不同改良处理对重金属复合污染葱生长的影响初探

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摘要：采用盆栽试验与室内试验相结合的方法，研究了不同改良处理（pH改良，牛粪、钙镁磷肥、pH改良+牛粪，pH改良+钙镁磷肥，pH改良+钙镁磷肥+牛粪）对土壤Pb、Cd、Zn复合污染葱生长情况及茎叶中积累的重金属含量的影响。结果表明：对污染土壤施加改良剂后，葱的生长状态比污染土壤组好；且根茎叶中重金属Pb、Cd、Zn的含量都明显减小。对比来看，施加石灰+牛粪改良效果最佳。

关键词：改良剂；重金属污染；葱；生长；品质

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-06-0088-2

随着工农业生产的发展，工业“三废”排放量增加，农田土壤中有毒重金属含量急剧增加[1]。据了解我国土壤重金属污染的农田面积相当大，受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的1/5[2]。有毒重金属进入农田土壤后，首先对植物体的生长发育产生影响[3-4]，同时重金属会在土壤―植物体系中迁移[5-7]，最终通过食物链危害到人体健康和安全；其中，通过生长在其上的蔬菜污染到食物链是一个最主要的途径[8-10]。目前国内外对土壤重金属污染农田常采用无机改良剂和有机改良剂对土壤进行改良，进而减少重金属向蔬菜植株体内迁移[11-13]。本文运用室内盆栽的方法，采用无机改良剂、有机改良剂相结合的方法（添加石灰、牛粪、钙镁磷肥单一或组合），在土壤重金属污染的条件下种植葱，探讨不同改良剂对葱的生长状况的影响及改良效果，以期为土壤重金属污染区蔬菜的种类种植及其污染防治提供参考。

1 实验材料及方案

1.1 供试植物

小葱，又名：香葱、四季葱、细米葱，葱属百合科，多年生草本植物，是一种常用调料，南方多产，广西各地均有种植；适播期3-5月、9-10月，播种至初收50天左右。

1.2 供试土壤

供试正常土壤采自来宾市郊区，其土壤样品的基本化学性质为：pH（土：水=1：2.5）6.52，全N1.9g/kg，全P1.5g/kg，全K5.5g/kg，CEC10.25mmol/100g土，有机质2950mg/kg，Pb35mg/kg, Cd0.08mg/kg, Zn95mg/kg；污染土壤采自来宾市某铅锌矿区附近农田，该处主要种植蔬菜，其基本化学性质为：pH（土：水=1：2.5）5.0，全N1.6g/kg，全P1.3g/kg，全K4.7g/kg，CEC4.62mmol/100g土，有机质2420mg/kg，Pb512 mg/kg, Cd0.24mg/kg, Zn600mg/kg。

1.3 实验方案

采集的土壤自然风干，去除杂物后碾碎，过100目土壤筛，将土壤装入花盆中，每盆装土1.5kg；加入底肥（尿素48mg，过磷酸钙23mg，硫酸钾为26mg），陈土14天，每天用去离子水浇土，保持土壤持水60%左右。设置6个试验组，分别编号Z0、W0、G1、G2、G3、G4、G5、G6；Z0-正常土壤、W0―污染土壤（不加改良剂）、G1―污染土壤添加石灰、G2―污染土壤添加牛粪、G3―污染土壤添加钙镁磷肥、G4―污染土壤添加石灰+牛粪、G5―污染土壤添加石灰+钙镁磷肥、G6―污染土壤添加石灰+钙镁磷肥+牛粪；每个组设4个重复。其中，熟石灰的添加量为每盆3.75g，牛粪每盆放2.7g，钙镁磷肥2.7g。葱苗在人工气候箱中培育，待长至10cm后，选取植株高度、生物量均匀的菜苗，从培养土中连根带泥取出，用自来水、蒸馏水各冲洗数次，移栽入陈好土的花盆中，在温室内栽培。每天用去离子水淋浇，40天后采样分析。

2 测试指标与方法

2.1 植株生长指标的测定

参考王友保的方法[6]测定平均根长、平均根数、地上部分高度及植株干重和鲜重。

2.2 植物组织器官重金属Pb、Cd、Zn含量测定

采取小葱根和地上部分，分别用蒸馏水洗涤，滤纸吸干。先在105℃杀青0.5h，然后于70℃下烘干至恒重，用玻璃研磨磨碎后浓HNO3、浓H2SO4、HClO4(8:1:1)联合消化，AA240FS/Z原子吸收测定。

