镉污染土壤伴矿景天的萃取强化-螯合剂和植物激素的叶面调控.pdf

第3 7卷第4期2 0 2 3年8月水土保持学报J o u r n a l o fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.3 7N o.4A u g.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-1 2-1 5 资助项目:国家重点研发计划项目(2 0 1 9 Y F C 1 8 0 3 7 0 3)第一作者:秦宏(1 9 9 6)女,硕士研究生,主要从事土壤重金属污染修复技术研究。E-m a i l:2 2 0 1 4 0 8 7 z j u.e d u.c n 通信作者:林琦(1 9 7 0),女,博士,副教授,主要从事污染土壤风险评估和修复研究。E-m a i l:l i n q i z j u.e d u.c n镉污染土壤伴矿景天的萃取强化-螯合剂和植物激素的叶面调控秦 宏1,张宝锋2,陈俊乔1,方梅萱1,林 琦1(1.浙江大学环境与资源学院,杭州3 1 0 0 5 8;2.杭州市环境监测中心站,杭州3 1 0 0 0 7)摘要:为提高C d超富集植物伴矿景天(S e d u mp l u m b i z i c o l a)的植物萃取能力,采用盆栽试验研究螯合剂乙二胺四乙酸(E D TA)和植物激素脱落酸(A B A)单独和联合作用的叶面调控对伴矿景天生长和C d吸收转运的影响,并通过大田试验进行验证。结果表明:盆栽试验叶面喷施E D TA、A B A均能提高伴矿景天对C d的转运,地下部至地上部的C d转运系数为E D TAA B A,但叶面E D T A处理对生长旺盛期伴矿景天的生长有抑制。伴矿景天各部位C d富集浓度差异很大,呈现新叶地下部茎老叶,新叶中C d浓度是老叶的3.65.4倍,且主要富集在细胞壁和细胞器中,占总富集量的8 8%9 4%。E D T A处理新叶细胞器中C d浓度剧增,A B A处理新叶细胞壁中C d浓度增加,A B A和E D T A联合使用可以缓解E D T A对生长的抑制,且更有利于C d从根系向地上部转运。大田小区试验叶面诱导强化伴矿景天C d萃取是可行的,A B A和E D TA联合处理显著增加伴矿景天总C d积累量,增幅达到3 7.8 7%。研究结果为伴矿景天修复C d污染土壤提供理论指导。关键词:伴矿景天;C d萃取;叶面喷施;植物激素;E D T A;植物修复中图分类号:X 1 7 3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 9-2 2 4 2(2 0 2 3)0 4-0 3 6 3-0 7D O I:1 0.1 3 8 7 0/j.c n k i.s t b c x b.2 0 2 3.0 4.0 4 4A nE n h a n c e dP h y t o e x t r a c t i o no fS e d u mp l u m b i z i c o l ai nC dC o n t a m i n a t e dS o i l-t h eF o l i a rA p p l i c a t i o no fC h e l a t i n gA g e n t a n dP h y t o h o r m o n e sQ I N H o n g1,Z HANGB a o f e n g2,CHE NJ u n q i a o1,F ANG M e i x u a n1,L I NQ i1(1.C o l l e g eo fE n v i r o n m e n t a l&R e s o u r c e,Z h e j i a n gU n i v e r s i t y,H a n g z h o u3 1 0 0 5 8;2.H a n g z h o uE n v i r o n m e n t a lM o n i t o r i n gC e n t r a lS t a t i o n,H a n g z h o u3 1 0 0 0 7)A b s t r a c t:T oi m p r o v et h ep h y t o e x t r a c t i o nc a p a c i t yo fC d h y p e r a c c u m u l o t o rS e d u m p