陳雷，楊亞洲，鄭青松，張春銀，王爽，許彩云，葛瀅*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 江蘇省海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210095；2.江蘇省鹽城綠苑海蓬子有限公司，江蘇 鹽城224002)

Cd 是一種植物非必需的有害重金屬，在環(huán)境中具有化學(xué)活性強(qiáng)、移動(dòng)性大、生物毒性強(qiáng)且持久等特點(diǎn)，對(duì)植物和動(dòng)物均有很高的毒性[1]，通過食物鏈的富集危及人類健康[2-3]。目前，土壤Cd污染主要來自人類的采礦、冶煉、電鍍、污水灌溉、過量使用化肥和農(nóng)藥等活動(dòng)[4-6]。20世紀(jì)90年代以來，隨著沿海省份社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化的加快，近海灘涂的開發(fā)利用和陸源污染物排放強(qiáng)度不斷增加，導(dǎo)致灘涂土壤污染越來越嚴(yán)重，一些地區(qū)灘涂土壤中的Cd等重金屬含量已明顯超標(biāo)[7-9]。因此，灘涂Cd污染土壤治理就顯得尤為迫切和重要。

植物修復(fù)技術(shù)與其他從土壤中去除污染物的物化技術(shù)相比，是一種新興的環(huán)境友好、成本較低的生物技術(shù)。然而，大多適用于去除重金屬污染的植物是甜土植物[10]，如：遏藍(lán)菜(Thlaspicaerulescens)和印度芥菜(Brassicajuncea)，并不適合于重金屬污染灘涂鹽土的植物修復(fù)。和甜土植物不同的是，鹽生植物不僅在鹽分引起滲透壓和離子脅迫的氧化應(yīng)激方面顯示出特有的適應(yīng)性，在金屬離子毒性上也擁有相對(duì)的各種生理解毒機(jī)制[11]。因此，鹽生植物可以栽培于重金屬污染鹽土上。有研究表明[11-15]，鹽分可以減輕鹽生植物海馬齒(Sesuviumportulacastrum)和海濱錦葵(Kosteletzkyavirginica)的Cd脅迫，而在小麥(Triticumaestivum)和油菜(Brassicanapus)等非鹽生植物中，鹽分則增強(qiáng)了Cd的毒性效應(yīng)。此外，鹽分被認(rèn)為是鹽生植物吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)Cd的關(guān)鍵因素。例如，Smolders等[16]的研究表明耐鹽植物甜菜(Betavulgaris)在加NaCl處理后不同組織中的Cd含量增加了2倍，而Lefèvre等[17]的報(bào)道稱NaCl減少了Cd在旱生鹽土植物濱藜(Atriplexhalimus)中的累積。鹽分對(duì)植物體內(nèi)Cd含量的影響一定程度上與鹽分增加導(dǎo)致的土壤Cl-配體含量增大、Cd的溶解性和生物有效性改變有關(guān)。但到目前為止，NaCl對(duì)鹽生植物重金屬累積方面的確切作用仍不是十分清楚。

堿蓬(Suaedasalsa)是一年生葉肉質(zhì)化鹽生草本植物，為藜科堿蓬屬，主要生長(zhǎng)于海濱、湖邊、荒漠等處的鹽堿荒地，屬高耐鹽稀鹽生植物，是一種典型的鹽堿地指示植物，可在海水中生長(zhǎng)[18]。有研究表明，堿蓬對(duì)Cd有一定的耐受性和富集能力[19-20]。不過，上述報(bào)道只探討了水培條件下堿蓬對(duì)Cd的吸收量，尚未闡明不同土壤鹽度下這種植物不同部位Cd的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)。因此，本研究采用溫室盆栽試驗(yàn)，研究了不同水平Cd和NaCl處理下堿蓬對(duì)Cd和Na吸收和分配，以明確堿蓬修復(fù)Cd污染鹽土的潛力。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物：堿蓬，種子由江蘇鹽城綠苑海蓬子公司提供。

