江文靜,王 丹*,姚天月

(1.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010；2.西南科技大學(xué)核廢物與環(huán)境安全國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽(yáng)621010)

鈾及其伴生重金屬鎘的根莖類富集植物的篩選

江文靜1,2,王 丹1,2*,姚天月1,2

(1.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010；2.西南科技大學(xué)核廢物與環(huán)境安全國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽(yáng)621010)

為研究植物對(duì)鈾(U)、鎘(Cd)的富集特性，在每千克土中分別外源添加鈾、鎘150 mg和15 mg，試驗(yàn)評(píng)價(jià)5科8種要莖類植物的污染耐受性和鈾、鎘富集轉(zhuǎn)運(yùn)效應(yīng)，篩選富集植物，并以對(duì)鈾有良好富集效果的植物向日葵作為對(duì)照，通過(guò)主成分分析對(duì)植物鈾、鎘富集轉(zhuǎn)運(yùn)能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：8種植物中，雪蓮果綜合評(píng)價(jià)最高，各部生物量均大于對(duì)照，單株鈾積累量和鈾、鎘積累總量均最大，分別為3 564.75 μg和4 342.95 μg，要部鈾含量為638.89 mg·kg-1DW，鈾富集系數(shù)4.26；此外，由于雪蓮果有膨大的塊狀莖，生物量較大，存在用于植物修復(fù)的潛質(zhì)。苤藍(lán)吸收鈾、鎘最少，單株鈾、鎘含量分別低至1.45 mg·kg-1DW和11.45 mg·kg-1DW，貯藏部位的鈾、鎘含量更低，分別僅有1.43 mg·kg-1DW和2.43 mg·kg-1DW，故苤藍(lán)有應(yīng)用于污染土再利用的潛質(zhì)。

富集植物；鈾；鎘

核技術(shù)的發(fā)展在給人類帶來(lái)巨大利益的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的核廢物[1]。放射性鈾作為主要的核廢物之一，常常與鎘伴生存在[2]，二者會(huì)通過(guò)各種途徑進(jìn)入土壤環(huán)境中，并能通過(guò)食物鏈嚴(yán)重威脅人體健康。植物修復(fù)作為核素污染土壤的綠色修復(fù)方法，具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉且不帶來(lái)二次污染的特點(diǎn)[3-4]。植物提取是植物修復(fù)的主要手段之一[5]，而超富集植物篩選則是植物提取的核心與基礎(chǔ)[6]。鎘的超富集植物主要有天藍(lán)遏藍(lán)菜(Thlaspiarvense L.)，寶山堇菜(Violabaoshaensis)，二者在自然條件下對(duì)鎘的富集量分別高達(dá)2130、1168 mg·kg-1[7-8]；而向日葵(Helianthus annuus)和印度芥菜(Brassica juncea)則能超量富集鈾，其中向日葵對(duì)鈾的富集主要集中在要部[9]，印度芥菜則可將鈾大量轉(zhuǎn)運(yùn)至地上部[10]。

傳統(tǒng)的超富集植物篩選主要存在四個(gè)問(wèn)題：

(1)土壤重金屬濃度設(shè)置不恰當(dāng)。研究發(fā)現(xiàn)鈾濃度為100 mg·kg-1時(shí)[11-12]，耐性植物的耐性體現(xiàn)不明顯，大多數(shù)植物均能正常生長(zhǎng)；而土壤鈾含量在200 mg·kg-1以上時(shí)會(huì)使非敏感植物葉色變淡萎蔫，植株變小[13-14]，植株無(wú)法正常完成其生長(zhǎng)周期。這兩種鈾處理均不能準(zhǔn)確有效地反應(yīng)植物對(duì)鈾的耐受性和富集特性。同時(shí)，鎘作為鈾重要的伴生重金屬，在土壤A層中最大含量可達(dá)到13 mg·kg-1，因此選擇恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)濃度非常重要。

(2)參選植物主要集中在雜草和花卉之中[15-21]，其中不乏一些能超量積累重金屬的種類，但這類植物普遍存在生物量較小、重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)難，且地下部生長(zhǎng)狀況較弱而導(dǎo)致無(wú)法承受過(guò)高濃度的重金屬，常常在完成整個(gè)生長(zhǎng)周期前出現(xiàn)枯黃、萎蔫甚至死亡等缺陷[12]。因此雜草與花卉的總體修復(fù)效果并不明顯。