l u m b i z i c o l a,p o te x p e r i m e n t sw e r ed o n et oi n v e s t i g a t et h ee f f e c t so ft h ec h e l a t i n ga g e n te t h y l e n e d i a m i n e t e t r a a c e t i ca c i d(E D T A)a n d t h ep l a n t h o r m o n e a b s c i s i c a c i d(A B A)o n t h eg r o w t ha n dC d t r a n s p o r t o fS e d u mp l u m b i z i c o l aa n dv e r i f i e db yf i e l de x p e r i m e n t.T h er e s u l t so fp o te x p e r i m e n t ss h o w e dt h a t t h ef o l i a rs p r a y i n gE D T Aa n dA B Ac o u l dp r o m o t et h et r a n s p o r to fC db yS e d u mp l u m b i z i c o l a,a n dt h et r a n s p o r tc o e f f i c i e n to fC df r o mu n d e r g r o u n dp a r t t oa b o v e g r o u n dp a r tw a sE D T A A B A.B u t f o l i a r a p p l i c a t i o no fE D T Ai n h i b i t t h eg r o w t ho fS e d u mp l u m b i z i c o l a.T h e c o n c e n t r a t i o n so fC d i nd i f f e r e n t t i s s u e so fS e d u mp l u m b i z i c o l av a r i e dg r e a t l y,w i t hn e wl e a v e sr o o t s s t e m s o l dl e a v e s.T h ec o n c e n t r a t i o no fC di nt h en e wl e a v e sw a s3.65.4t i m e so f t h a t i no l d l e a v e s,a n dt h em a j o r i t yw a se n r i c h e d i nt h ec e l lw a l l a n do r g a n e l l e f r a c t i o n,a c c o u n t i n gf o r8 8%9 4%o ft h et o t a l.E D T At r e a t m e n tc a u s e das h a r pi n c r e a s ei nt h ep r o p o r t i o no fC da l l o c a t e dt oo r g a n e l l e s,a n dA B A,o nt h ec o n t r a r y,g r e a t l y i n c r e a s e dt h ep r o p o r t i o no fC dd i s t r i b u t e di nt h ec e l lw a l lo fn e wl e a v e s.T h e c o m b i n a t i o no fA B Aa n dE D T Ac o u l da l l e v i a t e t h e i n h i b i t i o no f g r o w t hb yE D T A,a n dc o u l db ec o n d u c i v e t o t h eC d t r a n s p o r t a t i o n f r o mr o o t t oa b o v e g r o u n d.F i e l de x p e r i m e n t v e r i f i e d