朱生翠+曾曉希+湯建新等

摘要：以貴州油菜作為重金屬鎘的修復(fù)植物，從湖南省株洲市清水塘重金屬土壤修復(fù)示范基地采集10個(gè)不同Cd濃度污染土壤，研究不同Cd濃度下抗鎘真菌對(duì)貴州油菜的生長(zhǎng)及對(duì)Cd修復(fù)的強(qiáng)化作用。結(jié)果表明，接菌處理明顯促進(jìn)了貴州油菜生物量的增加、Cd在植株體內(nèi)的富集和Cd從根部向地上部分的遷移，土壤Cd處理對(duì)貴州油菜的臨界毒害濃度在148.41 mg/kg左右，接菌處理使貴州油菜的Cd臨界毒害濃度提高到175.35 mg/kg，接菌處理的貴州油菜在土壤Cd濃度為148.41 mg/kg時(shí)，積累量最大，為69.83 mg/kg，而不接菌的貴州油菜在土壤Cd濃度125.70 mg/kg時(shí)Cd積累量最大，為57.81 mg/kg。

關(guān)鍵詞：鎘；植物修復(fù)；貴州油菜；毛霉

中圖分類(lèi)號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）18-4282-04

目前重金屬污染已成為全球嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。土壤重金屬污染源于工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展、水資源和土地資源的不合理利用以及廢物的不合理處理[1，2]。湖南省株洲市清水塘工業(yè)區(qū)重金屬鎘污染已達(dá)到高峰程度，成為國(guó)內(nèi)重金屬污染嚴(yán)重地區(qū)之一[3]。含有鎘的污染物通過(guò)各種途徑進(jìn)入土壤，造成了土壤中的富集，且因具有長(zhǎng)期滯留性和難降解性使鎘通過(guò)作物富集進(jìn)入食物鏈，危害人類(lèi)健康，該地區(qū)的鎘污染也已成為附近居民生活和下游城市飲用水源安全的重大隱患，因此，修復(fù)重金屬污染土壤在本地區(qū)已受到高度重視。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了一系列的研究，然而，植物修復(fù)相對(duì)于物理和化學(xué)修復(fù)方法具有成本低、不破壞土壤結(jié)構(gòu)、不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)被公認(rèn)為是生態(tài)友好型原位綠色修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)重金屬污染土壤是利用植物將重金屬積累在植物體內(nèi)。由于通常用于富集重金屬的植物存在生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、生物量低、重金屬可溶性低等缺陷，植物修復(fù)沒(méi)能大面積推廣應(yīng)用。為了強(qiáng)化植物修復(fù)的效果，真菌的應(yīng)用備受關(guān)注[4，5]。植物聯(lián)合真菌作為一種有巨大發(fā)展前景的技術(shù)來(lái)修復(fù)重金屬污染土壤，可加強(qiáng)植物對(duì)重金屬毒性的耐性，提高植物的生物量從而增加植物體內(nèi)重金屬的積累，有時(shí)也會(huì)保護(hù)植物免受重金屬毒害而阻礙植物對(duì)重金屬的吸收[6，7]。

貴州油菜對(duì)Cd等重金屬具有較強(qiáng)的抗耐性和富集能力，是目前篩選出的生長(zhǎng)較快、生物量較大的重金屬富集植物。本研究通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究了抗鎘真菌毛霉QS1對(duì)貴州油菜的生長(zhǎng)及Cd積累的強(qiáng)化作用，確立篩選的抗鎘真菌結(jié)合貴州油菜是否可以成功地應(yīng)用于重金屬污染土壤的修復(fù)，以期為土壤重金屬污染的植物修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

貴州油菜種子由湖南工業(yè)大學(xué)綠色包裝與生物納米技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保存。

抗鎘真菌毛霉QS1由湖南工業(yè)大學(xué)綠色包裝與生物納米技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室篩選保存，其Cd 最低抑菌濃度為1 360 mg/L。

盆栽土壤：從清水塘重金屬土壤修復(fù)示范基地采集10個(gè)不同Cd濃度污染土壤自然風(fēng)干，去除雜物，進(jìn)行編號(hào)，如表1所示。

1.2 盆栽試驗(yàn)

