不同生理性質氮肥對油菜吸收積累鎘的影響

李子涵 肖智華 沈榕

摘要：在用油菜來修復鎘（Cd）污染土壤時，施加的氮肥作為最主要的大量元素肥料，可以影響油菜吸收積累Cd 。探究了施加不同生理性質的氮肥和添加Cd對油菜（Brassica napus L.）產量和油菜吸收積累Cd的影響，以期為采用油菜來修復Cd污染土壤提供合理施氮參考。結果表明，以Cd提取量為衡量標準，采用油菜修復Cd污染土壤最適用的氮肥為生理中性氮肥碳酸氫銨（NH4HCO3）。

關鍵詞：氮肥;油菜;Cd;生物量;提取量

中圖分類號： S634.306 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）14-0082-05

在常見的重金屬污染元素中，鎘（Cd）是毒性較大的元素之一。近年來，由于工農業(yè)的迅速發(fā)展，致使我國Cd污染嚴重，影響了生態(tài)環(huán)境和農產品安全。土壤中Cd的存在形態(tài)分為水溶性和非水溶性。如離子態(tài)的CdCl2、Cd（NO3）2、CdCO3和絡合態(tài)的Cd（OH）2為水溶性，易遷移，可被植物吸收，而難溶態(tài)的化合物如Cd沉淀物、膠體吸附態(tài)Cd等不易遷移和被植物吸收。在一定條件下2種Cd形態(tài)可相互轉化，但在旱地土壤中多以CdCO3為主要存在形態(tài)[1]。現(xiàn)有的Cd污染修復技術中，植物提取修復技術因其成本低、生態(tài)效益好而引起廣泛關注[2-3]，但大部分用來修復的植物都不具備二次利用價值，不能給農民帶來經濟效益。油菜（Brassica napus L.）屬于十字花科（Brassicaceae）蕓薹屬（Brassica）植物，是一種對Cd具有較強富集能力和較高轉移系數(shù)的作物，具有生物量大、易種植和抗脅迫能力強等特征[4]，用于提取修復之后的油菜菜籽可用作工業(yè)油原料。在弱酸性或中性土壤中，油菜的產量和菜籽含油率更高。農民在利用油菜提取修復Cd污染的同時，更容易獲得一定經濟收益，油菜提取修復方式具有較大的應用潛力。

施肥是油菜種植中最重要的增產措施之一，也是農田生態(tài)系統(tǒng)中物質輸入的重要途徑，即使在污染的土壤上亦是如此。氮肥是最主要的大量元素肥料，直接影響油菜的產量和品質，同時對油菜吸收積累Cd具有一定影響。王艷紅等的研究表明，在Cd污染的赤紅性土壤中施用適量適宜的氮肥，可改善植物生長的土壤環(huán)境，在一定程度上減輕Cd污染對植物生長的不利影響[5]。在Cd污染土壤上施用氮肥后，會影響Cd在土壤中的吸附和解吸、形態(tài)轉化和遷移，進而影響植物對Cd的吸收[6]。目前，關于氮肥影響植物吸收重金屬的研究主要集中在2方面：通過合理施氮降低植物對重金屬的吸收以阻控Cd向食物鏈遷移[5，7-9];增加植物對Cd的吸收以提高植物修復效率[10-13]。研究多從不同施氮量差異[12]，氮肥與磷肥、鉀肥的差異[13]，緩釋氮肥和普通復合肥、有機肥的差異[11]等影響因素進行試驗。但是不同形態(tài)的氮肥其自身的酸堿度和轉化過程中產生的物質的酸堿度，會對土壤pH值產生較大影響，進而可以影響土壤中有效Cd的含量和油菜的吸收積累[9]。目前，關于生理酸性肥料、生理中性肥料和生理堿性肥料對油菜Cd吸收積累影響差異的研究較少。