t h a t t h e e n h a n c e dp h y t o e x t r a c t i o no fS e d u mp l u m b i z i c o l ai nC dc o n t a m i n a t e ds o i lb a s e do nt h ef o l i a ra p p l i c a t i o no fA B Aa n dE D T A w a sf e a s i b l e.T h ec o m b i n a t i o no fA B Aa n dE D T At r e a t m e n ts i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e dt h et o t a lC da c c u m u l a t i o no fS e d u mp l u m b i z i c o l ab y3 7.8 7%.T h er e s u l t sp r o v i d e t h e o r e t i c a l g u i d a n c e f o rs t r e n g t h e n i n gt h er e m e d i a t i o no fC dc o n t a m i n a t e ds o i lb yS e d u mp l u m b i z i c o l a.K e y w o r d s:S e d u mp l u m b i z i c o l a;C de x t r a c t i o n;f o l i a rs p r a y;p l a n th o r m o n e;E D T A;p h y t o r e m e d i a t i o n 随着工业化、城市化的快速发展,化肥、农药的不合理利用以及污水灌溉等,农田土壤重金属污染愈演愈烈。据全国污染调查公报1显示,我国1 9.4%的农田土壤受到重金属污染,其中镉(C d)是最主要的污染物。经过多年的探索,土壤重金属污染治理方法有了一定的突破,相比于传统的修复方法,植物修复因其成本低、环境扰动小等优点展现出巨大的应用潜力,当前,镉超富集植物伴矿景天修复低镉污染土壤已在全国9省示范应用。但单一的植物萃取往往面临修复周期长、修复效率低等局限性,为寻求更高效地提高植物萃取,研究者往往配套相关的强化措施,包括管理技术、有机养分调控、根 际 活 化、叶 面 激 素 诱 导 等2-3。已 有 研究4-6认为,管理技术和有机养分调控能在大田示范应用中有效推行,但根际活化、叶面激素诱导则大多停留在实验室研究阶段。螯合剂的根际活化应用将导致地下水污染风险加剧,并受限于高投入和高费用。植物激素对植物生长发育有重要作用,既能提高植物的抗逆性,也能影响植物对C d的积累,但不同植物对植物激素的响应存在显著差异。非富集植物在低浓度植物激素作用下往往 降低C d的富集 浓度7-1 0,富集植物和超富集植物则相反1 1-1 2,并与喷施浓度、土壤污染程度以及修复植物有关1 3-1 4。伴矿景天是镉锌超富集植物,自然生长于矿区污染土壤中的伴矿景天可以累积几百甚至上千毫克每千克的镉1 5,且新叶中C d浓度往往高于老叶1 6。本研究设想螯合剂和植物激素的协同叶面处理或许能够提高伴矿景天对C d污染土壤的植物萃取。E D-T A有一定的植物毒性,但低量叶面喷施可能会提高植物体内C d的活性1 7,促进C d向新叶迁移,并且避免直接土壤施用的高投入和地下水淋沥风险。植物激素脱落酸(A B A)是植物中广泛存在的应激激素,可以增强植物对E D T A的耐受性和抗性,提高植物对土壤中C d的吸收和富集。因此,植物激素和螯合剂叶面诱导的植物修复强化措施从二次污染风险、经济成本等角度显然较根际施用更有应用前景。本研究基于2年的盆栽试验和1年的大田试验,研究了超富集植物伴矿景天的叶面诱导调控对植物萃取能力的影响,以期为C d污染土壤的植物修复提供理论依据和实践指导。1 材料与方法1.1 供试土壤与植物本研究土壤采自浙江省台州市某重金属污染试验基地的表层土壤(02 0c m),主要的污染物为重金属C d,土壤质地属于粉砂质黏壤土。p H为5.8 2,有机质含量为3 8.4g/k g,总C d含量为1.2 5m g/k g,D T P A提取态C d含量为0.6 7m g/k g。供试伴矿景天幼苗采自试验基地,选取长势一致、大小均匀的健康植株,进行扦插培养。