(3)一般的植物幼苗時(shí)期沒(méi)有多余的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備，完全依賴土壤營(yíng)養(yǎng)條件，抵抗鈾、鎘毒害的能力較弱，這往往會(huì)導(dǎo)致植物幼苗發(fā)育不良，影響其后期對(duì)重金屬的吸收富集。

(4)大多數(shù)植物富集鈾、鎘主要為地下部，而地下部不易采收，導(dǎo)致最后修復(fù)效果并不理想。

要莖類植物生物量大、生長(zhǎng)耐性強(qiáng)，塊要、塊莖無(wú)性繁殖可為幼苗移栽初期提供充足營(yíng)養(yǎng)，且地下部易于采收。本試驗(yàn)創(chuàng)新性地選取5科8種要莖類植物幼苗作為試驗(yàn)材料進(jìn)行模擬盆栽試驗(yàn)，比較研究在鈾、鎘濃度分別為150 mg·kg-1土和15 mg·kg-1土的復(fù)合污染條件下，8種植物的耐受性和鈾、鎘富集轉(zhuǎn)運(yùn)特性，同時(shí)選取報(bào)道中鈾富集效果較好的向日葵作為鈾、鎘富集效果總體評(píng)價(jià)中的參照植物。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 植物

供試植物共9種，分屬5科8屬，分別是芋頭、菖蒲、雪蓮、海芋、向日葵、苤藍(lán)、馬鈴薯、紅薯、腳板薯(表1)。所有植物幼苗均購(gòu)于綿陽(yáng)市農(nóng)資市場(chǎng)。

表1 供試植物Table 1 Plant species used in the study

1.1.2 試劑

硝酸雙氧鈾[UO2(NO3)2·6H2O]和氯化鎘(CdCl2· 2.5H2O)均為分析純，購(gòu)于西南科技大學(xué)生科力公司。

1.1.3 土壤

供試土壤取自西南科技大學(xué)龍山資源圃表層0～ 15 cm的土壤，土壤類型為黃壤土，基本理化性質(zhì)為：pH 6.88，有機(jī)質(zhì)18.99 g·kg-1，速效磷、堿解氮、速效鉀分別為41.35、166.46、57.03 mg·kg-1，陽(yáng)離子交換量為119.79 mmol·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)向供試土壤外源施加UO2(NO3)2·6H2O和CdCl2·2.5H2O來(lái)模擬復(fù)合污染土壤。U和Cd用專業(yè)攪拌器材與供試土壤均勻混合，二者濃度分別為150 mg·kg-1土和15mg·kg-1土。一次性施入基肥：(NH4)2SO424.3 g；KH2PO47.02 g；K2SO424.52 g?；旌暇鶆虿⒈３止┰囃寥篮繛樘镩g持水量的60%，靜置平衡2周后裝盆備用。試驗(yàn)容器為長(zhǎng)方體塑料花盆(長(zhǎng)、寬、高分別為50、15、20 cm)，底部有孔，帶托盤，每盆定量裝土4 kg。

靜置結(jié)束后，將9種供試植物幼苗移栽到裝好鈾、鎘模擬污染土壤的花盆中，5次重復(fù)，另設(shè)置1組不添加鈾、鎘元素的空白處理，共54盆，每盆種3株植物幼苗，共162株。栽培過(guò)程中定期澆水以保持栽培盆中土壤含水量為田間持水量的60%左右，并將托盤中的瀝出物全部重新倒回花盆中，待植物完成各自生長(zhǎng)期之后收獲，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 分析測(cè)定方法

1.3.1 生物量測(cè)定

樣品采收后用蒸餾水洗凈，濾紙吸干多余水分，將植物分為地上部、貯藏部和要部(本研究中塊莖植物的要部指所有形態(tài)學(xué)要部，塊要植物的要部指除去肉質(zhì)要后的所有須要系)分別裝袋，做好標(biāo)記后置于烘箱中110℃殺青3 h，然后75℃烘干至恒重，用電子天平(精度0.001)分別測(cè)定地上部、貯藏部和地下部的干物質(zhì)量。