植物根際的范圍很小。一般指離根軸表面數(shù)毫米范圍之內，是土壤-根系-微生物相互作用的微區(qū)域，也是不同植物種類或品種、土壤和環(huán)境條件形成的特定的微生態(tài)系統(tǒng)。由于植物根系生長和生理代謝，使其周圍土壤環(huán)境中的物理、化學、生物學特性都不同于原土體，從而形成一個特殊的微域環(huán)境，即為根際土壤。它既是植物-土壤-微生物與其環(huán)境條件相互作用的場所，也是各種養(yǎng)分、水分和微生物等進入根系的門戶。根系的呼吸作用、分泌作用以及根系對養(yǎng)分和水分的吸收特征等顯著影響根際土壤理化、生物學性質動態(tài)變化的方向和強度。如根際pH值的變化，不僅直接影響根際養(yǎng)分的有效性，而且也影響根系的生長和微生物的活性。根系分泌有機酸和H+可使根際微生物活性成倍增加，也可以直接活化或者固定各種養(yǎng)分、金屬元素[14]。

本研究采用盆栽試驗，研究施加不同生理性氮肥和添加Cd對油菜產量和油菜吸收積累Cd的影響，以期明確施氮肥這一農業(yè)調控措施在Cd污染土壤的植物提取修復中的作用，為合理施氮提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗在湖南農業(yè)大學耘園試驗基地內大棚中進行，供試土壤為沙壤土，采自長沙瀏陽。采集0～30 cm表層土，去除石塊、植物殘體和塑料薄膜殘渣等雜物，風干后過0.25 mm塑料篩備用。供試土壤的基本理化性質見表1。供試重金屬采用分析純化學試劑CdCO3，供試植物為甘藍型油菜——湘雜油6號。試驗灌溉用水為筆者所在實驗室自制的去離子水。供試氮肥有3種，分別是生理酸性氮肥NH4Cl（氯化銨）、生理中性氮肥NH4HCO3（碳酸氫銨）和生理堿性氮肥Ca（NO3）2（硝酸鈣）。

1.2 試驗方法

1.2.1 盆栽試驗設計 制備Cd污染土壤的CdCO3設有2個添加劑量，分別為0（C0）、5 mg/kg（C5）。2個劑量下均設置3種氮肥處理：NH4Cl、NH4HCO3、Ca（NO3）2，以不種植油菜作為對照，記為CK。各處理氮肥均按照氮含量150 mg/kg施入，同時輸入相同用量的磷、鉀肥，磷、鉀肥施用量分別為100 mg/kg P2O5（KH2PO4）、100 mg/kg K2O（包括KH2PO4、K2SO4）。添加方法為將不同處理的氮肥和磷、鉀肥配成溶液，與制備的Cd污染土壤混勻，每盆裝土2 kg，每處理3次重復。

1.2.2 盆栽管理 油菜采用直播方式，于2016年11月22日，均勻播撒約20粒種子。12 d后出苗，30 d后完成間苗，每盆定苗2株，于2017年2月15日（播種后85 d）收獲。油菜生長所需光照全部為太陽光，出苗期土壤水分保持在田間持水量的70%，蕾薹期至開花期為田間持水量的80%，每天采用稱質量法澆水1次，棚內溫度保持在25 ℃以下。

1.2.3 樣品采集與分析 土壤樣品：用抖土法[15]收集根際土，裝入自封袋中密封，于-20 ℃冰箱保存。植物樣品：對于收獲后的植物樣品，先用自來水將植物表面的泥土洗凈，把植株體的地上部分和根系分離開，帶回實驗室后，用去離子水將植物地上部分和根系洗凈，瀝干水分后裝入牛皮紙材料的信封袋中，放入烘箱內。在105 ℃下殺青2 h，然后調至60 ℃烘48 h。烘好的植物樣迅速稱量其干質量并記錄，隨后用粉碎機粉碎，裝入自封袋內，于干燥環(huán)境保存。