1.2 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年4月至9月在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)牌樓試驗(yàn)基地溫室中進(jìn)行。采用盆栽土培，供試土壤為南京市郊區(qū)的黃棕壤，土壤的基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤的基本理化性質(zhì)Table 1 Selected physical and chemical properties of the soil

將供試土壤經(jīng)風(fēng)干、過2 mm篩后，與一定量的CdCl2·2.5H2O、NaCl和NPK肥料充分混合后裝入塑料桶(直徑20 cm、高20 cm)中，每桶裝土4.0 kg。NPK肥料的用量為每桶1.8 g尿素、1.4 g磷酸氫二銨和1.2 g氯化鉀。試驗(yàn)采用Cd與NaCl的復(fù)合處理：采用NaCl和CdCl2·2.5H2O溶液加入土壤，使土壤NaCl和Cd濃度分別為0.1%, 0.5%, 1.0%和0, 1.0, 2.5, 5.0 mg/kg，然后加水使土壤含水量飽和并充分混勻，平衡1個(gè)月后播入堿蓬種子，生長(zhǎng)10 d后間苗，每桶留生長(zhǎng)基本一致的5株堿蓬幼苗。堿蓬生長(zhǎng)期間每天加入適量水分，保持含水量在土壤最大田間持水量的70%左右。間苗136 d后收獲樣品測(cè)定。實(shí)驗(yàn)共設(shè)12個(gè)處理，以不加Cd的鹽處理為對(duì)照，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.3 生物量的測(cè)定

每個(gè)重復(fù)試驗(yàn)的5株植物全部取樣，沿土面剪取植株地上部，再取出根部，用自來水充分沖洗以去除粘著于植株上的泥土和污物，再用去離子水沖洗，瀝去水分，測(cè)定植株的鮮重后，105℃殺青 30 min，70℃烘干至恒重，分為根、莖、葉3部分，分別稱干重、磨碎備用，通過計(jì)算獲得每桶植株總重。

1.4 植物樣品中Cd和Na含量測(cè)定

準(zhǔn)確稱取0.100 g粉碎的堿蓬干樣與2 mL濃HNO3混合，用Milestone Ethos T微波消解系統(tǒng)消解，消解完全后，定容，用Perkin Elmer Optima 2100DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)測(cè)定Cd和Na含量。采用參考標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07603(GSV-2)對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值基本吻合，回收率為94.9%～105.3%，RSD在1.2%～4.1%之間，數(shù)據(jù)精密度較好，說明分析方法不存在明顯的系統(tǒng)誤差。

1.5 數(shù)據(jù)處理

圖1 不同濃度Cd和NaCl處理下堿蓬的生物量Fig.1 Biomass of S. salsa under different Cd and NaCl treatments 不同小寫字母表示相同Cd處理濃度下不同NaCl處理之間差異顯著(P<0.05)。下同。Different letters indicate statistically significant difference (P<0.05) at various NaCl treatments within a given Cd level. The same below.

采用Microsoft Excel 2013 和 SAS 20.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析，用Two-way ANOVA檢驗(yàn)差異的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cd和NaCl處理對(duì)堿蓬生長(zhǎng)的影響

Cd和NaCl處理對(duì)堿蓬生長(zhǎng)影響的結(jié)果見圖1。結(jié)合表2 的雙因素分析結(jié)果，可以看出鹽分和Cd濃度均顯著影響堿蓬的鮮重(FN=40.17，P<0.001；FC=47.66，P<0.001)。在對(duì)照(無Cd)和1.0 mg/kg Cd處理下，0.5%鹽處理的堿蓬生物量顯著高于0.1%的鹽處理。在2.5和5.0 mg/kg的Cd處理下，隨著土壤中鹽分的增加，堿蓬生長(zhǎng)受到顯著抑制。在0.5%和1.0% NaCl的處理下，隨著Cd處理濃度的增加，堿蓬的生長(zhǎng)受到抑制，生物量下降；而0.1% NaCl處理則相反，Cd處理促進(jìn)了堿蓬的生長(zhǎng)，生物量均高于對(duì)照。鹽和Cd對(duì)堿蓬的鮮重存在極顯著的交互作用(FC×N=40.17，P<0.001)。