1.2 试验设计伴矿景天盆栽试验在浙江大学网室自然环境下进行。试验采用2 1c m1 4c m的塑料盆,每盆装土3.0k g,伴矿景天植株采用扦插的方式,每盆2株,每个处理3次重复。第1批盆栽试验于2 0 2 1年3月2 7日开始,共设5个处理,分别为蒸馏水对照(C K)、E D T A(0.5mm o l/L)、E D T A+A B A(0.5mm o l/L+0.2m g/L)、E D T A+A B A+A F(A F,氨基酸肥)(0.5mm o l/L+0.2m g/L+0.4g/L)、A F(0.4g/L)。于2 0 2 1年6月1 0日、2 0 2 1年6月2 0日、2 0 2 1年6月3 0日各喷施1次,考察E D T A以及E D T A和A B A,E D T A和A B A、A F协同处理对伴矿景天富集C d的影响。第2批盆栽试验于2 0 2 2年3月3日开始,共设4个处理,分别为蒸馏水对照(C K)、A B A(0.2m g/L)、E D T A(0.5mm o l/L)、E D T A+A B A(0.2m g/L+0.5mm o l/L)处理,分别于2 0 2 2年5月2 2日、2 0 2 2年6月1日、2 0 2 2年6月1 1日进行叶面喷施处理,研究E D T A、A B A对伴矿景天生长、C d组织和亚细胞分布的影响。叶面调控剂每次每盆用量为1 5m L,伴矿景天生长过程中,定期浇水,保持土壤含水量在大田持水量的7 0%,于最后1次叶面处理1 0天后收割。大田试验在台州市某重金属污染试验基地进行,小区面积为1 5m2,畦面覆盖黑色地膜,伴矿景天幼苗于2 0 2 1年1 1月扦插,行距和株距控制在3 0c m,2 0 2 2年3月初按5 0k g/6 6 7 m2追施硫包尿素。试验设3个处理,分别为对照(C K)、A B A(0.2 m g/L)、E D T A+A B A+A F(0.2m g/L+0.5mm o l/L+0.4g/L),分别于2 0 2 2年6月3日和2 0 2 2年6月1 8日进行叶面喷施,每小区每次喷施1.5L溶液,2 0 2 2年6月2 8日收割。1.3 样品采集与分析1.3.1 样品采集 用陶瓷剪刀将伴矿景天分为地上部和地下部,用自来水冲洗,再用去离子水清洗干净,置于烘箱1 0 5杀青3 0m i n,7 5烘干至恒重,称量并记录伴矿景天地上部和地下部的生物量,随后用高速不锈钢研磨机研磨植物成粉末,装于密封袋保存用于测定重金属含量。1.3.2 植物组织重金属含量测定 称取0.1 5g植物463水土保持学报 第3 7卷粉末,加入6m LHNO3、2m LH2O2和1m LH F于石墨消解炉1 5 0进行消解,采用电感耦合等离子体质谱仪I C P-M S(i C A PR Q,T h e r m oS c i e n t i f i c,美国)进行测定,并用标准物质进行质量控制。1.3.3 叶绿素含量测定 选取叶龄相似的新鲜叶片0.2g,加入8m L8 0%的丙酮研磨提取,涡旋匀浆,并于6 6 3,6 4 6n m处测定吸光度1 8,用公式(1)计算叶绿素含量:叶绿素含量(g/m L)=2 0.2A6 4 5+8.0 2A6 6 3(1)式中:A6 4 5、A6 6 3分别为叶 绿体色素提 取液在波 长6 4 5,6 6 3n m处的吸光度。1.3.4 C d亚细胞分布 采用差速离心法进行亚细胞组分分离,提取剂为0.2 5m o l/L蔗糖、5 0mM T r i s-HC l缓冲液(p H=7.5)、1.0mm o l/L二硫赤藓糖醇,提取温度为4。具体方法为:准确称取植物鲜样1.0g于预冷的研钵中,加入液氮研磨至粉末,再加入1 0m L提取剂继续研磨至匀浆。匀浆转移至5 0m L离心管中,4、30 0 0r/m i n条件下离心3 0s,沉淀即细胞壁组分,取上清液在4、1 30 0 0r/m i n条件下离心4 5m i n,沉淀为细胞器组分,上清液为可溶性部分。分离后各组分用1 01的H N O3/H C l O4消解,I C P-M S测定C d含量1 9。1.4 数据处理采用单因素方差分析(O n e-w a yAWOVA)(p0.0 5)对各组数据进行显著性水平分析。2 结果与分析2.1 E D T A以及E D T A和A B A联合处理对伴矿景天C d富集浓度的影响本试验叶面处理期间为67月,伴矿景天处于生长后期,植物营养生长已经不太旺盛,各处理对伴矿景天生物量影响不显著,但对C d富集浓度有影响。