1.3 測定項目與方法

供試土壤基本理化性狀采用常規(guī)方法[16]測定。植物樣品Cd含量用HNO3法消解，用電感耦合等離子體光譜儀（ICP）（ICPMA 8300，Perkinelmer）測定。稱取0.5 g樣品粉末（不足0.5 g的稱取最大值）放入50 mL干燥玻璃消解管中，加入5 mL HNO3（分析純），蓋上曲頸漏斗靜置12 h后將消解管放入管式消解儀（XJS36-4200，Labotery）中進行消解。消解程序：15 min內升到70 ℃，在此溫度下保持30 min，然后升溫到90 ℃并保持1 h，繼而升溫到120 ℃并保持2 h，140 ℃下保持1 h，直至消解管內液體清亮且植株粉末發(fā)白，再去掉漏斗于120 ℃趕酸2 h。消解程序運行全程間隔 30 min 搖晃消解管1次，待消解程序完成后取出消解管降溫至室溫，用超純水定容到30 mL，然后使用醫(yī)用滅菌一次性注射器加 0.45 μm 水相針式過濾器過濾到干凈離心管中，隨后上機測定。

土壤樣品的有效Cd含量分別采用DTPA（二乙基三胺五乙酸）提取劑和 0.5 mol/L CaCl2溶液浸提，用ICP（ICPMA8300，Perkinelmer）進行測定。DTPA提取劑由 0.005 mol/L DTPA、0.1 mol/L TEA（三乙醇胺）和0.01 mol/L CaCl2組成，并用6 mol/L HCl調節(jié)pH值至7.30。稱取1 g樣品土放入50 mL離心管中，分別加入20 mL 配制好的DTPA提取劑或0.5 mol/L CaCl2溶液，放入恒溫水浴振蕩儀中，在 25 ℃ 條件下振蕩2 h，再放入離心機中于4 500 r/min離心 20 min，使用醫(yī)用滅菌一次性注射器加0.45 μm水相針式過濾器取上清液過濾至干凈的離心管中，隨后上機完成測定。

土壤樣品的Cd含量采用王水（VHCl ∶ VHNO3=3 ∶ 1）-HClO4法消解，用ICP（ICPMA8300，Perkinelmer）測定。稱取0.5 g樣品土放入50 mL干燥的玻璃消解管中，加入6 mL王水，蓋上曲頸漏斗靜置12 h后將消解管放入管式消解儀（XJS36-4200，Labotery）中進行消解。消解程序：20 min升到90 ℃，此溫度保持30 min，然后升溫到120 ℃并保持 1 h，繼而升溫到150 ℃，待消解管內液體劇烈沸騰5～10 min，將消解管取出，冷卻后加入5 mL HClO4（分析純），去掉漏斗，升溫至220 ℃，直至消解管內液體清亮且土壤顆粒發(fā)白，趕酸至0.5 mL左右。消解程序運行全程間隔30 min搖晃消解管1次，待消解程序完成后取出消解管降溫至室溫，用超純水定容到30 mL，然后使用醫(yī)用滅菌一次性注射器加 0.45 μm 水相針式過濾器過濾到干凈的離心管中，隨后上機完成測定。

土壤樣品的pH值采用1 mol/L KCl溶液配合pH計（PHS-3C，雷磁）進行測定。稱取4 g樣品土放入50 mL離心管中，加入20 mL 1mol/L KCl溶液（參照NYT 1121.2—2006《土壤檢測 第2部分：土壤pH的測定》以及魯如坤的方法[17]稍作修改測定），振蕩1 h，靜置30 min后用校正好的pH計測定樣品的pH值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用WPS 2016表格整理，使用SPSS 18.0處理分析，采用Origin 8.5制圖。