表2 不同NaCl和Cd處理水平對(duì)堿蓬鮮重、葉莖根Cd、Na含量的雙因素方差分析(F值)Table 2 Two-way ANOVA of the effects of NaCl and Cd on S. salsa (F values)

注：*表示差異達(dá)0.05顯著水平，**表示差異達(dá)0.01顯著水平，*** 表示差異達(dá)0.001顯著水平，NS表示差異不顯著。

Note：*denotes significant difference at 0.05 level, ** denotes significant difference at 0.01 level, *** denotes significant difference at 0.001 level, NS denotes no significant difference.

2.2 Cd和NaCl處理對(duì)堿蓬Cd吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

圖2 不同處理下堿蓬葉(a)、莖(b)、根(c)中的Cd含量Fig.2 Cd concentrations in leaves(a), stems(b) and roots(c) of S. salsa under various treatments

由圖2可以看出，在添加同一Cd濃度處理組中，堿蓬對(duì)Cd的吸收積累隨NaCl處理濃度的增加而增加。雙因素分析結(jié)果(表2)表明鹽分和Cd污染濃度均顯著、極顯著的影響堿蓬葉、莖、根的Cd含量，對(duì)葉、莖部位的Cd含量交互作用不顯著(FC×N=40.17，P>0.05)，而對(duì)堿蓬根部的Cd含量有極顯著的交互作用(FC×N=34.20，P<0.001)。Cd處理后，堿蓬各部位的Cd含量顯著增加，不同部位對(duì)Cd累積大體上表現(xiàn)為：根>葉>莖。在0.1% NaCl處理的土壤中，較低Cd濃度處理促進(jìn)了堿蓬對(duì)Cd的吸收，隨著污染濃度增加，對(duì)Cd積累濃度有所減小，在投加2.5 mg/kg Cd的土壤中，堿蓬各部位的濃度均顯著地小于其他處理，葉為3.5 mg/kg，莖為1.5 mg/kg，根為3.9 mg/kg(圖2)。相對(duì)于0.1% NaCl處理，0.5%和1.0% NaCl處理下生長(zhǎng)的堿蓬對(duì)Cd的吸收得到促進(jìn)，在1.0% NaCl和2.5 mg/kg Cd處理下，堿蓬各部位的Cd含量達(dá)到最大值，葉為30.9 mg/kg，莖為30.1 mg/kg，根為35.3 mg/kg(圖2)。

富集系數(shù)一般用植物中某種元素含量與土壤中該種元素含量的比值來表示，是衡量植物對(duì)重金屬累積能力大小的一個(gè)重要指標(biāo)，其值越大，表明植物對(duì)重金屬的吸收累積能力越強(qiáng)[21]。轉(zhuǎn)移系數(shù)是指植物地上部某種元素含量與地下部該種元素含量的比值，反映植物將重金屬從地下部轉(zhuǎn)移到地上部的能力，轉(zhuǎn)移系數(shù)越大，植物向地上部轉(zhuǎn)移重金屬的能力就越強(qiáng)[22]。由表3中可以看出，在投加1.0，2.5 mg/kg Cd的土壤中，堿蓬的地上部、根部富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)均隨著土壤中的NaCl處理濃度的增加而增加，表明土壤鹽度的提高有利于堿蓬對(duì)Cd的富集和Cd從根部向地上部的轉(zhuǎn)移。在5.0 mg/kg Cd的土壤中，隨著NaCl處理濃度的增加，堿蓬地上部富集系數(shù)逐漸增大，但1.0% NaCl處理降低了根部Cd富集系數(shù)，且0.5%和1.0% NaCl處理下的Cd轉(zhuǎn)移系數(shù)均小于0.1% NaCl處理。