3 结果和讨论

3.1 不同改良处理对小葱生长的影响

不同改良处理的小葱生长状况有所不同，盆栽20天后观察到W0（污染土壤）、G1（添加石灰）组小葱叶片颜色轻微失绿，W0组叶片失绿程度较重，生长速度较慢；同时观察到W0、G1、G3（添加钙镁磷肥）组土壤极易板结，G2（添加牛粪）、G4（添加石灰+牛粪）、G6（添加石灰+钙镁磷肥+牛粪）组土壤较疏松；40天后对根部采样观察发现，W0、G3处理组葱根部外层表皮变黑，且W0组根部表皮有腐烂的痕迹。由此可见，在污染土壤中施加牛粪可保持土壤疏松，与土壤重金属成分结合，减少重金属对葱根部的伤害；具体原因有待进一步研究。

不同改良处理对小葱生长指标的影响明显，具体数据见表1。G4组平均单株鲜重最重可达95.25g，其次依次是G6、Z0、G5、G3组，Z0（正常土壤组）平均单株鲜重居第三，W0（污染土壤组）最轻，仅为60.8g；小葱平均分蘖数G5组最多，W0组最少；小葱平均根长G4组最长，其次是G5、G6、G2组，W0组平均根长最短，G3 、G1组平均根长与W0相差不大；小葱长得最高的是G4，地上部分高46.57cm，其次是G6，长得最矮的是W0组。从单株鲜重、平均根长、地上部分高等情况来看，在污染土壤中添加牛粪效果最佳，其次为污染土壤添加牛粪加钙镁磷肥。

表1 不同改良处理对小葱生长的影响

3.2 不同改良处理对小葱植株积累重金属Cd的影响

由图1可看出，W0组在未添加改良剂的情况下，根、茎叶中的Cd含量最高；经过改良的试验组小葱Cd含量（除G3组外）都比较低，且明显低于W0组，说明经改良效果比较显著，特别是G4、G6茎叶中的含量相对较小，符合GB2762-2005中蔬菜食品卫生标准限值，这可能是添加有机肥促使交换态Cd向松结合有机态和氧化锰结合态Cd转化，降低了土壤中有效Cd的含量结果[14]。另外，小葱根部的重金属Cd含量都比茎叶中高。

图1 不同改良处理小葱植株积累Cd含量的情况

3.3 不同改良处理对小葱植株积累重金属Pb的影响

由图2可知，小葱根部的重金属Pb含量远比茎叶中高，说明重金属Pb主要在小葱的根部积累。W0组在未添加改良剂的情况下，根、茎叶中的Pb含量最高；经过改良的试验组小葱Pb含量都比较低，在改良组中G4组Pb含量相对最小，经对比符合蔬菜食品卫生标准限值。

图2 不同改良处理小葱植株积累Pb含量的情况

3.4 不同改良处理对小葱植株积累重金属Zn的影响

由图3可知，经过改良的试验组小葱Zn含量都比较低，且明显低于W0组，G6组茎叶中Zn的含量最小，其次是G4组；这可能是污染土壤经过改良pH值后，添加牛粪+钙镁磷肥可改变土壤中的重金属Zn形态，减少葱根部及地上部分对Zn的积累；两者茎叶中Zn的含量都小于蔬菜食品卫生标准限值。

图3 不同改良处理小葱植株积累Zn含量的情况

4 结论

（1）通过对污染土壤添加改良剂，小葱生长状况要比未改良污染土壤好，其中添加有机肥（牛粪）比添加无机肥（钙镁磷肥）、单一改良PH值要好；而经过改良土壤PH，同时添加有机肥，小葱生长效果最好。

（2）小葱根部对重金属Cd、Pb、Zn的积累大于茎叶；经过改良，小葱对此三种重金属的积累都有所下降，而以改良土壤pH值+有机肥（牛粪）、改良土壤pH值+有机肥（牛粪）+钙镁磷肥效果较佳。

（3）总体来说，试验研究表明，对该污染土壤施加石灰+牛粪改良效果最佳，是一种比较安全的改良方式。对于此类土壤污染区的小葱种植，建议采用改良土壤pH值的情况下，兼施有机肥（牛粪）来进行。

参考文献

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作者简介：杨胜才，广西来宾人，广西来宾市环境保护监测站助理工程师，研究方向：环境保护。