2 結果與分析

2.1 不同生理性質的氮肥和外源Cd對油菜生物量和根冠比的影響

由圖1可知，不同生理性質的氮肥對油菜生物量（干質量）有顯著影響。在C0條件下，地上部和根系生物量由大到小均為硝酸鈣（地上部6.17 g/盆，根系0.74 g/盆）>碳酸氫銨（地上部4.75 g/盆，根系0.43 g/盆）>氯化銨（地上部 2.79 g/盆，根系0.32 g/盆），油菜全株生物量（地上部與根系之和）排序與其一致。添加外源Cd對油菜生物量也有影響。在C5條件下，氯化銨和硝酸鈣處理的地上部和根系生物量較C0均表現(xiàn)出減少趨勢，其中硝酸鈣處理顯著降低，說明油菜受到土壤中Cd的毒害。但是碳酸氫銨處理的地上部和根系生物量反而有所增加，其中根系生物量顯著增加。這說明碳酸氫銨能夠提高油菜對Cd的耐受能力。在C5條件下，3種氮肥處理的生物量排序也有所變化，由大到小依次為碳酸氫銨（地上部 4.88 g/盆，根系0.68 g/盆）>硝酸鈣（地上部4.66 g/盆，根系0.48 g/盆）>氯化銨（地上部2.13 g/盆，根系0.28 g/盆），油菜全株生物量排序與其一致。這說明在不同濃度的Cd污染環(huán)境中，氮肥對油菜生物量的影響是不同的。

由圖2可知，在同種外源Cd劑量下，不同肥料處理的根冠比沒有明顯差異。在同種肥料之間，氯化銨和硝酸鈣處理的根冠比沒有明顯差異，但是碳酸氫銨處理C5條件下的根冠比（13.98%）明顯大于C0條件下的根冠比（9.14%），這與碳酸氫銨處理C5條件下的生物量較C0不減反增存在一定聯(lián)系。說明在C5條件下，施加碳酸氫銨時油菜對Cd的耐受能力最強，油菜根系、地上部生物量最高。

2.2 不同生理性質的氮肥對油菜Cd含量以及轉運系數(shù)的影響

由圖3可知，不同生理性質的氮肥對油菜Cd含量有顯著影響。在C5條件下，油菜地上部Cd含量由大到小依次為氯化銨（72.65 mg/kg）>碳酸氫銨（41.77 mg/kg）>硝酸鈣（33.29 mg/kg），其中氯化銨處理顯著高于碳酸氫銨和硝酸鈣處理，碳酸氫銨和硝酸鈣處理之間差異不顯著。油菜根系Cd含量由大到小依次為碳酸氫銨（ 116.90 mg/kg）>氯化銨（96.51 mg/kg）>硝酸鈣（76.35 mg/kg），各處理之間差異顯著。這說明不同生理性質的氮肥對油菜吸收Cd有顯著影響。

不同氮肥處理的油菜地上部和根系的Cd含量趨勢并不一致，其Cd轉運系數(shù)（地上部Cd含量/根系Cd含量×100%）亦有所差異，由大到小依次為氯化銨（75.95%）>硝酸鈣（43.79%）>碳酸氫銨（35.69%），氯化銨處理顯著高于碳酸氫銨和硝酸鈣處理，后兩者之間差異不顯著。這說明不同生理性質的氮肥對油菜向地上部轉運Cd有顯著影響。

2.3 不同生理性質的氮肥對油菜Cd提取量的影響

油菜的Cd提取量（Cd含量×生物量）能夠體現(xiàn)油菜積累和提取Cd的能力。由油菜Cd提取量結果（圖4）得知，不同氮肥處理中，油菜各部位的Cd提取量有明顯差異。地上部Cd提取量由大到小依次為碳酸氫銨（202.07 μg/盆）>硝酸鈣（154.39 μg/盆）>氯化銨（153.58 μg/盆），其中碳酸氫銨處理顯著高于硝酸鈣和氯化銨處理，后兩者之間差異不顯著。根系Cd提取量由大到小依次為碳酸氫銨（79.20 μg/盆）>硝酸鈣 （37.03 μg/盆）> 氯化銨（26.68 μg/盆），碳酸氫銨處理顯著高于硝酸鈣和氯化銨處理，后兩者之間差異不顯著。油菜全株Cd提取量與地上部、根際Cd提取量趨勢均表現(xiàn)一致。由此說明施用碳酸氫銨時油菜積累和提取Cd的能力最強。