將每個(gè)Cd濃度水平的盆栽土壤分裝到6個(gè)塑料花盆（上緣直徑23.5 cm，底面直徑16 cm，高15 cm）中，每盆裝入2.5 kg土壤。播種貴州油菜種子，出苗1周后將植物苗移栽至各個(gè)盆中，每盆4株。1周后每個(gè)Cd濃度下6盆盆栽中隨機(jī)挑選3盆加入26 mL 108 CFU/mL毛霉QS1菌懸液，其余3盆加入等體積的去離子水作為對(duì)照。在生長(zhǎng)的第60天收獲，測(cè)量株高和鮮重，每株植物沿土面剪取地上部分，分成地上和地下部分，用去離子水沖洗干凈，自然風(fēng)干至恒重后粉碎測(cè)植物體內(nèi)Cd含量。盆栽土壤混合均勻自然風(fēng)干至恒重后四分法過(guò)100目篩，采用火焰原子吸收分光光度計(jì)（AA Mode Z-2 000，Hitachi， 日本）進(jìn)行Cd含量測(cè)定。

植物Cd含量測(cè)定方法：分別稱(chēng)取植物粉末5 g左右轉(zhuǎn)至250 mL錐形瓶中，加入30 mL硝酸、5 mL高氯酸浸泡過(guò)夜，拿至電熱板上加熱消解，在消解的過(guò)程中，為了使植物消解完全，不斷補(bǔ)加硝酸，至消解液較為清澈時(shí)冷卻定容至50 mL，靜置過(guò)夜，待測(cè)。

盆栽土壤Cd含量測(cè)定方法：盆栽土壤樣品稱(chēng)取0.5 g左右轉(zhuǎn)至白色塑料杯中，加入10 mL鹽酸、20 mL硝酸、8 mL高氯酸、5 mL氫氟酸拿至電熱板上加熱消解，在消解的過(guò)程中，為了使植物消解完全，不斷補(bǔ)加硝酸，至消解液較為清澈時(shí)冷卻定容至50 mL，靜置過(guò)夜，待測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

通常以轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)表示植物對(duì)重金屬的吸收能力。植物重金屬運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)（TF）是植物莖葉中重金屬含量與根部重金屬含量的比值，即轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)是描述植物將土壤中的重金屬?gòu)母肯蚯o葉部分運(yùn)輸?shù)膶傩?；富集系?shù)為植物地上部重金屬含量與介質(zhì)中重金屬含量的比值，在一定程度上標(biāo)志著介質(zhì)-植物系統(tǒng)中元素遷移的難易程度，一般認(rèn)為高富集植物轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、富集系數(shù)都應(yīng)大于1[8]。重金屬含量為3次重復(fù)的混合樣進(jìn)行測(cè)定，數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛霉QS1對(duì)不同Cd含量土壤下貴州油菜株高的影響

由圖1可知，毛霉QS1對(duì)不同Cd含量土壤下貴州油菜的株高有不同的影響，株高在接菌和不接菌處理下都隨土壤鎘濃度的增加逐漸降低。在總的降低趨勢(shì)下，株高的分異也明顯化。在較低的Cd處理濃度下（0.06～148.41 mg/kg），接菌處理和不接菌處理的貴州油菜株高降幅都不明顯，如在不接菌處理下鎘濃度為0.06～148.41 mg/kg時(shí)株高從30.6 cm降低到24.6 cm，隨著Cd處理濃度的再增加，株高急劇下降，從24.6 cm降到9.9 cm；在接菌處理下貴州油菜株高在土壤鎘濃度大于148.41 mg/kg時(shí)從26.0 cm降到11.9 cm，說(shuō)明此時(shí)貴州油菜生長(zhǎng)較明顯地受到Cd污染的抑制作用。從圖1中可以看出，接菌處理明顯促進(jìn)了貴州油菜株高的增加，接種毛霉QS1的貴州油菜在土壤鎘濃度為100.21 mg/kg時(shí)株高比對(duì)照增加了3.7 cm。

