。Cd通过食物链、生物积累影响人体健康[5]。Cd污染土壤修复难度大、治理周期长,需要根据不同情况选择合适的修复技术。植物修复技术由于其操作简便、成本低、无二次污染而逐渐被人们所关注,是一种应用前景广阔的绿色环保的修复手段 [6]。在镉污染土壤种植超积累植物,可以有效提升被污染土壤治理效果,将土壤中重金属含量降低至可接受的水平[7]。因此,研究植物对Cd的吸收转运过程和耐性机制对于治理Cd污染土壤具有重要的意义[8-9]。施肥是提高超积累植物修复污染土壤效率的重要辅助措施,不但可以给植物的生长提供养分,而且可以影响土壤中的重金属活性[10],如果通过施肥等措施提高现有植物对镉的吸收、富集能力,则不失为一种可行的途径。有研究表明施肥对土壤中重金属累积量产生直接影响 [11],特别是施肥引起的土壤环境质量和农产品质量安全问题已引起社会广泛关注[11-12]。磷 (P) 是植物生长发育的必需元素之一,对保障作物生长及产量起着不可替代的作用[13]。磷肥可促进植物早期根系的形成和生长,增强植物抗性[14]。以往的研究表明,水稻对镉的吸收规律与土壤中镉的有效性密切相关[15]。邹茸等[16]的研究表明,在一定土壤Cd浓度范围内,施用氮肥(硫酸铵)可提高苋菜Cd累积量,且成本低、效果好、易操作,适宜推广应用。施用钙镁磷肥能显著降低水稻各生育期各部位Cd 含量[17],大豆株高和生物量随着磷肥施用量的增加而增加,磷肥的施用可增加大豆根瘤数量和干重[18]

      磷肥施用在农作物增产方面研究较多,但在植物修复领域研究较少。本研究以前期筛选的镉超积累植物苋菜天星米品种 (Amaranshus mangostanus L.) 为研究对象[19],设计不同磷肥供应水平,分析了不同磷肥水平对土壤苋菜生长及Cd、P吸收和累积的影响,以期揭示不同施磷量对超积累植物生长和Cd累积的影响,阐明 Cd 污染土壤的推荐磷肥施用量,为提高植物修复效率提供理论支撑。

      • 供试土壤取自江苏长江三角洲地带的黄棕壤和广东珠江三角洲地带的赤红壤,其理化性质见表1。供试氮肥为尿素[CO(NH2)2,分析纯],磷肥为磷酸二氢铵 (NH4H2PO4,分析纯),钾肥为硫酸钾 (K2SO4,分析纯)。供试作物为前期筛选的Cd超富集植物苋菜天星米 (Amaranshus mangostanus L.)。

        表 1  供试土壤基本理化性质

        Table 1.  Basic physical and chemical properties of tested soil

        土壤类型
        Soil type
        pH有机质
        Organic matter
        (%)
        水解氮
        Hydrolytic N
        (mg/kg)
        速效磷
        Available P
        (mg/kg)
        速效钾
        Available K
        (mg/kg)
        阳离子交换量
        CEC
        (cmol/kg)
        有效镉
        Available Cd
        (mg/kg)
        黄棕壤Yellow brown soil5.094.56140 142 118 16.10.06
        赤红壤Lateritic red soil6.613.3086.19.3025.610.10.02
      • 每盆装土0.75 kg,以CdCl2∙2.5H2O (分析纯) 溶液形式加入Cd 15 mg/kg土,其他肥料以基肥形式加入,与土壤充分混匀,平衡一个月后播种苋菜。以分析纯磷酸二氢铵为磷源,盆栽试验设5个施磷(P)水平:0 (CK)、50、100、200、400 mg/kg土,分别用P0、P50、P100、P200、P400表示。氮、钾用尿素和硫酸钾补齐,添加量为N 200 mg/kg土、K2O 200 mg/kg土。出苗一周后定植,为5株/盆,生长期内定期浇去离子水,保持土壤相对含水量为田间持水量的70%左右。