2.4 不同生理性質的氮肥對土壤pH值、有效Cd和總Cd含量的影響

從油菜播種到收割，所有氮肥均降低了土壤的pH值，生理酸性氮肥氯化銨使土壤pH值降低幅度最大（圖5）。本試驗CK土壤pH值排序由大到小依次為硝酸鈣（4.14）>碳酸氫銨 （3.98）> 氯化銨（3.92），均低于供試土壤原pH值（4.50）。C0和C5條件下根際土的pH值同樣表現(xiàn)為硝酸鈣>碳酸氫銨>氯化銨。這說明肥料本身的酸堿度對土壤pH值有顯著影響。C0條件下不同氮肥處理的pH值明顯高于CK，說明油菜生長過程中的生理效應可使根際土pH值升高。C5條件下不同氮肥處理的pH值亦明顯高于CK，但是與C0相比，氯化銨和硝酸鈣處理的pH值較高，碳酸氫銨的pH值較低。說明在油菜生長過程中，Cd污染對根際土pH值有一定的影響。

本試驗對根際土有效Cd的提取采用了DTPA法和CaCl2法2種浸出方法。由不同氮肥處理根際土有效Cd結果（圖6）可知，DTPA-Cd含量由大到小依次為硝酸鈣 （1.93 mg/kg）> 碳酸氫銨（1.89 mg/kg）>氯化銨（1.87 mg/kg），CaCl2-Cd含量由大到小依次為碳酸氫銨（2.02 mg/kg）>硝酸鈣 （1.97 mg/kg）>氯化銨（1.96 mg/kg），不同氮肥的DTPA-Cd和CaCl2-Cd含量差異均不顯著。其中CaCl2-Cd含量與Cd提取量趨勢相同。根際土總Cd含量排序由大到小依次為硝酸鈣（4.04 mg/kg）>氯化銨（3.92 mg/kg）>碳酸氫銨（3.71 mg/kg），三者之間差異不顯著（圖6）。

3 討論

對于植物來說，Cd是非必需元素，且具有毒害性。本研究結果表明，C0條件下（無Cd污染）不同氮肥處理的油菜地上部、根系生物量均與根際土pH值呈正相關，這說明不同生理性質的氮肥通過對土壤pH值的影響，進而影響油菜的生長發(fā)育。在酸性土壤環(huán)境下，pH值越高（越接近中性），油菜生物量越大，此研究結果與前人的研究結果[12]一致。氯化銨和硝酸鈣處理在C5條件下的油菜地上部、根系生物量與C0相比均有所降低，其中硝酸鈣的地上部、根系生物量顯著降低。但是碳酸氫銨處理的油菜地上部、根系生物量在C5條件下反而有所升高，其中根系生物量顯著升高。且碳酸氫銨處理在C5條件下與C0相比的根冠比也顯著提高，而其他氮肥處理根冠比都沒有明顯差異。這說明在 5 mg/kg CdCO3的脅迫下，施加碳酸氫銨依舊能保證油菜地上部和根系（尤其是根系）的正常生長發(fā)育，提高油菜對Cd的耐受能力，緩沖Cd毒害，使其擁有最高的生物產量，此研究結果與前人的研究結果[5]一致。可能是因為碳酸氫銨肥效較高，施入土壤后，易被土粒吸附，不易隨水下滲流失，大部分被解離成NH4+和HCO3-，NH4+被土壤膠體吸附，殘余的HCO3-不僅對土壤無害，還能提高作物生產所需的碳源量[14]。而pH值輕微下降的原因可能是油菜因耐Cd能力增強而釋放更多的有機酸和H+。