2.2 毛霉QS1對(duì)不同Cd含量土壤下貴州油菜鮮重的影響

由圖2可知，隨著土壤中鎘濃度的增加貴州油菜鮮重逐漸減少。鮮重在鎘濃度0.06 mg/kg接菌處理下最大。較低濃度的Cd處理對(duì)貴州油菜鮮重的促進(jìn)作用不明顯，鮮重變化緩慢。這與貴州油菜實(shí)際的生長(zhǎng)狀況以及圖1中的株高變化趨勢(shì)相符，不接菌植物在0.06～125.70 mg/kg Cd處理時(shí)，鮮重從34.98 g降低到24.59 g，而在125.70～200.37 mg/kg鎘濃度下，鮮重由24.59 g降到10.91g。接菌處理植物在鎘濃度≥148.41 mg/kg時(shí)鮮重顯著下降，從27.65 mg/kg降低到11.68 mg/kg。說(shuō)明在0.06～125.70 mg/kg的Cd處理下，不接菌貴州油菜能夠正常生長(zhǎng)，未出現(xiàn)重金屬中毒現(xiàn)象；而從148.41mg/kg起，貴州油菜生長(zhǎng)受到重金屬Cd的抑制。因此，Cd對(duì)貴州油菜的臨界毒害濃度約在148.41mg/kg。接菌處理使貴州油菜的Cd臨界毒害濃度提高到175.35 mg/kg，從貴州油菜生長(zhǎng)來(lái)看，高濃度的Cd對(duì)貴州油菜生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的抑制作用，而接種毛霉QS1能緩解高濃度Cd對(duì)貴州油菜的毒害。

2.3 貴州油菜對(duì)土壤鎘的累積

植物對(duì)重金屬的提取量是評(píng)價(jià)土壤重金屬修復(fù)最直接有效的指標(biāo)，它由植物的生物量和重金屬在植物體內(nèi)的濃度共同決定。添加微生物對(duì)植物提取重金屬有較好的促進(jìn)作用。由圖3和圖4可知，隨著土壤中Cd濃度的不斷增加，不接菌的貴州油菜地上和地下部分在Cd處理125.70 mg/kg時(shí)，積累量最大，為57.81mg/kg；接菌處理的貴州油菜在土壤Cd濃度148.41mg/kg時(shí)，積累量最大，為69.83 mg/kg，隨后都有所下降?？梢?jiàn)毛霉QS1處理的貴州油菜植株內(nèi)Cd吸附量明顯高于對(duì)照。對(duì)于植物地下部分而言，在低污染土壤中，毛霉QS1處理對(duì)地下部分Cd含量影響不明顯，在高污染土壤中則促進(jìn)了各部分Cd含量的增加。

各濃度下重金屬轉(zhuǎn)移系數(shù)見(jiàn)表2，加菌和不加菌處理下貴州油菜對(duì)Cd的轉(zhuǎn)移系數(shù)均大于1。在Cd濃度0.06～175.35 mg/kg下，添加微生物處理的Cd從根部向地上部分輸送的能力有所增強(qiáng)，轉(zhuǎn)移系數(shù)大于不接菌組。由表2可知，不接菌處理富集系數(shù)在Cd濃度125.70 mg/kg時(shí)最高，而接菌處理下呈不規(guī)律變化，但總體上，添加微生物后富集系數(shù)有所提高，說(shuō)明添加的毛霉QS1有效提高了植物對(duì)Cd的修復(fù)效率。

3 討論

在低鎘濃度處理下，接種毛霉QS1均有效增加了貴州油菜的鮮重和株高，土壤中的重金屬含量的高低影響微生物的呼吸代謝及土壤的呼吸作用，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)。在重金屬濃度較低時(shí)，菌株可改變營(yíng)養(yǎng)元素和重金屬的存在狀態(tài)和生物有效性，使之有效化而利于植物吸收，如接菌提高植株對(duì)N、P元素的吸收，并最終促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，且低濃度重金屬也可促進(jìn)植株正常的生理代謝活動(dòng)。但濃度較高時(shí)，植物葉綠素、糖及蛋白質(zhì)合成受阻，光合和呼吸強(qiáng)度下降，根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收減弱，根系生長(zhǎng)受到抑制，造成植株一系列代謝紊亂[10]。本研究結(jié)果與張杏鋒[11]研究的鴨跖草（Commelina communis Linn.）對(duì)鎘的累積特征相似，低濃度重金屬不會(huì)對(duì)植物造成不良影響，有些還有刺激生長(zhǎng)的作用，高濃度則會(huì)抑制其生長(zhǎng)發(fā)育。

