污泥施用下團(tuán)花與鵝掌藤鮮葉和凋落葉重金屬變化

鮑利安 董曉全 賴明麗 朱會(huì)軍 吳嘉希 曾曙才 吳道銘

DOI： 10.11931/guihaia.gxzw202211032

鮑利安， 董曉全， 賴明麗， 等， 2024.

污泥施用下團(tuán)花與鵝掌藤鮮葉和凋落葉重金屬變化 ［Ｊ］.

廣西植物， 44（5）： 925-935.

BAO LA， DONG XQ， LAI ML， et al.， 2024.

Changes of heavy metal in fresh and litter leaves of Neolamarckia cadamba and Schefflera arboricola under sewage sludge application? ［J］.

Guihaia， 44（5）： 925-935.

摘? 要：? 該研究通過(guò)單種鵝掌藤（Schefflera arboricola）、單種團(tuán)花（Neolamarckia cadamba）和混種團(tuán)花與鵝掌藤的大根箱實(shí)驗(yàn)，跟蹤分析表施2%（W/W）污泥后3個(gè)月（2020年9月、10月和11月）的鮮葉和凋落葉Cu、Zn、Cd和Hg含量以及凋落葉產(chǎn)量變化，分析鮮葉與凋落葉重金屬含量關(guān)系以及凋落葉重金屬回歸量變化。結(jié)果表明：（1）污泥施用下團(tuán)花鮮葉和凋落葉Cu含量均顯著高于鵝掌藤，而Zn和Cd含量均顯著低于鵝掌藤。（2）鵝掌藤鮮葉Zn含量在11月最低，而Hg含量在11月最高。（3）單種和混種團(tuán)花鮮葉Zn、Cd和Hg含量在11月最高。（4）混種的團(tuán)花凋落葉Hg含量隨污泥施用時(shí)間延長(zhǎng)而顯著增加，而Cu、Zn和Cd含量變化不明顯。（5）9月和11月鵝掌藤鮮葉Cd含量均與凋落葉Hg和Cd含量顯著正相關(guān)。（6）鵝掌藤和團(tuán)花凋落葉產(chǎn)量及Cu、Zn、Cd和Hg回歸量分別在污泥施用1個(gè)月后（9月）和2個(gè)月后（10月）最高。綜上所述，污泥施用時(shí)間對(duì)團(tuán)花和鵝掌藤的鮮葉重金屬含量影響較大，而對(duì)凋落葉重金屬含量影響較?。基Z掌藤鮮葉Cd含量與凋落葉Cd和Hg含量存在正相關(guān)；鵝掌藤和團(tuán)花分別在污泥施用1個(gè)月后（9月）和2個(gè)月后（10月）凋落葉重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)較高。該研究為污泥園林利用和凋落葉的合理處置提供了借鑒。

關(guān)鍵詞： 污泥資源利用， 重金屬， 園林植物， 凋落葉， 混種

中圖分類號(hào)：? Q948.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A

文章編號(hào)：? 1000-3142（2024）05-0925-11

收稿日期：? 2023-03-04? 接受日期： 2023-05-23

基金項(xiàng)目：? 國(guó)家自然科學(xué)基金（42177011， 41807112， 31971629）； 廣東省自然科學(xué)基金（2021A1515011407， 2022A1515010909）； 廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（202201010419）。

第一作者： 鮑利安（1997—），碩士研究生，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)，（E-mail）1317230455@qq.com。

*通信作者：? 吳道銘，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)，（E-mail）dmwu@scau.edu.cn。

Changes of heavy metal in fresh and litter leaves of

Neolamarckia cadamba and Schefflera arboricola

under sewage sludge application

BAO Lian， DONG Xiaoquan， LAI Mingli， ZHU Huijun，

WU Jiaxi，? ZENG Shucai， WU Daoming*

（ College of Forestry and Landscape Architecture， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China ）