植物根系吸收陰陽離子的不平衡是導致根際pH值變化的主要原因。當植物對陽離子的吸收多于陰離子時，根系向根外釋放H+以維持體內生理酸堿平衡，使根外pH值下降;反之，根系釋放OH-或者HCO3-，使根際pH值升高[1]。氮肥可以通過本身酸堿度和轉化過程產生物質的酸堿度以及陪伴陽離子組分來影響土壤的pH值。趙晶等的研究表明，所有的氮肥處理（氯化銨、硫酸銨、低量尿素、高量尿素硝酸銨）均降低了土壤pH值，增加了Cd的提取量，但高量尿素和氯化銨使土壤pH值降低得最多，提取的Cd也最多[9]。劉安輝等的研究認為，硝酸鈣能提高土壤pH值，但Ca2+的存在使土壤中的有效Cd含量增加[7]。本研究結果表明，與供試土壤初始值相比，3種氮肥均會使土壤pH值降低，且降低幅度為氯化銨>碳酸氫銨>硝酸鈣。其中氯化銨為生理酸性氮肥，在酸性土壤中，施入氯化銨后解離為NH4+和Cl-（65%～66%），NH4+與土壤膠體上的H+進行交換反應，Cl-與H+結合，形成HCl，使土壤酸化。這說明不同生理性質的氮肥其自身的酸堿度對土壤pH值有直接影響。同時Cl-對硝化細菌有抑制作用，使土壤中硝化作用緩慢，同時Cl-對硝化細菌有抑制作用，進而使土壤中硝化作用緩慢，降低土壤pH值[9，14]。本試驗結果與趙晶等的結論[9]一致，但與劉安輝等的結論[7]不一致，原因可能是土壤理化性質和微生物活性不同。本研究結果還表明，種植油菜會使其根際土的pH值升高（C0條件與CK相比），這可能與油菜的生理作用、油菜根系與根際土的物質交換有關，但不同氮肥處理的pH值變化趨勢仍然與氮肥自身酸堿度趨勢一致，具體機制有待進一步探究。土壤中施入 5 mg/kg CdCO3污染后（C5條件與C0相比），氯化銨和硝酸鈣處理的油菜根際土pH值升高，但是碳酸氫銨處理的油菜根際土pH值輕微下降，這可能是在Cd的脅迫下油菜根系分泌物的變化或者根際微生物活動所致，其具體機制有待進一步研究。

土壤pH值會影響土壤中有效Cd的含量，進而影響植物對Cd的吸收積累[18-19]。本研究中，油菜地上部Cd含量由大到小依次為氯化銨>碳酸氫銨>硝酸鈣，與土壤pH值呈負相關，這說明pH值是影響油菜地上部吸收Cd的重要因素。但是油菜根系Cd含量由大到小依次為碳酸氫銨>氯化銨>硝酸鈣，這說明碳酸氫銨不僅能顯著促進油菜根系的生長發(fā)育和耐Cd能力，還能夠顯著提高油菜根系吸收Cd的能力。本試驗完成時，不同氮肥處理的油菜根際土有效Cd含量沒有明顯差異，且和土壤pH值沒有明顯的相關趨勢。這可能與陽離子組分和土壤膠體上Cd的置換作用、絡合作用及油菜對根際土中有效Cd的吸收積累等因素有關。本研究中硝酸鈣處理的根際土pH值最高，但其DTPA-Cd含量也高于其他處理。這可能是因為Ca2+使土壤中DTPA-Cd含量增加[7]。本研究中不同氮肥處理的油菜根系Cd含量與根際土剩余總Cd含量呈負相關，這說明油菜對Cd的吸收能直接影響根際土中的Cd含量。除此之外，氧化還原電位、土壤可溶性有機碳、水溶性SO42-、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮等也影響土壤Cd的有效性，這些因素的具體影響如何，還有待進一步的研究[1，20-22]。本研究結果中DTPA-Cd含量與CaCl2-Cd含量有細微區(qū)別，CaCl2-Cd含量可以更好地反映Cd的生物有效性，這與前人的研究結果[23]一致，DTPA-Cd含量并不能完全反映植物效應，需結合植物生物量及植物體內Cd的吸收積累等指標，才能較為準確地反映氮肥在Cd污染土壤上的施用效果[5]。本研究結果顯示，不同氮肥處理根際土的CaCl2-Cd含量與油菜地上部、根系Cd提取量均呈正相關，說明提高土壤中Cd的有效態(tài)含量能促進油菜對Cd的積累，這與前人的研究結果[7，11-12]一致。