由图1可知,除单独的氨基酸肥处理外,其他处理均能增加伴矿景天地上部对C d的富集,对照、E D T A、E D T A+A B A、E D T A+A B A+A F、A F处理的伴矿景天地上部C d含量分别为1 6 7.3 4,1 9 3.9 0,1 9 5.9 8,2 1 6.2 3,1 4 3.2 8m g/k g,E D T A、E D T A+A B A、E D T A+A B A+A F处理的伴矿景天地上部C d浓度分别为对照处理的1.1 6,1.1 7,1.2 9倍。地下部C d浓度为8 2.0 61 2 5.5 0m g/k g,除了氨基酸肥处理C d浓度减少,其他处理与对照之间没有显著 差异。因此,E D T A、E D T A和A B A联合处理对伴矿景天的C d吸收具有一定的促进作用,而氨基酸作为植物水溶性肥对植物吸收重金属没有促进作用,但对E D T A的植物毒害可能起到一定的保护作用,E D T A+A B A+A F的叶面处理较E D T A+A B A更有利于伴矿景天地上部C d的富集。注:图柱上方不同小写字母表示同一元素不同处理间差异显著(p地下部茎老叶,新叶C d浓度是老叶的3.65.4倍,也就是说,老叶可能存在向新叶输送C d的机制。对照处理组伴矿景天新叶中C d含 量 为1 0 4.0 5 m g/k g,喷 施E D T A、E D T A+A B A、A B A处理后,伴矿景天新叶中C d含量分别为563第4期 秦宏等:镉污染土壤伴矿景天的萃取强化螯合剂和植物激素的叶面调控1 3 8.8 6,1 7 0.4 5,1 4 4.9 4m g/k g,分别为对照的1.3 3,1.6 4,1.3 9倍。对照处理组伴矿景天老叶中C d含量为2 1.7 8 m g/k g,喷施E D T A、E D T A+A B A、A B A处理伴矿景天老叶中C d含量分别为2 5.6 6,4 0.0 8,4 0.3 9m g/k g,分别为对照的1.1 8,1.8 4,1.8 5倍。上述结果说明叶面喷施适量E D T A、E D T A+A B A、A B A均能促进伴矿景天叶片对C d的吸收,其中叶面喷施E D T A以及E D T A+A B A联合喷施更有利于C d从地下部向新叶转运,新叶与地下部C d浓度的比值为A B A+E D T A处理(2.0 2)E D T A处理(1.9 2)A B A处理(1.5 1)对照(1.1 8)。从总富集量来说,不同处理均能促进新叶对C d的积累,A B A、E D T A和E D T A+A B A处理伴矿景天总C d积累量相比于对照分别增加8 9.7 5%,1 6.8 5%,6 7.9 3%,叶面喷施A B A和E D T A+A B A的效果较好。表1 不同处理措施下伴矿景天生物量(干重)单位:g/株处理整株地下部茎叶C K5.8 00.0 8 c0.4 00.0 4 a1.2 70.0 5 c4.1 30.1 1 cE D TA5.6 60.1 9 c0.4 10.0 2 a1.3 80.0 9 c3.8 70.0 6 cE D TA+A B A 7.1 60.1 9 b0.4 20.0 2 a2.1 00.1 2 b4.6 50.1 0 bA B A8.8 60.5 5 a0.4 40.0 6 a2.8 10.1 7 a5.6 20.3 1 a 注:表中数据为平均值标准差;同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(p0.0 5)。图2 不同处理措施下伴矿景天叶绿素含量和各部位C d含量2.2.3 新叶C d亚细胞分布 由图3可知,C d主要富集在细胞壁和细胞器中(占比8 8%9 4%),可溶性部分占比极少,即伴矿景天对C d富集的解毒机制可能与液泡关系不大。A B A处理细胞壁中C d的占比最高,由对照的5 5%上升至7 4%,即增加的C d基本富集在细胞壁中,对细胞器的毒害作用不大。E D T A处理C d主要分布在细胞器(5 1%),说明E D T A提高C d活性,使更多的C d转运进入细胞器,对细胞器可能产生一定的毒害作用,这可能是E D T A处理影响伴矿景天叶绿素含量的主要原因。图3 b细胞器C d含量与伴矿景天叶绿素含量和叶片生物量之间的相关性分析显示,细胞器C d含量与叶绿素含量和叶片生物量呈负相关,相关系数分别为0.9 0和0.7 7,说明进入细胞器中高浓度的C d对植物亚细胞产生一定的损伤,进而影响植物的生长。