Abstract：? This study conducted a large root box experiment with Schefflera arboricola monoculture， Neolamarckia cadamba monoculture， and co-planting of Schefflera arboricola and Neolamarckia cadamba. The dynamic changes in Cu， Zn， Cd， and Hg contents in fresh and litter leaves of Schefflera arboricola and Neolamarckia cadamba and their litter leaves yield were analyzed for three months （September， October， and November 2020 ） after the surface application of 2% （W/W） sewage sludge （SS）. The relationship between the heavy metal contents of fresh and litter leaves and the changes in the heavy metal return amount in litter leaves were further analyzed. The results were as follows： （1） N. cadamba had significantly higher Cu contents in fresh and litter leaves than those of S. arboricola， while had significantly lower Zn and Cd contents than those of S. arboricola. （2） The fresh leaves of S. arboricola had the lowest Zn content and the highest Hg content in November. （3） The fresh leaves of monoculture and co-planting Neolamarckia cadamba had the highest Zn， Cd， and Hg contents in November. （4） The Hg content in the litter leaves of co-planting of N. cadamba increased significantly with the time of SS application， while those of Cu， Zn， and Cd contents showed no significance. （5） The Cd content in fresh leaves was significantly and positively correlated with the Hg and Cd contents of? litter leaves in Schefflera arboricola in both September and November. （6） The highest yield of? litter leaves and the highest return amount of Cu， Zn， Cd， and Hg in S. arboricola occurred one month after SS application （September）， while those in Neolamarckia cadamba occurred two months after SS application （October）. In summary， the application time of SS showed a greater effect on the heavy metal contents in fresh leaves of N. cadamba and Schefflera arboricola than those in litter leaves; there was a positive correlation between the Cd content in the fresh leaves and the Cd and Hg contents in the litter leaves of S. arboricola; the heavy metal pollution risk of the litter leaves of S. arboricola and Neolamarckia cadamba was easy to occur in one month （September） and two months? （October） after SS application， respectively. This study provides a reference for safe SS utilization and reasonable litter disposal in the landscape.

Key words： sewage sludge utilization， heavy metal， landscape plant， litter leaf， co-planting

科學(xué)處置城市污泥，降低污泥處置帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，成為亟待解決的市政及生態(tài)環(huán)境建設(shè)問(wèn)題（陳伊豪等，2018）。園林利用是污泥資源化利用的重要方式。污泥富含有機(jī)質(zhì)、N、P、K及多種微量營(yíng)養(yǎng)元素，可用作土壤肥料，改善土壤物理、化學(xué)、生物特性并促進(jìn)植物生長(zhǎng)（Bai et al.， 2017）。然而，污泥含有多種污染物特別是重金屬，一定程度影響植物生長(zhǎng)，對(duì)園林土壤也存在潛在污染風(fēng)險(xiǎn)（Chu et al.， 2018）。如何降低污泥園林利用帶來(lái)的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)備受關(guān)注。

植物在土壤重金屬清除中扮演著重要角色。植物萃?。╬hytoextraction）是利用對(duì)重金屬具有富集能力的植物，通過(guò)根系從土壤中吸收重金屬，并將其轉(zhuǎn)移、貯存到地上部，然后通過(guò)收割地上部以清除重金屬的方法，是降低土壤重金屬污染的重要措施，也是目前重點(diǎn)發(fā)展的重金屬修復(fù)技術(shù)（Mohsin et al.， 2022; Yang et al.， 2022）。在施用污泥的園林土壤上合理種植園林植物，可以有效吸收轉(zhuǎn)移污泥中的重金屬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)園林綠化建設(shè)、資源處置污泥并降低土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)的三重效果（Wu et al.， 2017， 2021）。產(chǎn)生凋落葉是植物適應(yīng)季節(jié)更替或躲避惡劣外界環(huán)境的主要表現(xiàn)（劉強(qiáng)和彭少麟，2010； 袁方等，2018）。為減輕體內(nèi)重金屬等有害物質(zhì)毒害，植物加速了這些物質(zhì)向老化葉片遷移或者加快遭受毒害葉片的老化凋落。因此，植物修復(fù)過(guò)程中所產(chǎn)生的凋落葉含有一定量重金屬，如不及時(shí)清理回收，將對(duì)土壤造成二次污染（Maunoury-Danger et al.， 2018; Al Souki et al.， 2020）。例如，孫慧珍等（2011）分析不同類型人工林落葉層重金屬，發(fā)現(xiàn)9種人工林落葉層的Pb、Cd、Cu和Zn含量均高于土壤層，落葉對(duì)土壤有潛在重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。另外，不同季節(jié)產(chǎn)生的凋落物存在差異，而凋落物的季節(jié)性輸入影響森林土壤和水文系統(tǒng)的重金屬儲(chǔ)量變化，如森林溪流的上、中、下游中Cd儲(chǔ)量均在秋季凋落物產(chǎn)生的高峰期最高（蔣雨芮等，2020）。探討污泥施用后園林植物鮮葉和凋落葉的重金屬含量變化規(guī)律，有利于提高重金屬植物提取效率和降低凋落物二次重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。遺憾的是，目前尚無(wú)研究關(guān)注污泥施用條件下園林植物的鮮葉和凋落葉重金屬變化，也不清楚污泥對(duì)凋落葉的重金屬產(chǎn)生何種影響以及鮮葉重金屬與凋落葉重金屬存在何種關(guān)系。