      • 苋菜生长45天后收获,分地上部和根部先用自来水充分冲洗植株样品上的泥土和污物,再用去离子水清洗干净,在105℃下杀青30 min,然后在65~70℃的烘箱中烘干。烘干后的植株样品粉碎备用。

      • 土壤有效态Cd采用DTPA提取[19]。植株样品采用HNO3–HClO4法消化,ICP-AES法测定其中的Cd、P含量[20]。采用SAS软件对数据进行方差分析和多重比较[21]

        结合植株生物量,通过计算植株生物富集系数和转运系数来反映其吸收和积累重金属Cd的能力。计算公式如下:

        生物富集系数 (BCF) = 地上部Cd 含量 /土壤中Cd 含量;

        转运系数 (TF) = 地上部Cd 含量 /根部Cd 含量。

      • 在Cd 浓度为15 mg/kg土的黄棕壤和赤红壤中,不同施磷处理与CK相比,苋菜地上部和根部生物量均增加,各施磷处理生物量基本表现为P400 > P200 > P100 > P50 > P0 (图1)。进一步分析表明,苋菜在黄棕壤中地上部生物量增幅为9.2%~39.0%,根部为4.0%~15.0%,且施磷处理均与对照处理存在显著差异。赤红壤地上部生物量增幅为7.7%~46.0%,根部为10.0%~100.0%,各施P处理与对照处理间存在显著差异。以上结果表明,增施磷肥对苋菜生长产生较为明显的促进作用,且在高P水平下植株生物量增加较为显著。

        图  1  不同施磷水平苋菜地上部和根部生物量

        Figure 1.  Biomass of shoot and root of A. mangostanus L. under different P application levels

      • 表2所示,在黄棕壤和赤红壤中,随着磷肥用量的增加,土壤有效态Cd含量显著降低。不同处理下土壤Cd含量的降幅表现为P400 > P200 > P100 > P50。在黄棕壤上,土壤有效态Cd含量的降幅为0.9%~7.2%;赤红壤上,土壤有效态Cd含量的降幅为1.2%~7.9%。

        表 2  不同施磷量对苋菜Cd吸收和土壤有效态Cd含量的影响

        Table 2.  Effects of different phosphate fertilizer levels on Cd uptake and soil available Cd content

        土壤
        Soil
        处理
        Treatment
        Cd含量 (mg/kg)
        Cd content
        Cd积累量 (μg/pot)
        Cd accumulation
        有效Cd
        Available Cd (mg/kg)

        生物富集系数
        Bioaccumulation
        factor
        转运系数
        Translocation
        factor
        地上部Shoot根部Root地上部Shoot根部Root
        黄棕壤
        Yellow brown soil
        P0 26.05 ± 0.53 a60.90 ± 0.93 a3.37 ± 0.09 d0.54 ± 0.02 c13.49 ± 0.02 a1.740.43
        P50 24.12 ± 0.36 b56.08 ± 0.87 b5.20 ± 0.03 a0.75 ± 0.01 a13.37 ± 0.03 b1.610.43
        P10020.80 ± 0.62 c41.26 ± 0.34 c4.88 ± 0.12 b0.70 ± 0.01 a13.12 ± 0.02 c1.390.50
        P20014.70 ± 0.18 d31.80 ± 1.14 d4.70 ± 0.02 c0.62 ± 0.01 b12.95 ± 0.02 d0.980.46
        P40012.98 ± 0.35 e25.07 ± 1.05 e4.59 ± 0.06 c0.58 ± 0.02 c12.52 ± 0.02 e0.860.52
        赤红壤
        Lateritic red soil
        P0 31.91 ± 0.61 a79.11 ± 0.57 a3.15 ± 0.04 e0.56 ± 0.04 b13.23 ± 0.02 a2.130.40
        P50 28.74 ± 0.19 b61.92 ± 0.48 b5.13 ± 0.06 a0.87 ± 0.10 a13.01 ± 0.02 b1.920.46
        P10023.10 ± 0.32 c48.27 ± 1.06 c4.82 ± 0.08 b0.81 ± 0.02 a12.83 ± 0.02 c1.540.48
        P20016.25 ± 0.33 d34.31 ± 0.69 d4.63 ± 0.15 c0.70 ± 0.02 a12.60 ± 0.02 d1.080.47
        P40014.09 ± 0.18 e26.89 ± 0.84 e4.23 ± 0.02 d0.59 ± 0.02 b12.18 ± 0.02 e0.940.52
        注(Note):同列数据后不同字母表示同一土壤类型不同处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different letters in a column mean significantly different among treatments for the same soil type at the 0.05 level.