E D T A+A B A联合处理组C d在细胞壁和细胞器的占比分别为6 3%和3 0%,富集在细胞器中的绝对含量较E D T A处理组降低,但细胞壁中C d含量较A B A处理高,说明A B A对E D T A毒性的缓解作用可能与其影响C d的富集分布有关,A B A可以将高浓度的C d储存在细胞壁中,从而增加对C d胁迫的耐受性和抗性。图3 不同处理措施下伴矿景天新叶C d亚细胞分布及细胞器C d浓度与长势指标的相关性2.3 大田伴矿景天的叶面诱导植物萃取效果通过2批盆栽试验结果,选取E D T A+A B A+A F和A B A进行大田应用试验。不同的叶面调控剂对大田伴矿景天生长和C d富集浓度的影响见表2,A B A处理对伴矿景天生物量影响显著,而对C d富集浓度没有显著增加,总C d积累量显著增加,增幅达到3 0.3 0%,E D T A+A B A+A F处理对伴矿景天C d浓度影响显著,生物量增加但统计不显著,总C d663水土保持学报 第3 7卷积累量显著增加,增幅达到3 7.8 7%。以土壤容重1.2t/m3,耕层1 5c m计,表层土壤C d的提取效率达2 0%2 7%。假设理想状态下每季修复效率不变,初始C d浓度为1.2 5m g/k g的污染土壤,采用叶面诱导植物萃取强化措施需5季种植,而普遍修复需要7季才能将土壤C d浓度降低到 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)(G B5 6 1 8-2 0 1 8)2 0的限定值。表2 大田伴矿景天生物量和C d含量(干重)处理生物量/(k g1 5m-2)C d浓度/(m gk g-1)C d积累量/(g1 5m-2)C K5.6 90.3 7 b1 1 6.4 48.3 9 b0.6 60.0 9 bA B A7.6 30.6 6 a1 1 2.8 91 0.0 4 b0.8 60.0 1 aE D TA+A B A+A F6.3 20.6 7 b1 4 4.4 51.8 6 a0.9 10.1 1 a3 讨 论伴矿景天是修复C d污染土壤的理想候选者,E D T A是最常用的螯合剂,它能有效提高土壤中重金属的活性,促进重金属在植株地上部的吸收和转运2 1-2 2,但E D T A对植物有一定的毒性,会导致植物生物量减少2 3-2 5。螯合剂E D T A的叶面应用研究极少,第1批盆栽试验于6月对伴矿景天进行叶面喷施处理,处理期间伴矿景天已经处于生长后期,不利于伴矿景天枝条萌发和叶片生长,E D T A叶面喷施对伴矿景天生物量没有产生明显影响。第2批盆栽试验处理期间伴矿景天处于生长旺盛期,E D T A叶面喷施对伴矿景天的生长有影响,但差异不显著,E D-T A对新叶叶绿素含量有显著影响。亚细胞结果显示,叶面喷施E D T A后新叶细胞器中C d浓度显著增加,细胞器中C d浓度与叶片叶绿素含量呈显著负相关。即E D T A主要影响C d在细胞内的分配,对细胞器具有一定的毒害作用。W a n g等1 7采用E D T A叶面处理高C d土壤(1 0 0m g/k g)胁迫的高羊茅(t a l l f e s c u e),发现E D T A处理叶面C d的化学形态与对照明显不同,水溶态和有机酸结合态C d占比由对照的4 5.7%提高至9 3.0%。也就是说,E D T A叶面处理可能会提高叶面C d的活性,并有利于其在富集部位累积,譬如高羊茅的凋亡叶,伴矿景天的新叶。此外,W a n g等1 7和本研究均发现,叶片喷施E D T A有利于C d从根系向地上部转运,但其调控的机制还不明确。植物激素可以改善植物生长,减轻重金属毒性,近年来,植物激素已被用于提高植物对重金属的萃取效率2 6。A B A对植物正常生长发育相关的代谢和生化过程有积极作用2 7,如增加根系的吸收面积、增加水分和养分的吸收。无论是盆栽试验还是大田试验都观察到A B A对伴矿景天生长的促进作用。盆栽试验发现,A B A处理能够促进伴矿景天生长和对C d的吸收,特别是枝条的萌发,并且还能提高根系C d浓度。大田试验中伴矿景天地上部分C d浓度与对照相比没有显著差异,主要缘于生物量的增大导致的浓度稀释。W a n g等1 1以富集植物龙葵(S o l a n u mp h o t e i n o c a r p u m)为研究对象,同样发现外源A B A对植物萃取效能的提升。