此外，植物混種在一定程度上影響植物對(duì)重金屬吸收積累。例如，混種顯著提高了蜈蚣草（Pteris vittata）對(duì)As和Pb的吸收（Yang et al.， 2017）；鵝掌藤（Schefflera arboricola）與秋楓（Bischofia javanica）混種顯著提高了秋楓的Cd、Ni和Cu積累量（賴明麗等，2022）。混種可能通過(guò)改變根際環(huán)境并影響重金屬活性，形成更加協(xié)調(diào)的根系吸收網(wǎng)絡(luò)，提高植物重金屬耐性等來(lái)提高植物重金屬吸收效率（Wang et al.， 2018; Yeboah et al.， 2020; Bian et al.， 2021），而混種是否影響污泥施用下植物葉片重金屬含量尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。團(tuán)花（Neolamarckia cadamba）作為茜草科團(tuán)花屬落葉喬木，具有生物量大、生命周期長(zhǎng)、生長(zhǎng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)污泥耐受能力較強(qiáng)，具有一定的重金屬積累能力（Chu et al.， 2018）；鵝掌藤作為華南地區(qū)廣泛種植的園林綠化植物，已被證實(shí)對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的吸收富集能力（孫曦等，2021）。這兩種植物的生長(zhǎng)速率、葉片重金屬累積和凋落葉產(chǎn)生量均存在很大差異。團(tuán)花與鵝掌藤混種可以形成深淺協(xié)同的根系吸收網(wǎng)絡(luò)，有利于提高其重金屬清除效率（Wu et al.， 2021）。基于此，本研究選用團(tuán)花與鵝掌藤作為供試植物，開(kāi)展大型土培根箱污泥表施試驗(yàn)，擬探討以下問(wèn)題：（1）污泥施用后兩種植物鮮葉和凋落葉的重金屬含量如何變化；（2）兩種植物的鮮葉重金屬與凋落葉重金屬含量之間存在何種關(guān)系；（3）污泥園林施用是否產(chǎn)生凋落葉重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)；（4）兩種植物混種如何影響植物葉片重金屬含量。

1? 材料與方法

1.1 供試材料

供試基質(zhì)： 土壤為廣州市郊區(qū)的綠地赤紅壤，污泥為廣東省清遠(yuǎn)市綠由環(huán)保科技有限公司的市政堆置污泥，兩者自然風(fēng)干，過(guò)1 cm網(wǎng)篩以去除雜物備用。基本化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

供試植物： 試驗(yàn)選取長(zhǎng)勢(shì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害、苗高約為20 cm的速生喬木團(tuán)花以及園林綠化植物鵝掌藤作為供試植物，團(tuán)花苗齡3個(gè)月，鵝掌藤苗齡5個(gè)月；兩種植物分別購(gòu)自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院陳曉陽(yáng)教授課題組和廣州市芳村苗木市場(chǎng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)設(shè)置處理如下： 鵝掌藤單種（S），每個(gè)根箱種植鵝掌藤6株；團(tuán)花單種（N），每個(gè)根箱種植團(tuán)花2株；鵝掌藤（SNS）與團(tuán)花（SNN）混種（SN），每個(gè)根箱種植鵝掌藤3株和團(tuán)花1株。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)根箱按照處理設(shè)置種植植物；每種處理有5個(gè)獨(dú)立根箱，每個(gè)根箱為單個(gè)生物學(xué)重復(fù)。試驗(yàn)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)農(nóng)場(chǎng)露天場(chǎng)地開(kāi)展。先模擬自然土層將試驗(yàn)用土填充根箱，具體做法為先將郊外采集30～60 cm土層的土壤填充根箱30～60 cm土層，澆透水自然沉降1天；再將郊外采集0～30 cm土層的土壤填充根箱0～30 cm土層，并且澆透水自然沉降和平衡1個(gè)月；1個(gè)根箱填土大約1 000 kg。完成土壤平衡處理后，于2019年10月按照處理設(shè)置將團(tuán)花和鵝掌藤移栽至根箱中，讓其自然生長(zhǎng)10個(gè)月。2020年8月，按照質(zhì)量比2%于各根箱表層追施污泥（污泥用量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 262-2011限定的林地污泥施用累積量小于30 t·hm-2，折合質(zhì)量比為1.2%～2.1%），種植期間根據(jù)天氣狀況每3～5 d澆1次水，每次每個(gè)根箱澆水5～10 L；施用污泥后每天收集供試植物凋落葉并清理分區(qū)內(nèi)其他植物枯枝落葉、雜草等，保證各處理不受其他因素干擾。