        表2所示,在黄棕壤和赤红壤中,施加不同量的磷肥,苋菜地上部和根部Cd含量显著降低。不同处理下苋菜Cd含量的降幅表现为P400 > P200 > P100 > P50;进一步分析表明,黄棕壤中,苋菜地上部和根部Cd含量的降幅分别在7.4%~50.2%、7.9%~58.8%;赤红壤中,苋菜植株地上部和根部Cd含量的降幅分别在9.9%~55.8%、21.7%~66.0%。随着施磷量的增加,苋菜Cd含量降低,但两种类型土壤上苋菜的转运系数整体都随着施磷量的增加而增加,因此施加磷肥能够促进苋菜地上部 Cd 的吸收和转运,说明Cd主要在地上部富集,能减少土壤中的Cd含量。

        不同磷肥处理下Cd累积量均增加,不同处理下苋菜Cd累积量的增幅表现为P50 > P100 > P200 > P400;进一步分析表明,黄棕壤中,施P量为50 mg/kg土时,苋菜地上部和根部Cd累积量最大,其值分别为5.20和0.75 μg/盆,各处理的增幅分别在36.2%~54.3%、7.4%~38.9%;赤红壤中,施P量为50 mg/kg土时,苋菜植株地上部和根部Cd累积量最大,其值分别为5.13和0.87 μg/盆,各处理的增幅分别在34.3%~62.8%、5.4%~55.4%。本试验中施加磷肥可以有效提高苋菜 Cd 累积量,当施P量为50 mg/kg土时,植株对Cd的累积量最大,进一步提高了对 Cd 污染土壤的修复效率。

      • 图2可知,在黄棕壤上,当施P量为400 mg/kg土时,地上部P含量为0.95 mg/kg,比对照增加约14.0%,P累积量为3.38 mg/盆,比对照增加约213%。根部P含量为0.99 mg/kg,比对照增加约45.6%,根部总P磷累积量为0.23 mg/盆,比对照增加约280%。赤红壤中,当施P量为400 mg/kg土时,地上部P含量为0.68 mg/kg,比对照增加73.5%,P累积量为2.03 mg/盆,比对照增加约428%。根部P含量0.72 mg/kg,比对照增加128%,P累积量为0.16 mg/盆,比对照增加618%。不同施肥处理对苋菜植株P含量和总P累积量具有显著影响,各处理间均存在显著性差异,以施P水平为400 mg/kg土时为最高,显著高于其他处理 (P < 0.05)。随着施磷水平的提高,苋菜植株磷含量和磷累积量也呈增加趋势。这说明苋菜吸收和累积磷受施磷水平的影响,随施磷量的增加而增加。

        图  2  不同施磷水平下植株的P吸收和累积量

        Figure 2.  P uptake and accumulation of plants under different P application levels

        结合不同植株磷含量水平下的镉吸收变化,可以发现植株体内磷含量与镉含量之间呈一定的负相关性 (图3)。随着植株体内磷含量的增加,镉含量呈现下降趋势。主要原因是施磷后磷酸盐通过诱导吸附和沉淀作用改变镉的存在形态,伴随离子与Cd2+竞争吸附位点,磷酸根增加了表面的净负电荷,Cd2+离子不断以静电吸附方式吸附在土壤颗粒周围,从而降低了土壤中镉的生物有效性,减少苋菜对镉的吸收和富集。

        图  3  两个类型土壤上植株Cd含量随磷含量的变化

        Figure 3.  Cd contents of plant with P contents in two types of soils

      • 本研究以苋菜 (Amaranshus mangostanus L.) 为试验材料,发现在两种酸性土壤上施用不同水平磷肥均能提高苋菜生物量且显著降低苋菜植株中的Cd含量。向言词等[22]的研究也得到类似的结果,即通过盆栽油菜试验表明,在污染土壤中添加磷肥均对两种油菜的干重、株高和根长有促进作用,且随磷肥施加量的增加而增加。因此,在镉污染土壤修复中,可以通过磷肥的适量施用来提高超积累植物的生物量,提高修复效率。