亚细胞结果显示,A B A处理新叶中C d富集部位主要位于活性较低的细胞壁中,细胞器中C d的浓度较对照还要低。即外源A B A增加伴矿景天对C d的植物萃取能力既与其对生长的促进作用有关,也与其对C d的区隔化固定有关。E D T A+A B A联合作用时,A B A可以抵消E D-T A和/或C d的不利影响。已有研究7表明,A B A的受体C h l H/A B A R可以催化叶绿素的合成,外源喷施A B A可以降低生物体内活性氧2 7-2 8的积累,保护植物的光合作用系统,提高植物的酶活性等,从而提高植物的抗逆性。P a n等2 9研究认为,外源A B A的施用可以减轻野生型拟南芥(A r a b i d o p s i s)植物中C d诱导的生长抑制和光合损伤。在本试验中,单独E D T A叶面喷施,伴矿景天新叶细胞器中C d含量最高(图3),叶绿素含量最低(图2 a),A B A喷施则细胞器C d含量最低(图3),叶绿素含量最高(图2 a),而E D T A+A B A联合喷施则介于两者之间,说明单独的E D T A叶面喷施加重对植物光合系统的损伤,而A B A可以抵消E D T A对伴矿景天生长的不利影响。E D T A+A B A叶面喷施使C d从地下部向新叶转运能力远较A B A处理高(图2 b),使地上部分C d的富集浓度增加。氨基酸肥一般对植物的生长有促进作用,但喷施部位不同对C d的富集提取也产生很大的差异。通过前期研究发现,根灌氨基酸肥有利于伴矿景天对C d的提取,但叶面处理反而降低对C d的提取,说明伴矿景天对土壤中C d的吸收可能与营养物质的吸收是协同进行的。盆栽试验中E D T A+A B A+A F处理叶面C d的富集浓度较E D T A+A B A高,氨基酸肥能够和A B A协同促进伴矿景天的生理代谢,提高叶绿素含量,从而缓解E D T A毒害作用。大田试验结果表明,E D T A+A B A+A F处理伴矿景天地上部分C d的富集浓度比对照以及A B A处理显著升高,E D T A+A B A+A F处理的植物C d萃取能力较A B A处理高。植物激素和螯合剂的叶面联合施用预763第4期 秦宏等:镉污染土壤伴矿景天的萃取强化螯合剂和植物激素的叶面调控期可以强化伴矿景天对C d的植物萃取,但植物生长易受气候因素影响,叶面诱导强化的最佳时机以及喷施的最佳浓度等均需要在大田实际情况继续研究。4 结 论(1)盆栽试验表明,叶面喷施E D T A、A B A、E D T A+A B A、E D T A+A B A+A F均能提高伴矿景天地上部C d的富集浓度以及地下部至地上部的转运系数。A B A和E D T A联合处理既能减缓E D T A对生长的不利,又能提高C d从地下部至地上部的转运。(2)亚细胞结果表明,叶面喷施E D T A增加细胞器中C d浓度,加剧C d对细胞的损伤,A B A有利于将C d区隔于细胞壁组分,减少C d对细胞的损伤。(3)大 田 小 区 试 验 表 明,A B A以 及E D T A+A B A+A F叶面处理对伴矿景天C d萃取具有强化作用,两者均能显著增加伴矿景天总C d积累量,增幅分别达到3 0.3 0%和3 7.8 7%。(4)植物激素A B A和E D T A叶面联合喷施诱导超富集植物伴矿景天萃取C d具有一定的可行性,但在今后的实践中应注意叶面诱导剂施用的生长阶段和施用浓度,以达到更好的效果。参考文献:1 环境保护部,国土资源部.全国土壤污染状况调查公报R.北京:环境保护部,2 0 1 4.2 K i d dP,M e n c hM,A l v a r e z-L o p e zV,e ta l.A g r o n o m i cp r a c t i c e s f o r i m p r o v i n gg e n t l er e m e d i a t i o no ft r a c ee l e-m e n t-c o n t a m i n a t e ds o i l sJ.I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fP h y t o r e m e d i a t i o n,2 0 1 5,1 7:1 0 0 5-1 0 3 7.3 WuCS,Z h a n gXF,D e n gY.R e v i e wi ns t r e n g t h e