2.3 Cd和NaCl處理對(duì)堿蓬Na累積的影響

由圖3中可以看出，在加Cd處理的堿蓬葉和莖部位的Na 濃度隨NaCl處理濃度的增加而增大，與對(duì)照相比沒有顯著性地差異，表2的分析結(jié)果也表明堿蓬葉、莖、根部位的Na含量顯著或極顯著的受到土壤中鹽分的影響(FN=40.92，P<0.001；FN=87.25，P<0.001；FN=4.41，P<0.05)，而土壤中的Cd污染濃度對(duì)葉莖部位Na含量沒有顯著性的影響。在1.0% NaCl和2.5 mg/kg Cd處理下，堿蓬葉、莖部位的Na離子濃度分別為63.24，77.26 g/kg，均大于其他處理。在加入0.1% NaCl的土壤中，1.0，2.5 mg/kg Cd的堿蓬根部Na含量與對(duì)照相比無顯著性差異，在5.0 mg/kg Cd時(shí)的Na含量達(dá)到17.88 g/kg，為對(duì)照的157%。在0.5% NaCl的土壤中，根部的Na含量隨著Cd處理濃度增大先減小后增大再減小，分別為對(duì)照的77%，161%和130%。而在1.0% NaCl處理后，1.0和2.5 mg/kg Cd的土壤中生長(zhǎng)的堿蓬根部Na含量相互之間無顯著性差異，在5.0 mg/kg Cd時(shí)根部Na含量為26.94 g/kg，比對(duì)照增加51%。Cd和鹽分對(duì)根部的Na含量有顯著的交互作用(FC×N=5.14，P<0.01)，對(duì)葉和莖的Na含量交互作用不顯著。

表3 不同Cd和NaCl濃度處理下堿蓬對(duì)Cd的富集、轉(zhuǎn)移系數(shù)Table 3 The Cd concentration factor and translocation factor of S. salsa under different Cd and NaCl treatments

注：不同小寫字母表示相同Cd處理濃度下不同NaCl處理之間差異顯著(P<0.05)。

Note： Different letters indicate statistically significant difference (P<0.05) at various NaCl treatments within a given Cd level.

圖3 不同處理下堿蓬葉(a)、莖(b)、根(c)中的Na含量Fig.3 Na concentrations in leaves(a), stems(b) and roots(c) of S. salsa under various treatments

2.4 堿蓬體內(nèi)Cd和Na的累積量

堿蓬體內(nèi)Cd和Na的累積量是堿蓬生物量(干重)和植株Cd、Na含量的乘積。由表 4 可以看出，加Cd處理后，在同一NaCl濃度下，堿蓬積累Cd的量隨Cd處理濃度的增大而減??；在相同Cd濃度處理下，0.5% NaCl的土壤中生長(zhǎng)的堿蓬，每桶種植的堿蓬帶走的Cd總量高于0.1%，1.0% NaCl土壤。在1.0 mg/kg Cd和0.5% NaCl處理中堿蓬帶走的Cd為165.17 μg/盆，是所有處理的最大值。而堿蓬從土壤累積的Na的最高值也是在0.5% NaCl和1.0 mg/kg Cd的土壤中，為523.70 mg/盆。盡管加Cd處理后，堿蓬根部的Cd含量均大于葉莖部的含量，轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1(表3)，但仍有大部分Cd被轉(zhuǎn)運(yùn)到了地上部，在葉莖中的Cd約占整個(gè)植株積累總量的89.0%～98.7%左右。

表4 堿蓬從土壤中去除的Cd和Na的數(shù)量Table 4 The amount of Cd and Na removed from the soils by S. salsa