1.3.2 鈾、鎘含量測(cè)定

將塊莖植物分地上部、塊莖、要系，塊要植物分地上部、塊要、須要，各部分單獨(dú)研磨并過(guò)100目篩，每個(gè)樣品稱取0.1～0.5 g(實(shí)際用量視植物樣品總量而定)，進(jìn)行石墨爐(SH220)消解。采用IAA(火焰原子吸收光譜儀，AA700，美國(guó))測(cè)定消解樣品中鎘含量，ICP-MS(等離子電感耦合質(zhì)譜儀，Agilent 7700x，美國(guó)安捷倫公司)測(cè)定鈾含量。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

鈾鎘富集能力采用DPS進(jìn)行單因素方差分析，Origin 9.0作圖；植物富集特性綜合評(píng)價(jià)采用IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行主成分分析。

富集系數(shù)(Bioaccumulation factor，BCF)=植物各部鈾(鎘)含量(mg·kg-1)/土壤全鈾(鎘)含量(mg·kg-1)

鈾積累量(Bioaccumulation quantity，BCQ，μg)=植物各部鈾(鎘)含量(mg·kg-1)×植物對(duì)應(yīng)各部干重(g)

地下部向貯藏部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(Translocation factor，TF1)=植物貯藏部鈾(鎘)含量(mg·kg-1)/地下部鈾(鎘)含量(mg·kg-1)

貯藏部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(Translocation factor，TF2)=植物地上部鈾(鎘)含量(mg·kg-1)/貯藏部鈾(鎘)含量(mg·kg-1)

2 結(jié)果與分析

2.1 鈾、鎘對(duì)植物生物量的影響

從圖1A、圖1B、圖1C可以看出，鈾、鎘處理能顯著促進(jìn)雪蓮果須要和貯藏部位塊要的生長(zhǎng)，二者生物量分別達(dá)到對(duì)照的1.40倍和2.21倍(P<0.05)，但對(duì)雪蓮果地上部影響不明顯。鈾、鎘處理下紅薯的塊要生物量幾乎為零，地上生長(zhǎng)也受到明顯抑制，但須要生物量顯著提高，為對(duì)照的2.33倍。說(shuō)明鈾、鎘對(duì)植物不同部位生物量的影響不同。

圖1 鈾、鎘對(duì)植物生物量的影響Figure1 Effects of U and Cd on plant biomass

海芋、馬鈴薯在鈾、鎘脅迫下表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐性，生物量與對(duì)照無(wú)明顯差異。而菖蒲、芋頭、腳板薯、向日葵在鈾、鎘的脅迫下各部生長(zhǎng)受到顯著抑制，其中菖蒲所受影響最大，其各部生物量均減少了60%以上。由此可見，鈾、鎘脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)的影響因植物種類不同而不同。

由圖1D可知，雪蓮果單株生物量顯著大于對(duì)照。雖然菖蒲、紅薯的單株生物量較大，但受到的抑制最強(qiáng)。

2.2 植物各部鈾、鎘的含量和富集系數(shù)

表2顯示9種植物各部鈾含量大小。芋頭對(duì)鈾的吸收效果最好，其各部的鈾含量均高于其他植物的對(duì)應(yīng)部位，芋頭地下部的鈾含量達(dá)到820.57 mg·kg-1DW，為最小鈾含量苤藍(lán)地下部的70.86倍，二者差異顯著(P<0.05)。此外，雪蓮果也表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸收鈾的能力，其地下部、貯藏部和單株鈾含量?jī)H次于芋頭相應(yīng)部位，大小分別為638.89、139.51、271.86 mg·kg-1DW。

鎘在不同植物體內(nèi)的含量如表3所示。菖蒲地下部鎘含量最高(364.05 mg·kg-1DW)，但其地上部和貯藏部(肉質(zhì)莖)的鎘含量處于較低水平，均不到10 mg·kg-1DW。芋頭在鈾含量已經(jīng)較高的情況下，對(duì)鎘的吸收量也較大，地下部鎘含量?jī)H次于菖蒲為337.45 mg·kg-1DW，且單株鎘含量最高。綜上所述，雪蓮果、芋頭、菖蒲為本試驗(yàn)中吸收鈾、鎘的優(yōu)勢(shì)植物，初步具備鈾、鎘富集植物特性。

