摘 要 為研究桑對重金屬鎘的富集作用及施肥對富集作用的影響，在種桑特定區(qū)域設施肥區(qū)和無肥區(qū)，比較試驗前后的土壤理化性質、重金屬鎘含量變化、桑植株各部位重金屬含量及分布、富集系數及轉移系數等指標。經試驗比較，在酸性的重金屬鎘污染土壤中種植桑，其可通過富集作用轉移土壤中的鎘元素，且以植株根部對鎘元素的吸收量最多；施肥對桑莖和葉的重金屬鎘富集系數、轉移系數有顯著影響，其中桑不同部位的重金屬鎘富集系數為根＞莖＞葉，轉移系數為莖＞葉。因此，桑對重金屬鎘污染土壤有一定的修復作用，能有效降低土壤中的鎘含量；施肥可顯著減少桑莖和葉的重金屬鎘含量。

關鍵詞 桑；鎘；富集作用；修復作用；施肥

中圖分類號：S888.2 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.11.005

農業(yè)土壤污染在我國各地普遍存在，隨著工業(yè)發(fā)展和過量化學農藥使用，大量重金屬進入土壤并積累，造成土壤重金屬污染[1]。農用地中的土壤重金屬污染不僅容易導致農作物減產、品質下降，而且會通過農作物富集危害人類的健康[2]。廣西平果市是石山密集分布的巖溶地區(qū)，土地生態(tài)環(huán)境脆弱，存在地質災害多發(fā)、巖溶石漠化、水土流失等嚴峻的生態(tài)問題。調查發(fā)現，當地的石灰?guī)r地區(qū)土壤重金屬背景值普遍較高[3]。因此，重視和加強農用地重金屬污染的研究對推動當地農業(yè)生產發(fā)展和保護人們身體健康具有重要意義。

目前，對于植物在土壤重金屬的吸收、修復、凈化能力的常用評價指標包括富集系數（Bioconcentration Factor，BCF）和轉移系數（Transportation Factor，TF）。富集系數又稱生物富集因子，為該生物組織體對特定化合物或元素的吸收率與其體內該元素的凈化速率的比值，是生物組織體在特定的環(huán)境內對某種化合物或元素的吸收或體內積累程度，常被用于表示生物組織體對土壤重金屬的吸收程度，或為化合物及重金屬元素在生物組織體內的積累趨勢。轉移系數為植物組織體內特定化合物或重金屬元素含量與其生長土壤中相對應的化合物或重金屬元素含量的比值，常用于評價植物從土壤中對特定化合物或重金屬的吸收能力。已有研究證實，黃麻、艾、銀葉樹等多種植物對被重金屬污染的土壤均有顯著的修復作用，而桑樹就是其中一種。已有研究表明，桑對土壤中的鎘具有耐受性，并且對單一及復合重金屬污染土壤具有修復治理效果[4-5]。為進一步探討平果市桑對重金屬鎘的富集作用及施肥對富集作用的影響，筆者以桂桑優(yōu)12號為試驗材料，設置施肥區(qū)和無肥區(qū)開展試驗。

1nbsp; 材料與方法

1.1" 試驗地概況

根據《農田土壤環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》（NY/T 395—2012）中關于pH≤6.5的土壤重金屬鎘的限量指標為0.3 mg·kg-1的標準，在試驗地選取重金屬鎘超標的農用地作為此次試驗區(qū)域[6]。試驗地位于百色市平果市舊城鎮(zhèn)，屬亞熱帶季風性氣候，夏長冬短，光照較強，熱量充足，雨量充沛，霜雪極少，年平均日照時間為1 682 h，年平均氣溫為21.5 ℃，年降水量為1 359 mm，無霜期達345 d。

1.2" 試驗材料

試驗桑品種為桂桑優(yōu)12。

1.3" 試驗設計

于2016年12月開始試驗，設2個試驗處理區(qū)，分別為施肥區(qū)和無肥區(qū)，處理區(qū)面積600 m2。施肥區(qū)采用有機+無機肥的施肥方式，每667 m2施用的有機肥N、P2O5、K2O的折純量分別為5.90、0.75、4.85 kg，每667 m2施用的無機肥N、P2O5、K2O的折純量分別為30.60、10.20、20.40 kg；無肥區(qū)則不施肥。兩個區(qū)域桑樹采用植苗播種方式，且要求桑植株長勢基本一致，種植密度相同，試驗期間均采用統(tǒng)一的除草、修莖、病蟲害防治等田間管理方式。

為確保試驗數據具有可比性，試驗前，在施肥區(qū)和無肥區(qū)內采用五點取樣法，取20 cm深處的土壤，進行pH值、容重、鎘含量的檢測，并通過t檢驗進行比較。如表1所示，試驗前對施肥區(qū)、無肥區(qū)內的土壤pH值、容重、鎘含量進行比較，結果均為差異不顯著（p＞0.05），說明試驗前2個試驗處理區(qū)的土壤理化性質沒有顯著區(qū)別，數據具有可比性。

1.4" 測定指標及方法

調查時間為2021年，具體調查指標包括兩個試驗處理區(qū)土壤重金屬鎘含量、桑植株各部位重金屬鎘的含量及分布、富集系數、轉移系數。具體方法如下。

1）土壤重金屬鎘的測定和污染程度判定標準。采收桑葉后，隨機采樣5個點（取樣深度為20 cm）進行指標測定，采用石墨爐原子吸收分光光度法測定土壤重金屬鎘含量，計算5點平均值。土壤重金屬污染程度參考《土壤環(huán)境質量標準》（GB 15618—1995）。