植物在不同濃度的重金屬污染土壤中對(duì)重金屬的富集作用不同，植物對(duì)重金屬的富集量在一定范圍內(nèi)隨土壤中重金屬濃度的增加而增加，但在高濃度污染的土壤中植物生長(zhǎng)受到抑制，代謝紊亂，表現(xiàn)出一種毒害效應(yīng)。通過(guò)對(duì)貴州油菜生長(zhǎng)的觀察和生物量的測(cè)定，初步確定了土壤Cd處理對(duì)貴州油菜的臨界毒害濃度，從這一土壤處理濃度開(kāi)始，貴州油菜受到較明顯的重金屬毒害，比較貴州油菜地上部對(duì)Cd的積累量發(fā)現(xiàn)，在臨界毒害濃度左右，貴州油菜地上部對(duì)Cd的積累量也有較明顯的上升，說(shuō)明在臨界毒害濃度左右，貴州油菜地上部對(duì)重金屬的“抗性能力”達(dá)到飽和，所以在臨界毒害濃度以上時(shí)，Cd對(duì)貴州油菜的毒害不斷明顯化。重金屬毒害對(duì)植物生長(zhǎng)的影響與土壤、植物和微生物之間復(fù)雜的交互作用密切相關(guān)，而抗重金屬微生物解毒和促生機(jī)制是促進(jìn)植物在逆境中定殖和生長(zhǎng)的關(guān)鍵性因素。本研究中微生物的添加促進(jìn)了重金屬Cd從植物根部向地上部轉(zhuǎn)移和貴州油菜體內(nèi)的富集?？赡苡捎诿筈S1在低濃度污染條件下，通過(guò)分泌物有機(jī)酸等改變根際環(huán)境，影響重金屬的生物有效性和重金屬對(duì)植物的毒性；另一方面，通過(guò)擴(kuò)大根系吸收范圍、活化土壤養(yǎng)分等，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，增加植物生物量從而提高對(duì)重金屬的富集能力。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，貴州油菜-毛霉QS1菌聯(lián)合修復(fù)Cd污染土壤具有較好的修復(fù)效果和一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為重金屬植物微生物聯(lián)合修復(fù)提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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[11] 張杏鋒.鴨跖草對(duì)鎘的耐性及富集特征[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（1）：167-169.

2.2 毛霉QS1對(duì)不同Cd含量土壤下貴州油菜鮮重的影響

由圖2可知，隨著土壤中鎘濃度的增加貴州油菜鮮重逐漸減少。鮮重在鎘濃度0.06 mg/kg接菌處理下最大。較低濃度的Cd處理對(duì)貴州油菜鮮重的促進(jìn)作用不明顯，鮮重變化緩慢。這與貴州油菜實(shí)際的生長(zhǎng)狀況以及圖1中的株高變化趨勢(shì)相符，不接菌植物在0.06～125.70 mg/kg Cd處理時(shí)，鮮重從34.98 g降低到24.59 g，而在125.70～200.37 mg/kg鎘濃度下，鮮重由24.59 g降到10.91g。接菌處理植物在鎘濃度≥148.41 mg/kg時(shí)鮮重顯著下降，從27.65 mg/kg降低到11.68 mg/kg。說(shuō)明在0.06～125.70 mg/kg的Cd處理下，不接菌貴州油菜能夠正常生長(zhǎng)，未出現(xiàn)重金屬中毒現(xiàn)象；而從148.41mg/kg起，貴州油菜生長(zhǎng)受到重金屬Cd的抑制。因此，Cd對(duì)貴州油菜的臨界毒害濃度約在148.41mg/kg。接菌處理使貴州油菜的Cd臨界毒害濃度提高到175.35 mg/kg，從貴州油菜生長(zhǎng)來(lái)看，高濃度的Cd對(duì)貴州油菜生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的抑制作用，而接種毛霉QS1能緩解高濃度Cd對(duì)貴州油菜的毒害。