9種植物對(duì)鈾的富集效果見表4。植物要部的鈾富集系數(shù)均高于地上部和貯藏部，其中芋頭、雪蓮果地下部的富集系數(shù)居于前兩位，分別為5.470和4.259，貯藏部位的富集系數(shù)均大于0.9，單株富集系數(shù)分別達(dá)到1.043和1.812，具備超富集植物富集系數(shù)大于1的特點(diǎn)。苤藍(lán)的各部富集系數(shù)較小，其單株鈾富集系數(shù)僅為0.071，說(shuō)明苤藍(lán)吸收鈾較為困難。由于鎘的金屬性質(zhì)與植物必需元素鋅相似且土壤中外源鎘濃度較低，大部分植物對(duì)鎘的富集水平較高。分析表5的數(shù)據(jù)可知，芋頭的單株鎘富集系數(shù)最大為4.917，雪蓮果位居第二為3.981。

表2 鈾、鎘復(fù)合污染處理下植物各部鈾含量Table 2 U concentration in different parts under U and Cd treatments

表3 鈾、鎘復(fù)合污染處理下植物各部鎘含量Table 3 Cd concentration in different parts under U and Cd treatments

從鈾、鎘含量和富集系數(shù)來(lái)看，芋頭效果最好，菖蒲、雪蓮果其次，具備較強(qiáng)的鈾、鎘超富集潛力；苤藍(lán)效果最差，不具有富集鈾、鎘的特性。

2.3 植物各部之間鈾鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)情況

為了進(jìn)一步分析鈾、鎘元素在要莖類植物各部的遷移情況，本試驗(yàn)分別計(jì)算了鈾、鎘元素從地下部轉(zhuǎn)運(yùn)到貯藏部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)TF1和從貯藏部轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)TF2。表6中“R”表示TF2與TF1之比，該比值越高說(shuō)明貯藏部的鈾、鎘轉(zhuǎn)出能力越強(qiáng)。分析表6數(shù)據(jù)可知，馬鈴薯鈾、鎘R值最高，分別達(dá)到29.09和103.55，說(shuō)明馬鈴薯貯藏部的鈾、鎘轉(zhuǎn)出能力遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)入能力，其貯藏部對(duì)鈾、鎘有較強(qiáng)的排斥作用；而雪蓮果的兩個(gè)比值均小于1，說(shuō)明雪蓮果對(duì)鈾、鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較弱。

2.4 植物各部鈾、鎘的積累量

植物鈾、鎘的積累量(BCQ)可實(shí)際反映植物各部或單株鈾、鎘的絕對(duì)質(zhì)量，其主要受生物量和鈾、鎘含量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)影響。圖2A表示9種供試植物對(duì)鈾的絕對(duì)積累量?？梢钥闯觯厣喜客庋┥徆麊沃赈櫡e累量均顯著高于其余植物(P<0.05)，為3 564.75 μg。馬鈴薯各部與單株鈾積累量均為最低。圖2B為各植物的鎘積累量，由圖可知，雪蓮果的單株鎘積累量次于紅薯位居第二，為778.2 μg。雪蓮果鈾、鎘總積累量最高，為4 342.95 μg，說(shuō)明其對(duì)鈾、鎘的綜合積累效果最好。

2.5 菖蒲、芋頭、雪蓮果鈾、鎘富集能力的綜合評(píng)價(jià)與比較

影響植物對(duì)鈾、鎘元素吸收的因素很多，且每種因素對(duì)植物吸收鈾、鎘綜合能力的影響程度不同，因此單個(gè)影響因子的好壞無(wú)法全面反映植物的超富集能力。試驗(yàn)運(yùn)用SPSS Statistics 22軟件對(duì)9種植物的單株生物量、單株鈾、單株鎘含量、單株富集系數(shù)、地下向貯藏部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、貯藏部向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、單株積累量6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取3個(gè)主成分分別為：鈾、鎘提取能力主成分；鈾、鎘貯藏部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)能力主成分；貯藏部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)鈾、鎘能力主成分。通過(guò)各主成分貢獻(xiàn)率計(jì)算每個(gè)主成分的權(quán)重值，再乘以其經(jīng)過(guò)無(wú)量綱化處理的平均值得到表7中各植物的綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，總分為鈾、鎘得分的直接加和?？梢悦黠@看出3種優(yōu)勢(shì)植物分別是雪蓮果、芋頭、菖蒲。這與前文中3種植物的吸收富集效果表現(xiàn)一致，其中雪蓮果的評(píng)分最高，尤其是對(duì)鈾的吸收富集綜合評(píng)分達(dá)到1.195，表明雪蓮果對(duì)鈾、鎘復(fù)合污染的正向綜合響應(yīng)最好。

