黑麦草植株-土壤环境因子对铅污染的响应研究

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1、灌溉排水学报２０１５年１月第３４卷第１期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０１－００１０－０４黑麦草植株－土壤环境因子对铅污染的响应研究乔冬梅，赵志娟，樊向阳，胡超，杜臻杰，黄仲冬，齐学斌（中国农业科学院农田灌溉研究所／河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站，河南新乡４５３００２）摘要：采用盆栽根袋试验，研究了Ｐｂ胁迫（０、１００、３００、５００、１０００ｍｇ／ｋｇ）对黑麦草植株生长发育状况和土壤环境特性的影响。结果表明，０～３００、３００～５

2、００、５００～１０００ｍｇ／ｋｇ为不同Ｐｂ胁迫层次，其中Ｐｂ质量分数为３００ｍｇ／ｋｇ和５００ｍｇ／ｋｇ时有利于黑麦草根系生长。另外，根际土壤ｐＨ均较非根际土壤低，ｐＨ在生长５０ｄ时差距较大。黑麦草整个生长发育阶段内，根际土壤含Ｐｂ量均小于非根际土壤，生长５０ｄ时土壤Ｐｂ质量分数最低。黑麦草生长４０～５０ｄ时，修复效果最明显。关键词：黑麦草；Ｐｂ；生物量；土壤中图分类号：Ｘ５３文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０１．０１０乔冬梅，赵志娟，樊向阳，等．黑麦草植株－土壤环境

3、因子对铅污染的响应研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（１）：４４－４７．修复重金属污染土壤是一项非常艰巨而重要的任务。植物修复技术是可靠的、相对安全的环境友好型修复技术，其集永久性和广域性于一体。黑麦草发达的须根使得根系质量在土壤表层（１０ｃｍ）达５９７～１１４８２［１］，黑麦草可改善土壤的物理结构，增加土壤有机质和含氮量，增强土壤养分有效性［３］。但针对黑麦草ｇ／ｍ修复重金属Ｐｂ的研究相对较少。因此，以黑麦草为载体，研究黑麦草干物质量、植株含Ｐｂ量、土壤ｐＨ值以及Ｐｂ在土壤中的再分布对土壤不同含Ｐｂ量

4、的响应，探讨黑麦草对重金属Ｐｂ的修复效果，为土壤重金属Ｐｂ污染植物修复技术提供理论基础。１材料与方法试验于２０１２年在模拟日光温室中进行，光照时间为１０ｈ，室温为２０～３０℃，光照度为２４～３２ＫＬＵＸ。供试黑麦草品种为泰德（四倍体）。采用根袋进行盆栽试验，盆钵高１８ｃｍ，直径１３ｃｍ。盆底设置通气孔，通气孔周围覆盖包裹有尼龙纱布的细砾石和粗砂，以防止土粒塞满砂砾空隙。供试土壤为砂壤土，取自中国农业科学院农田灌溉研究所新乡洪门试验场表层（０～２０ｃｍ），土壤密度３，田间持水率（质量）２４％，总氮１．１４ｇ／ｋ

5、ｇ，总磷０．６３ｇ／ｋｇ，钾８６ｍｇ／ｋｇ。土样风干后过２ｍｍ１．３９ｇ／ｃｍ筛，以尿素、磷酸二氢钾和硝酸钾的形式施入Ｎ、Ｐ２Ｏ５和Ｋ２Ｏ分别为１５０、１００和３００ｍｇ／ｋｇ作为底肥。试验设计５种不同土壤重金属Ｐｂ质量分数处理，分别为０、１００、３００、５００和１０００ｍｇ／ｋｇ，分别记为处理１（对照）、处理２、处理３、处理４、处理５，每处理重复６次。将底肥、Ｐｂ（ＣＨ３ＣＯＯＨ）２·３Ｈ２Ｏ（分子量３７９．３３）与风干土混拌均匀后装入盆中，老化６个月。装土前先取配置好的土样２５０ｇ装入根袋中，再将根袋放入

6、盆钵中装土，装土时按田间土壤干密度（１．３９ｇ／ｃｍ３）装土２ｋｇ，并分层压实，并使各盆的紧实度保持一致。盆钵装好后灌去离子水使其充分饱和，等土壤湿度适宜时播种黑麦草种子，于６月８日播种，６月１２日出苗，出苗后每袋定苗１５株。黑麦草生长过程中每天采用称质量法浇灌去离子水，使土壤湿度达到田间持水率的７０％。分别在黑麦草生长２５、４０和５０ｄ取样，将根袋土作为根际土，根袋外２ｃｍ土壤作为非根际土，采用原收稿日期：２０１４－０４－３０基金项目：国家自然科学基金项目（５０８０９０７４，５１２０９２０９，５１００９１４

7、１）；国家科技计划课题（２０１２ＡＡ１０１４０４）；公益性行业（农业）科研专项（２０１２０３０７７）；基本科研业务费预算增量项目（２０１４ＺＬ０１３）作者简介：乔冬梅（１９７８－），女。副研究员，博士，主要从事水资源与水环境研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉａｏｄｏｎｇｍｅｉ７８＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：齐学斌（１９６３－），男。研究员，主要研究方向为水资源与水环境。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｘｂ６３０１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ４４子吸收光度法测定土壤含Ｐｂ量，采用ＰＨＳ－３Ｂ精密ｐＨ计（上海精科）测定ｐＨ值。采用精度０．００

8、１ｇ的天平测量地上部分和根系干物质量，采用原子吸收光度法测定地上部分和根系含Ｐｂ量。２结果与分析２．１干物质量和耐性指数对不同Ｐｂ质量分数胁迫的响应分析借鉴禾本科植株和根系的常规分析方法，各处理随机抽取１０棵黑麦草进行分析。各处理下黑麦草地上和根系干物质量平均值及５％水平下差异显著性检验结果如表１所示。表１不同处理植株干物质量ｇ地上部分干质量生长时间处理１处理２处理３处理４处理５２５ｄ０．１３±０．