在Cd污染環(huán)境中，油菜對Cd的吸收能力可以由植株各部位的富集系數(shù)（植株中Cd含量/土壤中Cd含量）體現(xiàn)，但油菜對Cd的積累能力/提取能力則是由植株各部位的Cd含量和生物量共同決定的。在本試驗中，油菜地上部Cd含量由大到小依次為氯化銨處理>碳酸氫銨處理>硝酸鈣處理，氯化銨處理顯著大于其他處理，說明氯化銨促進油菜吸收Cd的能力最強。而油菜地上部生物量由大到小依次為碳酸氫銨處理>硝酸鈣處理>氯化銨處理，碳酸氫銨處理和硝酸鈣處理均顯著大于氯化銨。在Cd含量和生物量共同作用下，油菜地上部Cd提取量由大到小依次為碳酸氫銨處理>硝酸鈣處理>氯化銨處理，碳酸氫銨處理顯著大于其他處理。這說明在植物修復過程中，油菜植株內Cd含量并不能完全體現(xiàn)其提取能力，其在Cd污染條件下的生物量也是一個重要的影響因素。以Cd提取量作為依據(jù)，碳酸氫銨促進油菜積累Cd的能力最大。本研究結果中，不同氮肥處理中油菜對Cd的轉運系數(shù)由大到小依次為氯化銨處理>硝酸鈣處理>碳酸氫銨處理，3種氮肥處理的轉運系數(shù)均低于100%。油菜Cd轉運系數(shù)的趨勢與地上部、根系生物量的趨勢呈負相關。有研究認為，轉移系數(shù)低于100%的植物，可以把重金屬盡量固定在根部，限制重金屬向地上部轉移，從而減少重金屬的毒害，這是植物自身的耐性機制[24]。這種耐性機制使植物可以在重金屬污染的情況下平衡重金屬的吸收積累和自身的生長發(fā)育，這可能與植物對重金屬的吸收控制、體內螯合固定、生化忍耐策略及其他體內平衡機制有關[25-26]，具體機制有待進一步研究。

4 結論

本研究表明，外源Cd污染會抑制油菜的生長，降低其生物量，但是施用生理中性肥料碳酸氫銨（NH4HCO3）能顯著提升油菜對Cd污染的耐受能力，使油菜在5 mg/kg CdCO3污染條件下保持較高生物量。施用碳酸氫銨同時能顯著促進油菜各部位（尤其是根系）對Cd的吸收積累。由此得出結論，在本試驗土壤條件下，適宜的氮肥類型為生理中性氮肥碳酸氫銨。因此，在生產實踐中應兼顧油菜生物量及其與Cd吸收能力之間的平衡，施用生理中性氮肥，從而提高油菜修復Cd污染土壤的效率。

參考文獻：

[1]劉培桐，薛紀渝，王華東. 環(huán)境學概論[M]. 2版.北京：高等教育出版社，1995：131-132.

[2]Bhargava A，Carmona F F，Bhargava M，et al. Approaches for enhanced phytoextraction of heavy metals[J]. Journal of Environmental Management，2012，105：103-120.

[3]Sarwar N，Imran M，Shaheen M R，et al. Phytoremediation strategies for soils contaminated with heavy metals：modifications and future perspectives[J]. Chemosphere，2017，171：710-721.

[4]Parveen T，Hussain A，Rao M S. Growth and accumulation of heavy metals in turnip （Brassica rapa） irrigated with different concentrations of treated municipal wastewater[J]. Hydrology Research，2015，46（1）：60-71.