表4 鈾、鎘復(fù)合污染處理下植物各部鈾富集系數(shù)Table 4 BCF for U in different parts of plants under U and Cd treatments

表5 鈾、鎘復(fù)合污染處理下植物各部鎘富集系數(shù)Table 5 BCF for Cd in different parts of plants under U and Cd treatments

表6 鈾、鎘復(fù)合污染處理下植物鈾鎘轉(zhuǎn)移系數(shù)Table 6 U and Cd TF in different parts under U and Cd treatments

3 討論

植物對(duì)鈾、鎘的耐受性不同，因此生物量受到的影響程度也不同。鈾、鎘處理促進(jìn)了雪蓮果的生長(zhǎng)，其原因可能是鈾、鎘促使雪蓮果土壤菌要共生體的建立，從而改善雪蓮果對(duì)一種或者幾種營(yíng)養(yǎng)元素的吸收與運(yùn)輸，有助于雪蓮果植株在鈾、鎘逆境中的生長(zhǎng)[22]。

圖2 鈾、鎘復(fù)合污染處理下植物鈾鎘積累量Figure 2 U and Cd accumulation amounts under U and Cd treatments

表7 各植物綜合評(píng)價(jià)得分Table 7 The complex scores of different plant species

塊要、塊莖植物的要莖生物量占整株生物量的比重較大，因此探究鈾、鎘在植物塊莖、塊要與其余各部之間的轉(zhuǎn)運(yùn)情況能更深入地了解這類植物轉(zhuǎn)運(yùn)鈾、鎘的途徑及各部轉(zhuǎn)運(yùn)能力。試驗(yàn)中大多數(shù)植物的要部鈾、鎘含量高于地上部和貯藏部，尤其是鈾元素的要部含量更遠(yuǎn)大于地上部和貯藏部，說(shuō)明相較于鎘，鈾更不容易從要部被轉(zhuǎn)運(yùn)至其他部位。其主要原因可能是由于鈾元素分子量較大，植物的蒸騰拉力不足以提供鈾向上運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力，還有可能是因?yàn)檫@些植物體內(nèi)缺乏鈾的相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[23-24]，本結(jié)果與聶惠、陳磊等的研究結(jié)果一致[25-26]。再比較地下部向貯藏部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和貯藏部向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，貯藏部的鈾、鎘轉(zhuǎn)出能力強(qiáng)于鈾、鎘轉(zhuǎn)入能力。這可能是植物主要器官規(guī)避重金屬迫害的途徑之一，此結(jié)果與武倩倩等[27]研究一致。

雪蓮果綜合評(píng)價(jià)最高。雪蓮果的各部鈾、鎘含量均不是最高，但由于各部生物量較大，對(duì)鈾、鎘的單株絕對(duì)積累量達(dá)3 564.75 μg，單盆鈾積累量高達(dá)10 694.25 μg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于唐永金等[28]研究中菊苣的最高積累量，也高于姚天月等[11]研究中鈾的超富集植物吊竹梅單株積累量。由此可見植物生物量對(duì)重金屬元素的吸收富集影響非常大。很多研究表明[29]，向日葵地下部對(duì)鈾具有較強(qiáng)的富集作用。本試驗(yàn)中，向日葵要部的鈾含量?jī)H為雪蓮果要部鈾含量的16.18%，雪蓮果單株富集系數(shù)是向日葵的23.84倍，在本試驗(yàn)條件下，雪蓮果對(duì)鈾、鎘的富集特性優(yōu)于鈾的富集植物向日葵。

重金屬?gòu)?fù)合污染相較于單一重金屬污染的修復(fù)難度大、情況復(fù)雜，鈾的修復(fù)更是難于其余重金屬，迄今為止幾乎沒(méi)有鈾的超富集植物的報(bào)道。雪蓮果隸屬多年生草本菊科植物，生物量大，自然環(huán)境中平均可生長(zhǎng)到2～3 m高，在鈾、鎘復(fù)合污染中的耐受性較強(qiáng)，雖然其對(duì)鈾的富集效果未嚴(yán)格達(dá)到超富集植物的要求，但若通過(guò)一些技術(shù)手段如施加螯合劑和激素[30-32]、采取有效的種植方式等，均可提高其對(duì)鈾的吸收富集效果[33-34]，從這一角度來(lái)看，雪蓮果具有修復(fù)鈾、鎘復(fù)合污染的潛力。與雪蓮果相反，苤藍(lán)、馬鈴薯鈾、鎘含量和富集系數(shù)均處于9種植物中的較低水平，尤其是苤藍(lán)的主要食用部位塊莖的鈾、鎘富集系數(shù)僅為0.016和0.162。苤藍(lán)的這一特性可被應(yīng)用在鈾、鎘污染土壤的再利用上，結(jié)合合理的種植技術(shù)，保證進(jìn)入種植在鈾、鎘污染土中的苤藍(lán)鈾、鎘含量處于安全食用范圍，從而達(dá)到污染土再利用的目的。