3 討論

3.1 不同處理對(duì)堿蓬生長(zhǎng)(生物量)的影響

Cd是植物的非必需元素，在植物體內(nèi)累積到一定程度，就會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，最終表現(xiàn)為生物量下降，甚至死亡。植物能富集或超富集重金屬來修復(fù)被重金屬污染的土壤是基于其對(duì)重金屬的抗性[23-24]。超富集植物對(duì)重金屬有很強(qiáng)的耐性，表現(xiàn)在植物能夠在較高的重金屬濃度土壤上正常生長(zhǎng)，不出現(xiàn)明顯的受毒害癥狀。植物對(duì) Cd 的耐性因Cd污染濃度和植物種類不同而有所差異，有研究表明，低濃度的 Cd 對(duì)某些植物的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用[25]，較高濃度的 Cd 會(huì)降低植物的光合生產(chǎn)力，干擾體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的遷移和再分配，影響植物生長(zhǎng)。

本試驗(yàn)中，鹽分和Cd濃度均顯著影響堿蓬的鮮重，且存在極顯著的交互作用。在0.1%NaCl處理下，加Cd處理的堿蓬鮮重分別為對(duì)照的1.29，1.55和1.22倍，即使在1.0% NaCl處理下鮮重質(zhì)量也分別達(dá)到對(duì)照的56%，47%和23%。可見，在低NaCl環(huán)境中Cd能夠刺激堿蓬生長(zhǎng)，而隨著土壤鹽度的增加Cd會(huì)抑制其生長(zhǎng)。高濃度NaCl、Cd共同作用下，雖然堿蓬沒有死亡，但葉片上表現(xiàn)出壞死斑點(diǎn)、卷曲等中毒癥狀。

3.2 不同處理下堿蓬對(duì)Cd和Na的吸收和分配特點(diǎn)

不論污染重金屬濃度的高低，對(duì)植物都是有害的，只不過植物對(duì)重金屬污染的反應(yīng)是兩種作用的復(fù)合效應(yīng)[26]。一方面植物產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，通過生理活動(dòng)產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物與體內(nèi)重金屬結(jié)合降低活性以解毒，這是植物的適應(yīng)性反應(yīng)； 另一方面，激活的代謝系統(tǒng)會(huì)加速污染重金屬進(jìn)入體內(nèi)，反過來抑制代謝活動(dòng)，對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用。在低污染濃度下，植物的適應(yīng)性大于金屬的毒害作用，表現(xiàn)出積極的刺激效果，隨著重金屬濃度的增大，毒害性隨之增大，表現(xiàn)出抑制和毒害作用。由圖2可知，加Cd處理后堿蓬葉莖根部對(duì)Cd的累積性表現(xiàn)為：根>葉>莖。在0.1% NaCl處理的土壤中，堿蓬各部位的Cd含量先增大后減小再增大，說明堿蓬對(duì)Cd的積累受到土壤中Cd濃度增加的影響較大。在0.5%，1.0%NaCl的土壤中，堿蓬葉莖根的Cd含量隨土壤中Cd污染濃度的增大而先增大后減小，且堿蓬的生物量隨Cd污染濃度的逐漸減小，說明堿蓬對(duì)Cd累積受到自身生長(zhǎng)的影響。

由于堿蓬為稀鹽鹽生植物，對(duì)Na非常敏感。為了保持胞質(zhì)內(nèi)Na的正常水平，在生長(zhǎng)過程中，葉或莖肉質(zhì)化，即薄壁細(xì)胞大量增加，通過吸收大量的水分將體內(nèi)的鹽分稀釋，同時(shí)將細(xì)胞質(zhì)中的 Na區(qū)隔化入液泡。Na區(qū)隔化至液泡中后，一方面降低了胞質(zhì)中的Na濃度，避免胞質(zhì)中過高Na對(duì)生理生化代謝的干擾；另一方面還可降低植物細(xì)胞水勢(shì)，促進(jìn)植物從外界吸水，從而有利于植物在鹽漬化土壤上的生存，且生長(zhǎng)具有低鹽促進(jìn)、高鹽抑制的特點(diǎn)[27-28]。在對(duì)照處理中0.5%，1.0%NaCl的堿蓬生物量顯著高于0.1%NaCl處理，說明0.5%，1.0%NaCl促進(jìn)了堿蓬的生長(zhǎng)。由圖3可看出，所有處理中，堿蓬葉莖部的Na含量隨NaCl處理濃度增加而增大，加Cd處理與對(duì)照(無Cd)相比Na含量沒有顯著性差異；而根部的Na含量變化與葉莖部相比沒有明顯的規(guī)律。