        土壤中磷与镉存在着密切的联系,含磷物质可影响土壤镉的有效性[23]。本研究中,施加磷肥使得土壤有效态Cd含量显著降低,且高磷处理下土壤有效态Cd 含量降幅最大。磷肥施入土壤后的化学行为是一个复杂的过程,磷酸盐可通过诱导吸附和沉淀作用影响镉的有效性[24]。有研究表明,磷肥促进交换性Cd转化为稳定的残留态Cd[25]。还有研究认为,施用磷肥后,土壤能够吸附磷酸根离子,土壤表面净负电荷增加导致其对Cd 离子的吸附增强,使重金属离子不断以静电吸附方式吸附在土壤颗粒周围,从而降低土壤有效态 Cd 含量[24, 26]。Chen等[27]研究表明,Cd可能与FeS共沉淀,或在缺氧条件下取代FeS中的Fe。可见,磷肥对土壤镉有效性的影响是多种效应综合作用的结果。

        黄棕壤和赤红壤中苋菜对磷和镉的吸收存在一定的差异,分析其原因可能与土壤pH有关。土壤pH的高低,影响着土壤对镉离子的解吸和固定程度。张会民等[28]认为,不同类型土壤的镉解吸存在很大差异,pH低的土壤镉的解吸率高。同类型土壤镉的解吸也明显受pH影响。在不施磷肥的情况下,黄棕壤中苋菜植株Cd含量明显低于赤红壤,其原因可能是土壤理化性质的不同导致的,赤纪壤的有机质含量和阳离子交换量皆低于黄棕壤。在增施磷肥的情况下,土壤环境酸化,大部分固定态Cd转化为可溶态Cd,增加了土壤中镉的有效性和移动性。Cd离子与磷酸根离子生成络合物,促进植株体内镉的迁移性,从而减少Cd在某一部位的大量沉积,减轻对植株的局部危害,从而增加植株对Cd的吸收量。

        本研究中,由图3可以发现植株体内磷含量与Cd含量之间具有一定的负相关性,随着植株体内磷含量的增加,镉含量呈现下降趋势。施磷肥能够显著促进植株根系对磷吸收,降低苋菜的Cd含量[29],这与本研究结果一致。施磷肥使苋菜植株Cd含量降低的原因可能为:磷对土壤中重金属活性及作物吸收累积有一定的影响[30],随着施磷量的增加土壤有效态Cd含量显著降低,使得苋菜Cd含量降低;磷肥中的NH4+会与Cd2+竞争吸附位点,减少苋菜对镉的吸附量 [31]。本研究表明,随着施磷量的增加,苋菜植株地上部与根部Cd累积量与CK相比均有所提高,这与黄化刚等[32]、Bauddh等[33]的研究结果相一致。Bauddh等[33]研究表明,施用尿素和磷酸二氢铵可增加印度芥菜和蓖麻对Cd的积累。这对苋菜可能同样适用,而且施磷肥能促进苋菜根系的生长发育,根系与土壤接触面积增大,增加了Cd吸收的几率,苋菜Cd累积量也随之增加;在所有施磷处理中,当施P量为50 mg/kg土时,苋菜在黄棕壤和赤红壤上的Cd积累量最大。这一研究结果显示,Cd 污染土壤通过超积累植物以及施加磷肥处理能够提高植株的Cd累积量,提高了污染土壤的修复效率。

      • 施用磷肥可显著促进苋菜的生长,降低黄棕壤和赤红壤中有效态镉含量。虽然苋菜中Cd含量随磷肥施用量的增加而降低,但增加的生物量极大地提高了苋菜对Cd的总吸收量和累积量,提高了其生物修复效率。在本试验土壤条件和Cd污染水平下,磷肥添加量为50 mg/kg土时,苋菜对土壤Cd的修复效果最佳。

    参考文献 (33)

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