4 結(jié)論

(1)不同植物對(duì)鈾、鎘的耐受性不同，本文研究的植物中雪蓮果耐受性最強(qiáng)。

(2)要莖類植物富集鈾、鎘的主要部位為要部，貯藏部的富集能力最弱，但鈾、鎘從貯藏部位的轉(zhuǎn)出作用強(qiáng)于轉(zhuǎn)入作用。

(3)芋頭、雪蓮果、菖蒲為富集鈾、鎘的優(yōu)勢(shì)植物，其中雪蓮果富集能力較強(qiáng)。由于雪蓮果有膨大的塊狀莖，生物量大，存在用于植物修復(fù)的潛質(zhì)；苤藍(lán)、馬鈴薯幾乎不吸收鈾、鎘，尤其是主要食用器官塊莖，有應(yīng)用于污染土再利用的潛質(zhì)。

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Screening of rhizomatic accumulators to uranium and cadmium

JIANG Wen-jing1,2,WANG Dan1,2*,YAO Tian-yue1,2
(1.College of Life Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China;2.State Defense Key Laboratory of the Nuclear Waste and Environmental Security,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China)

To study plants uranium(U)and cadmium(Cd)enrichment characteristics is significance.The U-Cd-contaminated soil was conducted to study the tolerance，accumulation and transformation of U and Cd using eight rhizomatic plants(Saussurea involucrata,Colocasia esculenta L.,Acorus calamus L.,Alocasia macrorrhiza L.,Ipomoea batatas,Dioscorea Transversa,Solanum tuberosum,Brassica oleracea var.caulorapa,Helianthus annuus)under the additional 150 mg·kg-1U,15 mg·kg-1Cd;The sunflower worked as CK.The advantage of evaluation method was used to synthesized comment these plants.Results was showed that the roots of the implemented plants are the main parts to store the U and Cd;the translocation factor from the underground part to the storage is lower than the factor from the storage to upground part;the synthesized comment of Saussurea involucrata,with the best tolerance and stronger capability in extracting and accumulating U and Cd,is the highest among the eight species of plants.The U content in underground part and the bioaccumulation factor of Saussurea involucrata are up to 638.89 mg·kg-1DW and 4.26,respectively.Moreover,the single U bioaccumulation quantity and the total U and Cd bioaccumulation quantity of Saussurea involucrata are also highest up to 3 564.75 μg and 4 342.95 μg,respectively.On the contrary,the Brassica oleracea var.caulorapa perform worst in this experiment,whose U and Cd contents are down to 1.45 mg·kg-1DW和11.45 mg·kg-1DW,respectively.The Brassica oleracea var.caulorapa has the ability to recycle the contaminated soil.

rhizomatic accumulator;uranium;cadmium

X171.5

A

1672-2043(2017)01-0039-09

10.11654/jaes.2016-0828

2016-06-20

江文靜(1990—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檩椛渖镄?yīng)及生物修復(fù)。E-mail：15351244142@163.com

*通信作者：王 丹 E-mail：wangdan@swust.cdu.cn

國(guó)家核設(shè)施退役及放射性廢物治理科研重點(diǎn)項(xiàng)目(14ZG6101)

Project supported：The Key Program of the National Defense Science and Technology Bureau National Nuclear Facilities and Adioactive Waste Management Research(14ZG6101)

江文靜，王 丹，姚天月.鈾及其伴生重金屬鎘的要莖類富集植物的篩選[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36(1)：39-47.

JIANG Wen-jing,WANG Dan,YAO Tian-yue.Screening of rhizomatic accumulators to uranium and cadmium[J].Journal of Agro-Environment Science,2017, 36(1):39-47.