2.3 貴州油菜對(duì)土壤鎘的累積

植物對(duì)重金屬的提取量是評(píng)價(jià)土壤重金屬修復(fù)最直接有效的指標(biāo)，它由植物的生物量和重金屬在植物體內(nèi)的濃度共同決定。添加微生物對(duì)植物提取重金屬有較好的促進(jìn)作用。由圖3和圖4可知，隨著土壤中Cd濃度的不斷增加，不接菌的貴州油菜地上和地下部分在Cd處理125.70 mg/kg時(shí)，積累量最大，為57.81mg/kg；接菌處理的貴州油菜在土壤Cd濃度148.41mg/kg時(shí)，積累量最大，為69.83 mg/kg，隨后都有所下降?？梢?jiàn)毛霉QS1處理的貴州油菜植株內(nèi)Cd吸附量明顯高于對(duì)照。對(duì)于植物地下部分而言，在低污染土壤中，毛霉QS1處理對(duì)地下部分Cd含量影響不明顯，在高污染土壤中則促進(jìn)了各部分Cd含量的增加。

各濃度下重金屬轉(zhuǎn)移系數(shù)見(jiàn)表2，加菌和不加菌處理下貴州油菜對(duì)Cd的轉(zhuǎn)移系數(shù)均大于1。在Cd濃度0.06～175.35 mg/kg下，添加微生物處理的Cd從根部向地上部分輸送的能力有所增強(qiáng)，轉(zhuǎn)移系數(shù)大于不接菌組。由表2可知，不接菌處理富集系數(shù)在Cd濃度125.70 mg/kg時(shí)最高，而接菌處理下呈不規(guī)律變化，但總體上，添加微生物后富集系數(shù)有所提高，說(shuō)明添加的毛霉QS1有效提高了植物對(duì)Cd的修復(fù)效率。

3 討論

在低鎘濃度處理下，接種毛霉QS1均有效增加了貴州油菜的鮮重和株高，土壤中的重金屬含量的高低影響微生物的呼吸代謝及土壤的呼吸作用，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)。在重金屬濃度較低時(shí)，菌株可改變營(yíng)養(yǎng)元素和重金屬的存在狀態(tài)和生物有效性，使之有效化而利于植物吸收，如接菌提高植株對(duì)N、P元素的吸收，并最終促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，且低濃度重金屬也可促進(jìn)植株正常的生理代謝活動(dòng)。但濃度較高時(shí)，植物葉綠素、糖及蛋白質(zhì)合成受阻，光合和呼吸強(qiáng)度下降，根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收減弱，根系生長(zhǎng)受到抑制，造成植株一系列代謝紊亂[10]。本研究結(jié)果與張杏鋒[11]研究的鴨跖草（Commelina communis Linn.）對(duì)鎘的累積特征相似，低濃度重金屬不會(huì)對(duì)植物造成不良影響，有些還有刺激生長(zhǎng)的作用，高濃度則會(huì)抑制其生長(zhǎng)發(fā)育。