本試驗(yàn)主要是探究鹽生植物堿蓬對(duì)Cd污染鹽土的修復(fù)能力，因此討論堿蓬對(duì)Cd和Na的吸收和分配特點(diǎn),要從Cd和NaCl聯(lián)合脅迫方面考慮。在0.1%NaCl和2.5 mg/kg Cd，堿蓬生物量高于對(duì)照55%，但葉莖根的Cd含量顯著地小于其他加Cd處理，Na含量與對(duì)照相比沒有顯著性差異。這可能是由于土壤中的NaCl處理濃度較低，在生長(zhǎng)前期進(jìn)入體內(nèi)的Na含量已與外界達(dá)成某種平衡不需要攝入過多的Na，而此時(shí)堿蓬根部的Cd已經(jīng)表現(xiàn)出抑制和毒害作用， 隨著堿蓬的生長(zhǎng)進(jìn)入葉莖部的Cd刺激生物量的迅速增加，但沉淀在根部細(xì)胞壁上的Cd的毒害作用進(jìn)一步的阻止Cd進(jìn)入體內(nèi)，致使體內(nèi)的Cd含量較低[29]。在1.0% NaCl和2.5 mg/kg Cd，堿蓬生物量低于對(duì)照53%，葉莖根的Cd含量達(dá)到最大值，顯著地大于其他加Cd處理，且此時(shí)堿蓬葉莖部的Na含量高于其他處理。這可能是因?yàn)橥寥乐泻}量較高，隨著堿蓬的持續(xù)生長(zhǎng)進(jìn)入堿蓬體內(nèi)的Na含量過多，為使體內(nèi)鹽度不至于過高，堿蓬在從外界吸水的同時(shí)將土壤中的Cd吸入體內(nèi)， 隨之體內(nèi)的Cd含量逐漸升高表現(xiàn)毒害作用抑制堿蓬的進(jìn)一步生長(zhǎng)。

綜合堿蓬的生物量，葉莖根部的Cd、Na含量以及堿蓬積累的Cd、Na總量和雙因素方差分析等數(shù)據(jù)來看，鹽分對(duì)堿蓬葉莖根部的Cd含量有顯著性的影響，在同一Cd污染濃度土壤的鹽分提高有利于堿蓬對(duì)Cd的積累和Cd向地上部的轉(zhuǎn)移。而Cd對(duì)葉莖部的Na無顯著性的影響，堿蓬積累的Na主要受NaCl處理濃度的影響。Cd和NaCl對(duì)葉莖部吸收的Cd和Na含量沒有顯著的交互作用，對(duì)根部有顯著地交互作用。在低NaCl處理濃度的土壤中，Cd處理后的堿蓬生物量顯著高于對(duì)照，但體內(nèi)的Cd含量在低Cd濃度時(shí)有所增加而積累的Na則減小，隨著Cd污染濃度的增加堿蓬體內(nèi)的Cd濃度有所降低。土壤中的NaCl處理濃度增大后，堿蓬生物量逐漸降低，體內(nèi)的Cd含量相比低NaCl處理均不同程度的增大，且體內(nèi)積累的Na總量隨Cd污染程度加深逐漸減小。

