香根草對Cd、Pb、Zn的吸收累積特征研究

胡長杏 李 博

（1聯合泰澤環境科技發展有限公司云南分公司，云南昆明 650033；2云南農業大學資源與環境學院，云南昆明 650201）

重金屬是一類特殊的污染物，具有顯著不同于其他污染物的特點。重金屬很容易被植物富集，在超過一定濃度后成為污染物，過高的積累就會對植物的生長發育產生負影響，輕則植物體的代謝過程發生紊亂，生長發育受阻，重則導致植物死亡［1-2］。而有些植物，體內具有某些特定的生理機制，使植物能生存于高含量的重金屬中而不受損害，這種特性就是植物的耐受性［3］。

香根草為禾本科巖蘭草屬的一種多年生草本植物，對重金屬有富集作用，而且具有極強的生態適應性，對貧瘠地、有機物、污水等都表現出了較強的抗性［4-5］，而且，在生境惡劣、寸草不生的尾礦地和垃圾場上都能生存［6］。香根草近年來被廣泛應用于水土保持、道路塌方滑坡治理、生態環境治理、退化生態系統的恢復、富營養水體的凈化，以及對重金屬和污染物的生物恢復和土壤機制的改良等方面［7-8］，因此，研究香根草對重金屬的耐性具有非常重要的意義。

本研究通過盆栽試驗，探究了香根草對Cd、Pb和Zn等重金屬對香根草生長的影響，以及香根草對重金屬的吸收累積特征，以期為香根草在重金屬污染場地修復應用方面提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料供試材料為香根草（Chrysopogon zizani-oides（L.）Roberty）。土壤采自云南農業大學后山，土壤質地為紅壤土，pH值為5.46，土壤陽離子交換量為11.28cmol/kg，全鎘、鉛和鋅的含量分別為0.15、20.12和15.33mg/kg。試驗用裝10kg土的花盆。

1.2 試驗方法采用溫室土培盆栽試驗，土壤重金屬Cd、Pb和Zn含量設置見表1。分別把相應量的CdCl2、Pb（NO3）2和ZnSO4配成溶液，與過3mm篩的土壤反復混合均勻，然后在溫室中穩定7d，每個處理設6次重復。在生長90d時取樣，用刀子將植株的地上部與根分開，用自來水將樣品沖洗干凈，再用蒸餾水沖洗，樣品稱鮮質量后，在70℃下烘干，稱干質量。植株樣品用HNO3-HClO4消化，土壤樣品用HCl-HNO3-HClO4-HF前處理，所有消煮液用火焰原子吸收光譜法測定樣品中重金屬Cd、Pb和Zn的含量。

表1 土壤重金屬Cd、Pb和Zn含量設置

2 結果與分析

2.1 重金屬處理對香根草株高的影響由圖1可知，對照和重金屬處理香根草株高分別為92.5和72.8cm，重金屬處理使香根草株高下降了21.3%，對照和處理差異不顯著，表明香根草對重金屬有較高的耐受性。

圖1 施加重金屬對香根草株高的影響

2.2 重金屬處理對香根草生物量的影響由圖2可知，對照和重金屬處理香根草地上部生物量分別為4.1g/株和3.3g/株，根部生物量分別為3g/株和3.2g/株，重金屬處理香根草地上部生物量下降了26.8%，根部生物量增加了6.7%，地上部和根部都表現為對照和處理差異不顯著，表明重金屬處理對香根草生長影響不大。

圖2 施加重金屬對香根草生物量的影響

2.3 不同處理香根草的重金屬含量由表2可知，對照和重金屬處理的香根草地上部Cd含量分別為0.11mg/kg和20.83mg/kg，根部Cd含量分別為0.21mg/kg和21.5mg/kg；對照和重金屬處理的香根草地上部Pb含量分別為15.67mg/kg和341.5mg/kg，根部Pb含量分別為19.4mg/kg和414.83mg/kg；對照和重金屬處理的香根草地上部Zn含量分別為11.38mg/kg和756.17mg/kg，根部Zn含量分別為13.12mg/kg和818.67mg/kg，表明香根草對重金屬有較強的吸收能力。

表2 不同處理香根草重金屬含量

3 討論

3.1 重金屬在香根草體內的含量從本研究可以看出，香根草重金屬含量較高，幾種重金屬在香根草體內不同部分的含量均表現為根部＞地上部，這也是植物中的普遍現象［9-10］。香根草根系極為發達，重金屬在根系中的滯留量遠遠超過莖葉，這可能是香根草根系所吸收的重金屬較少運輸到地上部分的原因。

3.2 香根草對重金屬的耐受性本研究中香根草體內的Cd、Pb、Zn含量較高，這與夏漢平［11］和束文圣［12］、龍健等的研究結果一致，可見，香根草是一種抗逆性較強的草本植物，對重金屬具有較高的耐受性。重金屬對植物造成的傷害是多方面的，而植物對重金屬脅迫有多方面的防衛機制［13］，香根草屬于哪一種機制還有待進一步研究。

4 結論

（1）施加重金屬處理降低了香根草株高和地上部生物量，增加了根部生物量，但差異不顯著，表明香根草對重金屬有較強耐受能力。

（2）與對照相比，重金屬處理的香根草Cd、Pb、Zn含量較高，表明香根草對重金屬有較強的吸收能力。