植物在不同濃度的重金屬污染土壤中對(duì)重金屬的富集作用不同，植物對(duì)重金屬的富集量在一定范圍內(nèi)隨土壤中重金屬濃度的增加而增加，但在高濃度污染的土壤中植物生長(zhǎng)受到抑制，代謝紊亂，表現(xiàn)出一種毒害效應(yīng)。通過(guò)對(duì)貴州油菜生長(zhǎng)的觀察和生物量的測(cè)定，初步確定了土壤Cd處理對(duì)貴州油菜的臨界毒害濃度，從這一土壤處理濃度開(kāi)始，貴州油菜受到較明顯的重金屬毒害，比較貴州油菜地上部對(duì)Cd的積累量發(fā)現(xiàn)，在臨界毒害濃度左右，貴州油菜地上部對(duì)Cd的積累量也有較明顯的上升，說(shuō)明在臨界毒害濃度左右，貴州油菜地上部對(duì)重金屬的“抗性能力”達(dá)到飽和，所以在臨界毒害濃度以上時(shí)，Cd對(duì)貴州油菜的毒害不斷明顯化。重金屬毒害對(duì)植物生長(zhǎng)的影響與土壤、植物和微生物之間復(fù)雜的交互作用密切相關(guān)，而抗重金屬微生物解毒和促生機(jī)制是促進(jìn)植物在逆境中定殖和生長(zhǎng)的關(guān)鍵性因素。本研究中微生物的添加促進(jìn)了重金屬Cd從植物根部向地上部轉(zhuǎn)移和貴州油菜體內(nèi)的富集?？赡苡捎诿筈S1在低濃度污染條件下，通過(guò)分泌物有機(jī)酸等改變根際環(huán)境，影響重金屬的生物有效性和重金屬對(duì)植物的毒性；另一方面，通過(guò)擴(kuò)大根系吸收范圍、活化土壤養(yǎng)分等，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，增加植物生物量從而提高對(duì)重金屬的富集能力。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，貴州油菜-毛霉QS1菌聯(lián)合修復(fù)Cd污染土壤具有較好的修復(fù)效果和一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為重金屬植物微生物聯(lián)合修復(fù)提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

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2.2 毛霉QS1對(duì)不同Cd含量土壤下貴州油菜鮮重的影響

由圖2可知，隨著土壤中鎘濃度的增加貴州油菜鮮重逐漸減少。鮮重在鎘濃度0.06 mg/kg接菌處理下最大。較低濃度的Cd處理對(duì)貴州油菜鮮重的促進(jìn)作用不明顯，鮮重變化緩慢。這與貴州油菜實(shí)際的生長(zhǎng)狀況以及圖1中的株高變化趨勢(shì)相符，不接菌植物在0.06～125.70 mg/kg Cd處理時(shí)，鮮重從34.98 g降低到24.59 g，而在125.70～200.37 mg/kg鎘濃度下，鮮重由24.59 g降到10.91g。接菌處理植物在鎘濃度≥148.41 mg/kg時(shí)鮮重顯著下降，從27.65 mg/kg降低到11.68 mg/kg。說(shuō)明在0.06～125.70 mg/kg的Cd處理下，不接菌貴州油菜能夠正常生長(zhǎng)，未出現(xiàn)重金屬中毒現(xiàn)象；而從148.41mg/kg起，貴州油菜生長(zhǎng)受到重金屬Cd的抑制。因此，Cd對(duì)貴州油菜的臨界毒害濃度約在148.41mg/kg。接菌處理使貴州油菜的Cd臨界毒害濃度提高到175.35 mg/kg，從貴州油菜生長(zhǎng)來(lái)看，高濃度的Cd對(duì)貴州油菜生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的抑制作用，而接種毛霉QS1能緩解高濃度Cd對(duì)貴州油菜的毒害。

2.3 貴州油菜對(duì)土壤鎘的累積

植物對(duì)重金屬的提取量是評(píng)價(jià)土壤重金屬修復(fù)最直接有效的指標(biāo)，它由植物的生物量和重金屬在植物體內(nèi)的濃度共同決定。添加微生物對(duì)植物提取重金屬有較好的促進(jìn)作用。由圖3和圖4可知，隨著土壤中Cd濃度的不斷增加，不接菌的貴州油菜地上和地下部分在Cd處理125.70 mg/kg時(shí)，積累量最大，為57.81mg/kg；接菌處理的貴州油菜在土壤Cd濃度148.41mg/kg時(shí)，積累量最大，為69.83 mg/kg，隨后都有所下降。可見(jiàn)毛霉QS1處理的貴州油菜植株內(nèi)Cd吸附量明顯高于對(duì)照。對(duì)于植物地下部分而言，在低污染土壤中，毛霉QS1處理對(duì)地下部分Cd含量影響不明顯，在高污染土壤中則促進(jìn)了各部分Cd含量的增加。