n i n gt e c h n o l o g y f o rp h y t o r e m e d i a t i o no f s o i l c o n t a m i n a t e db yh e a v y m e t a l sJ.E a r t ha n d E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e,2 0 1 7,7 8:e 0 1 2 0 1 5.4 C h e nL,L o n gC,W a n gD,e t a l.P h y t o r e m e d i a t i o no f c a d m i-u m(C d)a n du r a n i u m(U)c o n t a m i n a t e ds o i l sb yB r a s s i c aj u n c e aL.e n h a n c e d w i t h e x o g e n o u sa p p l i c a t i o n o fp l a n tg r o w t hr e g u l a t o r sJ.C h e m o s p h e r e,2 0 2 0,2 4 2:e 1 2 5 1 1 2.5 S a n t o sNSTF,d o sS a n t o sDDCF,O l i v e i r aA MS,e ta l.E x o g e n o u sb r a s s i n o s t e r o i d si n c r e a s el e a ds t r e s st o l e r a n c ei ns e e dg e r m i n a t i o na n ds e e d l i n gg r o w t ho fB r a s s i c aj u n c e aL.J.E c o t o x i c o l o g ya n dE n v i r o n m e n t a lS a f e t y,2 0 2 0,1 9 3:e 1 1 0 2 9 6.6 Z h a n gCY,H eQ,W a n gM H,e t a l.E x o g e n o u s i n d o l ea c e t i ca c i da l l e v i a t e sC dt o x i c i t yi nt e a(C a m e l l i as i n e n-s i s)J.E c o t o x i c o l o g ya n dE n v i r o n m e n t a lS a f e t y,2 0 2 0,1 9 0:e 1 1 0 0 9 0.7 J a nS,A l y e m e n iM N,W i j a y aL,e t a l.I n t e r a c t i v e e f f e c to f 2 4-e p i b r a s s i n o l i d e a n ds i l i c o na l l e v i a t e s c a d m i u ms t r e s sv i at h em o d u l a t i o no f a n t i o x i d a n t d e f e n s e a n dg l y o x a l a s e s y s t e m sa n dm a c r o n u t r i e n t c o n t e n t i nP i s u ms a t i v u mL.s e e d l i n g sJ.BMCP l a n tB i o l o g y,2 0 1 8,1 8:e 1 4 6.8 K a y aC,O k a n tM,U g u r l a rF,e ta l.M e l a t o n i n-m e d i a-t e dn i t r i co x i d ei m p r o v e st o l e r a n c et oc a d m i u mt o x i c i t yb yr e d u c i n go x i d a t i v es t r e s s i nw h e a tp l a n t sJ.C h e m o-s p h e r e,2 0 1 9,2 2 5:6 2 7-6 3 8.9 K h a n n aK,J a mw a lVL,S h