酒石酸与农艺刈割联合辅助象草植物修复镉污染土壤的效应以及对土壤微生物群落的影响

作者：马兰心; 唐棋; 辜娇峰^*; 王德正; 周航; 曾鹏; 廖柏寒

来源：环境科学研究, 2023, 1-17.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2023.11.21

• 镉(Cd)污染土壤
• 象草
• 植物修复
• 酒石酸
• 刈割
• 土壤微生物群落

针对重金属镉(Cd)污染耕地，选择适宜的经济作物并配套低生态风险辅助技术边生产边修复，对保持耕地种植属性和区域经济水平意义重大. 为研究酒石酸和农艺刈割辅助象草(Pennisetum purpureum Schum)植物修复Cd重度污染的效果，在湖南东部地区某Cd污染农田开展象草的田间种植试验，分析酒石酸施用(单次施用0、1.25和2.5 mmol/kg)和农艺刈割(0、1和2次)单一或联合处理对土壤基本理化性质、象草Cd含量、象草生物量、象草Cd提取量和土壤微生物群落结构的影响. 结果表明：①与试验田背景值相比，象草种植、酒石酸和刈割处理能够使土壤pH降低0.07～0.47个单位、土壤总Cd含量降低0.62%～39.72%，同时土壤有效态Cd含量增加1.25%～27.25%. ②酒石酸施用有利于象草总生物量的增加，刈割则相反，但二者都增大了象草茎Cd含量，尤其是刈割处理，均是最后一茬收获的象草茎Cd含量较前茬更大，最高达8.94 mg/kg. ③酒石酸施用量为1.25 mmol/kg且未刈割时，象草地上部位生物量最大，单位面积生物量最高达99.67 t/hm2(单株达3.80 kg)；同时象草地上部位Cd提取量达到最大，单位面积象草地上部Cd提取量达到213.58 g/hm2(单株达8.14 mg). ④酒石酸和刈割处理均对土壤微生物α-多样性无显著影响，但1.25 mmol/kg的酒石酸施用联合刈割2次的处理显著影响了土壤微生物β-多样性. 研究显示，施加酒石酸和刈割均可提高象草茎和叶的Cd含量，且单一低剂量酒石酸处理下植物Cd提取量最大，同时试验处理一定程度影响了土壤微生物群落的组成；在利用象草植物修复Cd污染土壤污染时，建议施用1.25 mmol/kg的酒石酸提升修复效率.

• 单位
  中南林业科技大学; 环境科学与工程学院