GLDA对狼尾草镉吸收、富集及转运能力的影响

1、 GLDA对狼尾草镉吸收、富集及转运能力的影响 国伟强 杜雪 彭玉兰 赵春莉 曲同宝GLDA對狼尾草镉吸收、富集及转运能力的影响国伟强，杜 雪，彭玉兰，赵春莉，曲同宝*（吉林农业大学园艺学院，长春 130118）Summary：【目的】探究可降解螯合剂谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）以不同浓度施加时，对狼尾草镉（Cd）吸收、富集及转运的影响，为充分利用螯合剂与植物联合修复Cd污染的土壤提供科学依据。【方法】以狼尾草为试验材料，采用盆栽试验法，分析不同浓度GLDA0（对照）、1、2、3、4和5 mmol/kg处理下狼尾草生长特性、生理指标及狼尾草各部位对Cd的富集量，并进行GLDA浓度与狼尾草理化性

2、质的相关性分析。【结果】与对照相比，随着GLDA浓度的增加，狼尾草株高、根长和总生物量均呈先升高后降低的变化趋势，在GLDA浓度为2 mmol/kg时分别增加8.23%、4.41%和7.75%;狼尾草叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b也呈先升高后降低的变化趋势，在GLDA浓度为2 mmol/kg时达最大值，分别为对照的1.16、1.09和1.19倍。在GLDA处理下狼尾草富集系数（BCF）与对照相比明显升高且表现为根叶茎;在GLDA浓度为2 mmol/kg时，狼尾草转运系数（TF）高于1.00，植物修复系数（PRF）达最大值，为1.93。相关分析表明，螯合剂GLDA处理浓度与狼尾草株高、

3、叶绿素含量、地上部生物量及地下部生物量呈极显著负相关（Pleafstem. When the molar concentration of GLDA was 2 mmol/kg，translocation factor（TF）1.00，the maximum value of PRF was 1.93. Correlation analysis showed that the concentration of GLDA was significantly negatively correlated with plant height，chlorophyll，aboveground biomas

4、s and underground biomass of P. alopecuroides（P0.05，下同），株高差异显著（P叶（28.56 mg/kg）茎（14.40 mg/kg）的分布特征。狼尾草根部Cd含量随着GLDA浓度的增加呈先升高后略有降低的变化趋势，GLDA浓度为15 mmol/kg时狼尾草根部Cd含量较对照分别显著增加5.76%、10.96%、13.56%、15.25%和11.01%，GLDA浓度为4 mmol/kg时达最大值（70.37 mg/kg）;狼尾草茎的Cd含量随着GLDA浓度增加呈先升高后降低的變化趋势，在2 mmol/kg时达最大值（22.82 mg/kg），较

5、对照增加58.47%，GLDA浓度达3 mmol/kg时逐渐降低，但35 mmol/kg GLDA处理茎中Cd含量分别较对照增加52.29%、45.21%和15.90%;狼尾草叶片Cd含量随GLDA浓度增加也表现为先升后降的变化趋势，在2 mmol/kg时达最大值（52.99 mg/kg），较对照显著增加85.54%，GLDA浓度为35 mmol/kg时叶片Cd含量逐渐降低，较浓度2 mmol/kg时分别降低19.25%、23.93%和32.19%，但较对照分别显著升高49.82%、41.14%和25.81%。2. 4 GLDA处理对狼尾草富集系数、转运系数和植物修复系数的影响由图3可知，对照

6、的狼尾草根富集系数为3.21，当GLDA浓度为15 mmol/kg时根富集系数逐渐增大，较对照显著增加4.67%13.08%;狼尾草茎和叶富集系数在对照下分别为0.76和1.50，当GLDA浓度为2 mmol/kg时达最大值（1.18和2.74），分别较对照显著增加55.26%和82.67%，随着GLDA浓度的继续增加（35 mmol/kg），狼尾草茎和叶的富集系数逐渐降低，但均高于对照，茎富集系数分别为对照的1.50、1.39和1.18倍，叶富集系数分别为对照的1.48、1.37和1.29倍。从图4可看出，狼尾草转运系数随着GLDA浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势，在GLDA浓度为2 mm

7、ol/kg时达最大值（1.12），较对照显著增加60.00%，其余处理狼尾草转运系数均小于1.00。狼尾草植物修复系数也呈先升高后降低的变化趋势，在GLDA浓度为2 mmol/kg时达最大值（1.93）。除5 mmol/kg GLDA处理外，其余处理的植物修复系数均大于1.00，分别较对照增加47.00%、93.00%、34.00%和13.00%。2. 5 相关分析结果对螯合剂GLDA在不同浓度条件下与狼尾草各生长指标及Cd富集含量的相关性进行分析，结果（表3）表明，GLDA处理浓度与狼尾草株高、叶绿素含量、地上部生物量及地下部生物量呈极显著负相关（P叶茎，表明土壤中的Cd更多地积累在狼尾草根

8、部，与王瑜等（2015）在不同浓度Cd胁迫下4种狼尾草材料的Cd2+主要富集在根部的研究结果一致。其原因可能是由于狼尾草根部分泌的低分子量有机酸与Cd结合，促进了狼尾草根部对Cd的吸收（韦朝阳和陈同斌，2001）。对照的转运系数较低，随着添加GLDA浓度的增加而先升高后降低，且在GLDA浓度为2 mmol/kg时，转运系数大于1.00，表明GLDA可增强狼尾草的Cd转运能力，与Wei等（2012）应用螯合剂提高万寿菊转运系数的研究结果基本一致，GLDA在增强植物提取方面具有巨大潜力。狼尾草与其他修复植物的不同之处在于其生长迅速，生物量大，可通过多次收割地上部去除土壤中的重金属。因此，在评价添加

9、GLDA处理下狼尾草修复效果时，应综合考虑狼尾草的生物量和重金属含量，计算其植物修复系数（Li et al.，2020）。在本研究中，狼尾草的植物修复系数在GLDA浓度为2 mmol/kg时最大，之后随着GLDA浓度的继续增加而开始下降。这是因为高浓度GLDA形成的螯合物过多对狼尾草根系有毒害作用，降低了狼尾草地上部生物量，从而影响其提取效率，进而影响其修复能力（Yang et al.，2020）。因此，在GLDA与植物修复相结合时，有必要考虑植物生长和重金属吸收之间的平衡来确定最佳的GLDA浓度。4 结论低浓度GLDA（2 mmol/kg）能显著促进狼尾草生长，高浓度则表现出毒害作用抑制狼尾

10、草生长。GLDA浓度为2 mmol/kg时可通过促进叶绿素的生成提高光合效率，使狼尾草的生物量显著增加。施加GLDA可显著促进狼尾草对重金属Cd的富集含量，提高转运系数。GLDA对狼尾草修复Cd污染的最适浓度为2 mmol/kg，可显著提高狼尾草的修复效率。Reference：陈能场，郑煜基，何晓峰，李小飞，张晓霞. 2017. 全国土壤污染状况调查公报探析J. 农业环境科学学报，36（9）：1689-1692. Chen N C，Zheng Y J，He X F，Li X F，Zhang X X. 2017. Analysis of the Report on the national ge

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