硅腐殖酸对铬污染土壤中小白菜生理的影响-生态环境学报.docVIP

硅酸盐、腐殖酸对Cr污染土壤中小白菜生理及吸铬量的影响 罗小玲1, 2, 3，李淑仪2*，蓝佩玲2，王荣萍2，廖新荣2 1. 中国科学院华南植物园，广东 广州 5106502. 广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 5106503. 中国科学院研究生院 北京 100049 针对在铬污染区土壤中的叶菜类吸铬量是果菜类2~3倍，以及硅酸盐或腐植酸在重金属污染土壤上的最佳施用量研究较少的问题，为保障蔬菜的品质安全，文通过土壤盆栽试验，研究硅酸盐、腐殖酸不同用量对Cr污染土壤中小白菜（Brassica Chinensis）生理指标和吸铬量的影响。结果表明，施低质量分数的硅酸盐（1.0 g·kg-1）效果最佳，既能提高受Cr污染小白菜的生物量、叶绿素相对含量，又能减轻Cr毒害对抗氧化酶系统中SOD酶活性的抑制，缓解小白菜受到的过氧化胁迫，有效降低小白菜吸铬量；高质量分数硅酸盐（2.0 g·kg-1）对生长产生抑制。腐殖酸在设计的3个质量分数水平上均不能有效降低小白菜吸铬量，对生长的促进作用也不明显。 小白菜；硅酸盐；腐殖酸；铬污染中图分类号：X 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（200）0-0646-05表1 供试土壤的基本理化性质 Table 1 Basic physical and chemical properties of the soil 项目 pH 有机质(g·kg-1) 速效氮(mg·kg-1) 速效磷(mg·kg-1) 速效钾(mg·kg-1) 有效硅(mg·kg-1) 总铬(mg·kg-1) 土壤 4.7 12.50 58.09 12.92 37.80 70.10 25.66 近年来，广东地区高强度的经济开发给环境质量带来危害，工业三废的排放使污染物大量进入大气和河流，当地农民常将河涌淤泥作为有机肥料施用到耕地中去，又使土壤受到重金属的污染。据广州市环境保护局和环境科学研究所（1980~1996年）的调查资料表明，中心城市广州市的土壤重金属污染状况堪忧，其中Cd、Pb等几乎在所有的土壤中都超标，Cr在多数土壤中低于广东省背景值，但在近郊耕地土壤中却超过标准[1]。铬作为一种重金属污染物，在土壤中主要以Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）两种价态存在。通常情况下，Cr（Ⅲ）比Cr（Ⅵ）稳定。任爱玲等发现，土壤对Cr（Ⅲ）的吸附量是对Cr（Ⅵ）的124倍，Cr（Ⅲ）更易被土壤截留，而Cr（Ⅵ）在土壤中易于迁移[2]。通常认为，Cr（Ⅵ）对植物的毒性要远远高于Cr（Ⅲ），受到Cr（Ⅵ）离子毒害的植物会出现失绿症状，严重时可导致细胞畸变，细胞质膜过氧化等。相关的实验证明，在铬污染区土壤中种植的蔬菜中，叶菜类的吸铬量是果菜类的2~3倍[3]，因此降低蔬菜特别是叶菜类的吸铬量，对减轻铬对蔬菜生产的危害、保障蔬菜的品质安全具有重要意义。硅酸盐和腐殖酸已被证明对植物吸收重金属具有一定的抑制作用。硅酸盐可通过与重金属离子结合生成硅酸盐沉淀或提高根际土壤pH使重金属离子形成不溶物等途径减少土壤溶液中重金属离子的数量[4-6]。而腐殖酸由于本身具有丰富的活性功能基团，可与重金属发生各种形式的结合从而影响重金属的生物有效性[7]。针对目前硅酸盐或腐植酸在重金属污染土壤上的最佳施用量研究较少的问题，为保障蔬菜的品质安全，本文以小白菜（Brassica Chinensis）为例，研究硅酸盐和腐殖酸两种抑制剂对Cr污染土壤中小白菜生理和吸铬量的影响，比较二者在减轻Cr毒害作用上的差异，为耕地土壤重金属污染治理中适宜的抑制剂种类和用量选择提供依据。 供试小白菜品种为矮脚葵扇黑叶白菜（Brassica Chinensis），供试土壤为水稻土，采自未受铬污染的广东省增城市镇龙镇大涵村，土壤经风干、粉碎后过2 mm筛备用。土壤基本理化性质见表1。 本试验中污染物为Cr，设计一个固定质量分数水平，以重铬酸钠（Na2Cr2O7）形式加入，质量分数为100 mg·kg-1。 抑制剂分两种，分别为硅酸盐和腐殖酸，均为单一加入，各设3个水平。两种抑制剂分别与污染物组合为6个处理，加上一个无污染对照和一个受污染不施抑制剂的对照共8个处理，每个处理4个重复。硅酸盐以硅酸钠（Na2SiO3）形式加入，各个水平分别为：1.00、1.50、2.00 g·kg-1；腐殖酸以固体生化试剂形式加入，用量按照基肥总质量的1%、3%、5%计算，各个水平分别为：8.90、26.79、44.65 mg·kg-1。 污染物和抑制剂均一次性均匀拌入盆栽土壤。 小白菜于2006年9月28日育苗，10月18日移栽入37.5 cm × 27.5 cm塑料盆，每盆6株。2006年11月4日收获。 取盆栽基础土壤风干，按四分法取样后用玛瑙研钵磨碎分别过2.0 mm、