两种禾本科草对土壤重金属Pb的富集能力研究

孙方 欧二绫 杨春燕 班骞 韩永芬 李亚娇

摘要：通过盆栽试验探讨了高羊茅和多年生黑麦草对土壤重金属Pb2+的富集能力。结果表明，高羊茅和多年生黑麦草对Pb2+具有不同程度的富集能力，且随着Pb2+浓度的升高其富集能力越强;但是随着Pb2+浓度的升高，高羊茅和多年生黑麦草的正常生长也会受到影响。

关键词：多年生黑麦草;高羊茅;Pb2+ 富集能力;株高

采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素，导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化[1]。其中铅是重要的污染重金属元素之一，同时也是人、动物、植物的非必需元素[2]。土壤铅污染的研究已越来越受到国内外学者的关注[3]。铅及其化合物是现代社会重要的工业原料，广泛应用于各个领域[4]。目前铅对环境的污染主要是由废弃的含铅蓄电池和汽油防爆剂对土壤、水源和大气的污染所导致[5]。随着经济的快速发展，由化肥、农药、重金属Pb等主要污染物所导致的农田土壤污染日趋严重，已对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成威胁[6]。因此，对重金属污染环境进行治理是人类面临的共同任务。研究表明，所有草种对铅均有一定富集能力，只是由于其本身生物-生理学特性不同，吸收铅的含量差别很大[7]。高羊茅和多年生黑麦草是两种常见的多年生冷季型草坪草，生物量较大，可以多次刈割，观赏性强[8]。因此将其作为修复土壤铅污染的实材，具有独特的实用性[9]。本试验以高羊茅和多年生黑麦草为实材，研究其对土壤重金属Pb2+的富集能力以及不同浓度Pb2+处理对植株生长的影响，从而为探索利用两种草修复土壤铅离子污染提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试草种：贵州省草业研究所黔草5号高羊茅（Festuca arundinacea）和多年生黑麦草（Lolium multiflorum），由百绿公司提供。供试金属离子：Pb（NO3）2，均为分析纯试剂。

1.2 重金属溶液配制和浓度设置

重金属离子以溶液形式加入到花盆中，重金属离子浓度依据中华人民共和国国家土壤环境质量标准（GB15618-2008）3级土壤环境标准量进行配制，结合预试验结果设置4种重金属离子浓度，其浓度梯度分别为Pb2+（500，1000，1500，2000mg/L）同时设置对照处理。

1.3 试验方法

取适量高羊茅和黑麦草种子均匀播于装有蛭石基质的花盆中，先用霍格兰营养液浇灌实验材料，之后用不同浓度重金属离子溶液（200ml）进行胁迫，定期给高羊茅和黑麦草浇蒸馏水并补充霍格兰营养液，设置2次重复，实验在组培实验室中进行。日常管理每天进行，保持培养基质处于原持水状态，至各项实验指标测定结束为止。

1.4 测定指标与方法

重金属离子含量测定：将高羊茅和黑麦草从花盆中取出洗净，沥干表面水分后在105℃杀青，70℃条件下烘干，用湿消解法进行消煮，最后用原子吸收分光光度计测出Pb2+ 含量。

株高测定：用直尺进行随机抽样测量得出平均株高。

1.5 数据统计分析

运用Excel整理数据、制作相关图表，用SPSS统计软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同Pb2+浓度处理对两种草坪草Pb2+富集能力的影响

从图1可以看出，在Pb2+不同浓度处理下，高羊茅和多年生黑麦草对Pb2+的富集能力均有随着浓度的升高而不断升高的趋势，且均显著高于对照;在不同浓度处理下，除了高羊茅在Pb2+浓度为500mg/L和1000mg/L处理下差异不显著外，其余各处理间均差异显著。

从图2可以看出，在Pb2+不同浓度处理下，高羊茅和多年生黑麦草的株高均有随着浓度的升高而不断降低的趋势，且除了Pb2+浓度为500mg/L处理与对照差异不显著外，其余各处理均显著低于对照;不同浓度处理间均差异显著。

2.2 不同Pb2+浓度处理对两种草坪草株高的影响

3 结论与讨论

试验结果表明，在以国家土壤环境质量标准（GB15618-2008）3级土壤环境标准量配制的Pb2+处理中，高羊茅和多年生黑麦草都能正常生长，说明这两种草坪草对Pb2+具有较强的抗性[10，11];高羊茅和多年生黑麦草对Pb2+的富集量均有随着处理浓度升高而不断升高的趋势，说明这两种草对Pb2+具有不同程度的富集能力，并且Pb2+浓度达到2000mg/L时其富集量最高说明高羊茅和多年生黑麦草对高浓度Pb2+环境具有较强抗性，且高浓度离子环境对其富集能力没有影响;但是从两种草的株高可以看出，随着Pb2+浓度的升高其株高不断降低，说明Pb2+对高羊茅和多年生黑麦草的正常生长具有不同程度的影响，但在Pb2+浓度达到2000mg/L时依然能保持生长。

从结果可以看出，高羊茅和多年生黑麦草对Pb2+具有不同程度的富集能力，且随着Pb2+浓度的升高其富集能力越强，因此高羊茅和多年生黑麦草对Pb2+有一定程度的富集能力，可以作为Pb2+污染土壤中植物修复的待选植株;但是随着Pb2+浓度的升高，高羊茅和多年生黑麦草的正常生长也会受到影响[11，12]，因此，如果在被Pb2+污染的土壤中进行草坪建植时，如果土壤环境中Pb2+浓度过高会影响到坪用性状，在利用高羊茅和多年生黑麦草进行Pb2+污染土壤修复时需要考虑这方面的因素。

参考文献

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