3.3 堿蓬的Cd富集特征

目前，有關(guān)植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究較多，國(guó)內(nèi)外已發(fā)現(xiàn) 400 多種重金屬超富集植物，但對(duì)Cd超積累的植物較少，其中，遏藍(lán)菜、商陸(Phytolaccaacinosa)、龍葵(Solanumnigrum)、東南景天(Sedumalfredii)、油菜、寶山堇菜 (Violabaoshanensis)和葉用紅蒜菜(Betavulgarisvar.cicla)等7種Cd 超積累植物均符合體內(nèi)富集 Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥100 mg/kg、富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均≥1，以及生物量未受到明顯抑制的 Cd 超積累植物基本特征，但同時(shí)它們具有矮小、生物量低、生長(zhǎng)緩慢、富集總量相對(duì)較低、修復(fù)效果不大的缺點(diǎn)，大大限制了超富集植物在重金屬污染生物凈化中的應(yīng)用范圍[30]。雖然研究修復(fù)Cd污染土壤的植物較多，但有關(guān)既能在鹽土上生長(zhǎng)又能修復(fù)Cd污染的植物研究較少。已有研究表明，花卉植物紫茉莉(Mirabilisjalapa)在NaCl和Cd聯(lián)合脅迫下轉(zhuǎn)移系數(shù)在0.23～2.79之間，在適宜Cd和鹽處理濃度下，NaCl促進(jìn)了紫茉莉?qū)d的積累[31]。擬南芥(Arabidopsisthaliana)在Cd和NaCl復(fù)合處理下的結(jié)果也表明鹽促進(jìn)了根部對(duì)Cd的吸收，加強(qiáng)了Cd向地上部轉(zhuǎn)移的能力[32]。潮灘鹽生植物赤堿蓬(Suaedaheteroptera)對(duì)重金屬Cd有一定的耐受性和富集能力[33-34]。鹽生植物海馬齒在NaCl和Cd復(fù)合處理下Cd的轉(zhuǎn)移系數(shù)在0.3～0.6之間，NaCl促進(jìn)了海馬齒地上部對(duì)Cd的累積[35]。

但是，在我國(guó)分布廣泛[36]的藜科草本植物堿蓬是否具有重金屬Cd富集能力卻鮮見報(bào)道。堿蓬屬一年生草本植物，株高30～80 cm，耐水淹和干旱，生命力強(qiáng)，少有病蟲害，廣泛生長(zhǎng)于濱海和內(nèi)陸鹽堿地，資源非常豐富。本試驗(yàn)中，加Cd處理后，除了在0.1% NaCl和2.0 mg/kg Cd處理下堿蓬地上部的富集系數(shù)為0.86，其他處理下的地上部和根部富集系數(shù)均在1.59～19.95和1.37～18.97之間，轉(zhuǎn)移系數(shù)在0.56～0.86之間，且堿蓬體內(nèi)Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<100 mg/kg，不完全符合Cd 超積累植物的特征，但堿蓬在含鹽荒地上的產(chǎn)量較大，在土壤含鹽量約1.0%地段野生鹽地堿蓬產(chǎn)量為1000 kg/hm2左右，而土壤含鹽量降為0.5%左右時(shí)其產(chǎn)量約達(dá)2000 kg/hm2[37]，且整個(gè)堿蓬植株累積的Cd總量有89% 以上被轉(zhuǎn)移到地上部，有利于污染土壤中Cd的去除，且在去除Cd的同時(shí)還可以減輕土壤的鹽堿化，因此堿蓬有潛力應(yīng)用于修復(fù)Cd污染的濱海和內(nèi)陸等地區(qū)的鹽土。

4 結(jié)論

盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NaCl和Cd處理對(duì)堿蓬鮮重和根部的Cd和Na含量有顯著的交互作用，對(duì)葉莖部Cd、Na含量的交互作用不顯著。堿蓬能在所設(shè)置Cd和NaCl處理濃度土壤環(huán)境中正常生長(zhǎng)，且將大部分吸收的Cd從根部轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部，地上部Cd的累積量是根部的8.1～73.6倍。不同的Cd處理濃度的土壤中，堿蓬地上部所富集的Na含量沒有顯著性差異。而且堿蓬用途廣泛，在Cd污染的鹽堿土壤地區(qū)種植鹽生植物堿蓬，不僅能利用堿蓬有效的脫除鹽分的作用，也能減輕重金屬Cd的污染，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)，在修復(fù) Cd 污染的鹽堿土壤方面堿蓬有較好的應(yīng)用前景，今后應(yīng)進(jìn)一步研究堿蓬對(duì)Cd的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和解毒機(jī)制。