各濃度下重金屬轉(zhuǎn)移系數(shù)見(jiàn)表2，加菌和不加菌處理下貴州油菜對(duì)Cd的轉(zhuǎn)移系數(shù)均大于1。在Cd濃度0.06～175.35 mg/kg下，添加微生物處理的Cd從根部向地上部分輸送的能力有所增強(qiáng)，轉(zhuǎn)移系數(shù)大于不接菌組。由表2可知，不接菌處理富集系數(shù)在Cd濃度125.70 mg/kg時(shí)最高，而接菌處理下呈不規(guī)律變化，但總體上，添加微生物后富集系數(shù)有所提高，說(shuō)明添加的毛霉QS1有效提高了植物對(duì)Cd的修復(fù)效率。

3 討論

在低鎘濃度處理下，接種毛霉QS1均有效增加了貴州油菜的鮮重和株高，土壤中的重金屬含量的高低影響微生物的呼吸代謝及土壤的呼吸作用，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)。在重金屬濃度較低時(shí)，菌株可改變營(yíng)養(yǎng)元素和重金屬的存在狀態(tài)和生物有效性，使之有效化而利于植物吸收，如接菌提高植株對(duì)N、P元素的吸收，并最終促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，且低濃度重金屬也可促進(jìn)植株正常的生理代謝活動(dòng)。但濃度較高時(shí)，植物葉綠素、糖及蛋白質(zhì)合成受阻，光合和呼吸強(qiáng)度下降，根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收減弱，根系生長(zhǎng)受到抑制，造成植株一系列代謝紊亂[10]。本研究結(jié)果與張杏鋒[11]研究的鴨跖草（Commelina communis Linn.）對(duì)鎘的累積特征相似，低濃度重金屬不會(huì)對(duì)植物造成不良影響，有些還有刺激生長(zhǎng)的作用，高濃度則會(huì)抑制其生長(zhǎng)發(fā)育。

植物在不同濃度的重金屬污染土壤中對(duì)重金屬的富集作用不同，植物對(duì)重金屬的富集量在一定范圍內(nèi)隨土壤中重金屬濃度的增加而增加，但在高濃度污染的土壤中植物生長(zhǎng)受到抑制，代謝紊亂，表現(xiàn)出一種毒害效應(yīng)。通過(guò)對(duì)貴州油菜生長(zhǎng)的觀察和生物量的測(cè)定，初步確定了土壤Cd處理對(duì)貴州油菜的臨界毒害濃度，從這一土壤處理濃度開(kāi)始，貴州油菜受到較明顯的重金屬毒害，比較貴州油菜地上部對(duì)Cd的積累量發(fā)現(xiàn)，在臨界毒害濃度左右，貴州油菜地上部對(duì)Cd的積累量也有較明顯的上升，說(shuō)明在臨界毒害濃度左右，貴州油菜地上部對(duì)重金屬的“抗性能力”達(dá)到飽和，所以在臨界毒害濃度以上時(shí)，Cd對(duì)貴州油菜的毒害不斷明顯化。重金屬毒害對(duì)植物生長(zhǎng)的影響與土壤、植物和微生物之間復(fù)雜的交互作用密切相關(guān)，而抗重金屬微生物解毒和促生機(jī)制是促進(jìn)植物在逆境中定殖和生長(zhǎng)的關(guān)鍵性因素。本研究中微生物的添加促進(jìn)了重金屬Cd從植物根部向地上部轉(zhuǎn)移和貴州油菜體內(nèi)的富集?？赡苡捎诿筈S1在低濃度污染條件下，通過(guò)分泌物有機(jī)酸等改變根際環(huán)境，影響重金屬的生物有效性和重金屬對(duì)植物的毒性；另一方面，通過(guò)擴(kuò)大根系吸收范圍、活化土壤養(yǎng)分等，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，增加植物生物量從而提高對(duì)重金屬的富集能力。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，貴州油菜-毛霉QS1菌聯(lián)合修復(fù)Cd污染土壤具有較好的修復(fù)效果和一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為重金屬植物微生物聯(lián)合修復(fù)提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

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