Page 271 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 林小兵等：粉葛对农田土壤镉的富集特征 · 1627 ·

Pueraria thomsonii (used as arrowroot) has application value for Cd contaminated farmland soil remediation.
Key words Pueraria thomsonii; cadmium; pollution level; accumulation characteristics; biomass

随着工业化、城市化和集约化农业的快速发展， 表 1 土壤理化性质 及 C 污染程度
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工业三废（废水、废渣、废气）、农药及化肥、生活垃 Table 1 Physiochemical properties and Cd
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圾等导致的土壤重金属污染问题日益突出 。2014 pollution level in soil
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年全国土壤污染状况调查公报 显示我国耕地土壤 土壤污染程度 总Cd浓度/ 有效Cd浓度/ 有机质浓度/ pH
]
（mg/kg） （mg/kg） （g/kg）
环境质量堪忧，耕地土壤点位超标率 为 19.4%，其中
低 0.53 0.39 26.69 4.64
镉（Cd）超标最为严重， 达 7.0%。土壤中过量 的 Cd
中 1.28 1.13 34.35 4.60
会抑制农作物的生长，造成作物减产甚至绝收，还能
高 1.93 1.38 34.36 4.64
通过食物链严重危害人体健康 [3-5] 。植物修复主要是
利用对重金属具有特殊耐性和富集能力的植物来修 1.2 试验设计
复污染土壤，具有绿色、经济且能大面积原位实施的 供试粉葛品种为德兴市宋氏葛业有限公司所选
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特点 。选用生物量大、能够忍 耐 C 污染并能大量 育的“赣 葛 1 号”。每块试验小区 约 666.67 m ，采用
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富 集 C 的植物是植物修复技术的关键 ，同时种植 传统的起垄作种植方式，垄 宽 90 cm，垄 高 40 cm，沟
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经济作物也成 为 C 污染地区产业结构调整的一个 宽 60 cm，株 距 40 cm，种植密度约 为 18 00 株/hm 。
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重要方向。大部分富集植物因为生长速度缓慢、生 粉葛起垄时施有机肥（枯饼）5 400 kg/hm 和 2 45 % 硫
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物产量低、经济价值低等特点 ，极大地制约了其修 酸钾复合 肥 2 400 kg/hm 用作基肥。粉葛种苗于
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复重金属污染土壤的效率。 201 年 4 月 1 日进行移栽，201 年 1 月 2 日进行
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粉葛（Pueraria thomsonii Benth）属豆科，多年生 取样。
落叶草质藤本植物 ，可以形成粗大肥硕块根，富含 1.3 样品采集与分析
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淀粉和人体必需营养成分及具有生理功能的活性成 于粉葛成熟可收获阶段，采取“S”形布点采样，
分 [10] ，在我国主要分布于广西、江西、湖南、湖北、安 每块试验田采集长势相对一致 的 5 株粉葛混合，每
徽等地 [11] 。研究显示 [12] ，种植在矿区周边重金属污 个试验小区重 复 3 次。每株采集葛根（块根）、葛头
染农田的粉葛，粉葛生长不受重金 属 C 的影响，且 （粉葛栽培后形成的结构）、主藤（由种茎上直接着生
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葛根产量达到正常水平。陆金等 [13 ] 研究发现，葛根 的藤蔓）、侧枝（由主藤上生长的藤蔓）和叶片，同时
对 C 的富集系数 为 4.37，转运系数 为 11.33，粉葛能 相应采 取 0～20 c m 土壤。一部分葛根处理为葛粉
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够将根部吸收的重金属元素转移至其作物地上部， 和葛渣，将葛根切碎、打浆、去离子水洗沉淀后，经
从而达到降低土壤重金属浓度的目的。江西省粉葛 晒干或烘干所得的淀粉为葛粉，而生产葛粉过程中
资源丰富，但粉葛对重金属的适应能力及吸收累积 的副产物为葛渣。将粉葛植株进行烘干和称重，并
能力的差异研究较少 [14] ，同时不同污染地区的粉葛 采用 HNO -H O 消解-电感耦合等离子体质谱仪
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体 内 C 浓度及粉葛植株各器官 对 C 的累积也存在 （iCAP-Qc，美国）测定粉葛各部位 的 C 浓度，植株分
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很大差异，尤其是葛根（葛粉） 对 C 的累积状况尚不 析方法参 考 DZ/T 0253.1—2014《生态地球化学评价
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清楚。为此，笔者通过不同污染小区田间种植试验， 动植物样品分析方法 第 1 部分：锂、硼、钒 等 1 个
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探讨粉葛在不同污染条件下对土 壤 C 的耐性和积累 元素量的测定 电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS)
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量，探 明 C 在粉葛植株体内的转运、分布及富集特征。 法》 [15] ，检出限 为 0.000 24 mg/kg。土壤 总 C 和有效
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态 C 浓度采用电感耦合等离子体光谱仪测定。土
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1 材料与方法
壤常规理化性质参照文 献 [16 的方法测定，土壤
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1.1 研究区概况 p 采用电位法测定；有机质浓度采用重铬酸钾容量
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试 验 地 位 于 江 西 省 新 余 市 渝 水 区 珠 珊 镇 法测定；阳离子交换量采 用 1 mol/ 乙酸铵交换法
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（114°58′25″E，27°46′41″N），属亚热带湿润季风气候， 测定。
年平均气温 为 17.7 ℃，年平均降水量 为 1 600 mm。 1.4 数据处理
在前期调查基础上，在珠珊镇埠下村范围内选择了 试验数据处理和统计分析通 过 R 语言（www.r-
3 块不 同 C 污染程度农田进行小区试验，试验区土 project.org，R 4.0.4）完成，方差分析采 用 R 语言程序
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壤理化性质 及 C 污染程度见 表 1。 包 vega 完成，并通 过 Tukey HS 检验法进行差异
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