P 超富集植物对营养元素N, P, K 的响应.docVIP

Pb超富集植物对营养元素N、P、K的响应 聂俊华1，刘秀梅1，王庆仁2 1. 山东农业大学资源与环境学院，山东 泰安 271018；2. 中国科学院生态研究中心，北京 100085 摘要：利用富集重金属或对重金属具有耐性的植物重金属污染土壤，。本研究通过温室土培方法，研究了3种Pb超富集植物绿叶苋菜、紫穗槐和羽叶鬼针草生长发育及Pb吸收的影响。结果表明，少量的N和K会促进富集植物叶片叶绿素值和干质量的增加，促进植物对Pb的吸收；随着N和K水平的增加，虽然叶绿素值和干质量一直在增加，但植物对Pb的吸收能力降低；K对植株Pb的吸收能力的抑制作用不如N显著。土壤供P会降低植物对Pb的吸收，且下降极显著。少量的N、P、K均使富集植物中的Pb迁移总量增加，高质量分数时则抑制。但K的抑制作用不如N及P的显著。 关键词：植物修复；超富集植物；营养元素 A 文章编号：1672-2175（2004）03-0306-04利用富集重金属或对重金属具有耐性的植物重金属污染土壤，。 Pb的存在形态有多种，根据浸提剂的不同可以分为水溶态、交换态、酸溶态、碱溶态、不溶态等。各形态之间主要通过沉淀-溶解，吸附-解吸、络合-解等化学反应相互转化，保持着动态平衡，且关系复杂。在土壤中，Pb必须成为水溶态和交换态才可被植物吸收，但是影响Pb存在形态的土壤理化因素有很多，如土壤水分、质地、pH值、Eh、交换性离子、土壤有机质等。有研究[1, 2]报道了诸多土壤理化因素对Pb形态的影响。曾清如等[3]研究了5种氮肥对铅锌尾矿区污染土壤中Pb、Zn、Cd溶出的影响，得出NH4NO3对Pb的溶出性有显著的影响。但营养元素对植物吸收Pb的影响目前报道不多，特别是大量营养元素N、P、K的研究鲜见报道。本试验研究了单一营养元素N、P、K对3种植物富集Pb的影响，试图通过施肥改善或提高植物富集Pb的能力，为Pb超富集体的应用与研究提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试土壤为砂质壤土，pH值6.0，有机质质量分数1.03%，全N质量分数0.078%、全P2O5质量分数 0.152%、全K2O质量分数1.75%；速效N、速效P、速效K质量分数比较低，分别为36.07 mg/kg、11.16 mg/kg和78.61 mg/kg；有效Pb质量分数仅12.52 mg/kg，不存在重金属Pb的污染，符合本试验的要求。 供试植物品种：绿叶苋菜（L.Amaranthus tricolor），紫穗槐（Sophora japonica）和羽叶鬼针草（Bidens maximowicziana）。 1.2 试验方法 温室盆栽试验，土培。铅以醋酸铅形式施入土壤，质量分数为800 mg/kg土（以纯Pb计），N、P、K肥分别是NH4NO3、Ca(H2PO4)、KCl，肥底质量分数均为0.12 g/kg。18个处理，3重复。方案设计见表1。培养60 d后测定叶片叶绿素值，收获植株测定植株干质量和Pb吸收量。 表1 营养元素处理设计方案 处理编号 0 1 2 3 4 5 N处理，w(N)/(g·kg-1) 0 0.06 0.12 0.18 0.24 0.30 P处理，w(P2O5)/(g·kg-1) 0 0.06 0.12 0.18 0.24 0.30 K处理，w(K2O)/(g·kg-1) 0 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 1.3 分析测定方法 叶片叶绿素含量用SPAD-502型手持叶绿素仪测定，每株植物随机选取植株上部叶片10片，测定其叶绿素值，取平均值。 植物干质量测定：植物收获后，洗净尘沙，105 ℃杀青30 min，然后烘干、磨碎。用万分之一天平称量。 Pb元素用高压闷罐法提取。准确称量0.100 g样品，加入3 ml浓HNO3溶液放置过夜，加入1 ml HF，1 ml HClO4，180 ℃恒温8 h高压闷罐提取，然后用Z-6100型火焰原子吸收仪测定。 EDTA提取态元素测定：0.05 mol/L EDTA（pH 7.0），1∶5土液质量比，120 r/min震荡1 h，3500 r/min离心10 min，慢速滤纸过滤，然后用Z-6100型火焰原子吸收测定。 2 结果与分析 2.1 营养元素对植物叶片叶绿素值的影响 光合作用是植物生产的原动力，任何影响作物生理活动的因素必然影响光合过程，叶绿素的含量是影响光合作用的物质基础，叶绿素含量的变化必然影响植株的正常发育。在Pb污染条件下，增施N肥有利于富集植物叶片中叶绿素的合成，促进光合作用。图1显示了营养元素对3种富集植物叶片叶绿素值的影响。随着N处理水平的增加，3种富集植物的叶片叶绿素值均呈上升趋势，且变化趋势相似，在N水平为1时，有一个峰值，接着出现一个低谷