[5]王艷紅，艾紹英，李盟軍，等. 氮肥對鎘在土壤-芥菜系統(tǒng)中遷移轉化的影響[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報，2010，18（3）：649-653.

[6]Zhao L，Wang F J，Yang H，et al. Impacts of nitrogen（urea）fertilization on cadmium accumulation nitrate contents and nutritive values in Chinese cabbage[J]. Advanced Materials Research，2012（4）：809-817.

[7]劉安輝，趙 魯，李旭軍，等. 氮肥對鎘污染土壤上小油菜生長及鎘吸收特征的影響[J]. 中國土壤與肥料，2014（2）：77-81.

[8]王艷紅，唐明燈，李盟軍，等. 外加氮源在Cd超標菜地上的應用效果[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報，2016，24（2）：218-225.

[9]趙 晶，馮文強，秦魚生，等. 不同氮磷鉀肥對土壤pH和鎘有效性的影響[J]. 土壤學報，2010，47（5）：953-961.

[10]楊 洋，陳志鵬，黎紅亮，等. 兩種農業(yè)種植模式對重金屬土壤的修復潛力[J]. 生態(tài)學報，2016，36（3）：688-695.

[11]王鳳花，任 超，李新燕，等. 三種肥料對鎘污染土壤中小白菜吸收鎘的影響[J]. 中國土壤與肥料，2016（1）：124-128.

[12]王 輝，許 超，羅尊長，等. 氮肥用量對油菜吸收積累鎘的影響[J]. 水土保持學報，2017，31（6）：302-305.

[13]焦 鵬，高建培，王宏鑌，等. N、P、K肥對玉米幼苗吸收和積累重金屬的影響[J]. 農業(yè)環(huán)境科學學報，2011，30（6）：1094-1102.

[14]黃建國. 植物營養(yǎng)學[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，2004：57-58.

[15]Riley D，Barber S A .Bicarbonate accumulation and pH changes at the soyben[Glycine max （L.） Merr.]root-soil interface[J]. Soil Science Society of America Journal，1969，33（6）：905-908.

[16]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 3版.北京：中國農業(yè)出版社，2000.

[17]魯如坤. 土壤農業(yè)化學分析方法[M]. 北京：中國農業(yè)科學技術出版社，1999.

[18]倪中應，謝國雄，章明奎. 酸化對耕地土壤鎘鉛有效性及農產品中鎘鉛積累的影響[J]. 江西農業(yè)學報，2017，29（8）：52-56.

[19]譚國湛. 間作及伴隨陰離子肥料對油菜鎘吸收積累的影響[D]. 蘭州：甘肅農業(yè)大學，2013.

[20]孫 磊，郝秀珍，范曉暉，等. 不同氮肥處理對污染紅壤中銅有效性的影響[J]. 土壤學報，2009，46（6）：1033-1039.

[21]梁佩筠，許 超，吳啟堂，等. 淹水條件下控釋氮肥對污染紅壤中重金屬有效性的影響[J]. 生態(tài)學報，2013，33（9）：2919-2929.

[22]向 倩，許 超，張楊珠，等. 控釋尿素對污染土壤鎘有效性的影響[J]. 中國環(huán)境科學，2014，34（12）：3150-3156.

[23]黃穗虹，田 甜，鄒曉錦，等. 大寶山礦周邊污染土壤重金屬生物有效性評估[J]. 中山大學學報（自然科學版），2009，48（4）：125-129，136.

[24]Salt D E，Blaylock M，Kumar N P B A，et al. Phytoremediation：a novel strategy for removal of toxic mentals from the environment using plants[J]. Biotechnology，1995，13（5）：468-474.

[25]袁祖麗，孫曉楠，劉秀敏. 植物耐受和解除重金屬毒性研究進展[J]. 生態(tài)環(huán)境，2008，17（6）：2494-2502.

[26]張玉秀，于 飛，張媛雅，等. 植物對重金屬鎘的吸收轉運和累積機制[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報，2008，16（5）：1317-1321.