2）桑植株各部位重金屬鎘含量測定。在兩個處理區(qū)內按四方位隨機采樣10株桑樹，將根、莖、葉樣本清洗干凈后，烘干至質量恒定并粉碎，參考《植物提取物中重金屬元素的測定 鎘的測定》（DB 61/T 902.1—2013）中的方法分別測定桑植株根、莖、葉的重金屬鎘含量。

3）富集系數。富集系數又稱生物濃縮系數，一般反映沉積物-植物系統(tǒng)中元素遷移的難易程度。富集系數參考馬宏瑞等富集系數模型，計算公式為[7]

I_BCF=n_Cp/n_Cs （1）

式中：I_BCF為富集系數；n_Cp為植物地上或地下部位（根、莖、葉）重金屬含量，mg·kg^-1；nCs為土壤中重金屬含量，mg·kg^-1。

4）轉移系數。轉移系數表示一個系統(tǒng)向另一個系統(tǒng)遷移的可能性和速度。轉移系數參考鄭鵬飛等轉移系數模型，計算公式為[8]

I_TF=n_Cp/n_Cr （2）

式中：I_TF為轉移系數；n_Cr為植物地下部位（根）重金屬含量，mg·kg^-1。

1.5" 數據處理

數據采用Microsoft Excel 2016進行整理和統(tǒng)計，并采用IBM SPSS Statistics 26進行比較和分析。

2" 結果與分析

2.1" 土壤鎘含量

如表2所示，分別對兩個處理區(qū)試驗前后的土壤鎘含量進行t檢驗，結果顯示，試驗前后土壤鎘含量差異均為極顯著，說明種植桑對土壤中鎘的含量有顯著影響，土壤中的鎘含量明顯減少。比較試驗后施肥區(qū)和無肥區(qū)土壤中的鎘含量發(fā)現，施肥區(qū)土壤鎘含量高于無肥區(qū)，但兩者間差異不顯著，說明施肥與不施肥對土壤中鎘含量的影響不大。

2.2" 桑植株各部位鎘含量

如表3所示，從桑植株各部位的鎘含量情況來看，施肥區(qū)和無肥區(qū)重金屬鎘分布量從高到低均為根、莖、葉。施肥區(qū)與無肥區(qū)的桑根部鎘含量差異不顯著（p＞0.05），而施肥區(qū)與無肥區(qū)的桑莖、葉中鎘含量差異顯著（p＜0.05）。

2.3" 富集系數、轉移系數差異分析

如表4所示，從根、莖、葉的重金屬鎘富集系數大小排序來看，兩處理區(qū)均為根＞莖＞葉。經比較發(fā)現，兩處理區(qū)桑莖、葉的重金屬鎘富集系數差異極顯著，均為無肥區(qū)的極顯著大于施肥區(qū)；但兩處理區(qū)桑根部的重金屬鎘富集系數差異不顯著。試驗結果表明，在重金屬鎘污染的土壤中種植桑，施肥對桑根部重金屬鎘富集系數的影響不大，但對莖、葉的重金屬鎘富集系數有明顯影響，會降低桑莖、葉的重金屬鎘富集系數。

施肥區(qū)和無肥區(qū)桑各部位的重金屬鎘轉移系數均為莖＞葉，且無肥區(qū)桑莖、葉的重金屬鎘轉移系數均極顯著大于施肥區(qū)，說明施肥對桑莖、葉的重金屬鎘轉移系數有明顯影響，會使桑地上部分（莖、葉）的重金屬鎘轉移系數降低。

3" 結論與討論

土壤自身具有一定的自凈能力，然而對于存在重金屬污染的農田，能夠通過種植重金屬積累性作物品種，并結合農藝技術調控來達到確保食用農產品安全生產的目的[9]。我國桑種植歷史悠久，是我國傳統(tǒng)的人工栽培經濟林木。桑因其適應能力強、經濟和生態(tài)效應良好、對生態(tài)環(huán)境治理具有一定的作用而備受關注。然而，目前我國關于桑的土壤修復相關研究較少，尤其是廣西作為我國桑蠶業(yè)重要產區(qū)，關于桑自身的生態(tài)環(huán)境修復能力研究更少。此次在廣西百色市開展桑對土壤重金屬的富集、轉移能力研究，旨在為廣西桑種植及土壤修復提供參考，實現桑產業(yè)的經濟和生態(tài)效益的最大化。試驗發(fā)現，在酸性的重金屬鎘污染土壤中種植桑，桑可通過富集作用轉移土壤中的重金屬鎘元素，降低土壤中鎘含量。另外，從桑種植施肥與不施肥的比較中發(fā)現，施肥對桑的莖和葉部位的重金屬富集和轉移均有顯著影響。綜上可知，桑對土壤重金屬鎘具有一定的富集作用，可在鎘污染較為嚴重的土地上種植，以改善土壤環(huán)境。在種植時，若發(fā)展蠶養(yǎng)殖產業(yè)，則一定要進行施肥，否則葉富集重金屬，影響蠶的生長發(fā)育。

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[9] 胡鵬杰，李柱，吳龍華.我國農田土壤重金屬污染修復技術、問題及對策謅議[J].農業(yè)現代化研究，2018，39（4）：535-542.

（責任編輯：敬廷桃" 劉寧寧）