1.3 樣品采集

凋落葉： 在施用污泥1個(gè)月后，每天按根箱收集供試植物凋落葉，辨別和歸類后，清洗葉片以去除表面泥土，分處理裝于尼龍網(wǎng)袋，自然風(fēng)干；待收集葉片滿1個(gè)月后分處理將其置于信封，65 ℃烘箱烘干至恒重。考慮到12月團(tuán)花凋落葉產(chǎn)量非常少，本實(shí)驗(yàn)主要連續(xù)收集2020年9月、10月和11月的凋落葉。2020年9月收集的混種鵝掌藤凋落葉樣品遺失，導(dǎo)致無(wú)法獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

鮮葉： 為了分析鮮葉和凋落葉的重金屬含量差異，本實(shí)驗(yàn)也對(duì)應(yīng)收集2020年9月、10月和11月的鮮葉。每月最后一天按根箱分別收集團(tuán)花和鵝掌藤的鮮葉。于團(tuán)花植株中部東南西北4個(gè)方位收集完全展開(kāi)的綠色健康葉片各1片，于鵝掌藤植株中部東南西北4個(gè)方位收集完全展開(kāi)的綠色健康葉片各3片。葉片殺青后烘干備用。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

凋落葉干重： 用百分之一天平分別稱量每月收集烘干的每個(gè)根箱凋落葉質(zhì)量。單株團(tuán)花/鵝掌藤凋落葉產(chǎn)量=某根箱團(tuán)花/鵝掌藤凋落葉總質(zhì)量÷該根箱的團(tuán)花/鵝掌藤的株數(shù)。

凋落葉及鮮葉重金屬含量： 污泥中各種重金屬含量均低于污泥園林用限值；由于本實(shí)驗(yàn)供試土壤和污泥中總Pb、Cr、Ni和As含量較低，而總Cu、Zn、Cd和Hg含量相對(duì)較高，本實(shí)驗(yàn)主要分析鮮葉和凋落葉Cu、Zn、Cd和Hg含量。植物葉片烘干后，粉碎，過(guò)60目網(wǎng)篩備用。稱取粉碎葉片樣品0.5 g于微波消解罐中，加入5 mL硝酸，按120 ℃→160 ℃→180 ℃的次序進(jìn)行微波消解。待消解液冷卻后，蒸餾水定容至25 mL。消解液Cu、Zn、Cd含量采用原子吸收火焰分光光度計(jì)測(cè)定，Hg含量采用原子熒光分光光度法測(cè)定。計(jì)算葉片重金屬含量比值，以獲知凋落葉重金屬由鮮葉轉(zhuǎn)移情況，葉片重金屬含量比值=凋落葉重金屬含量÷鮮葉重金屬含量。計(jì)算凋落葉重金屬歸還量，獲知凋落葉二次重金屬污染情況，凋落葉重金屬歸還量=凋落葉干重 × 凋落葉重金屬含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均使用Microsoft Excel 2016進(jìn)行整理，使用R軟件（version 4.20）“stats”程序包中的“shaprio.test”函數(shù)、“kruskal.test”函數(shù)進(jìn)行正態(tài)性、方差齊性檢驗(yàn)；對(duì)非正態(tài)、方差不齊數(shù)據(jù)先進(jìn)行對(duì)數(shù)或平方根變換以滿足分析前提條件，再使用R軟件“agricolae”程序包進(jìn)行單因素方差分析（one-way ANOVA），并采用Duncan法進(jìn)行多重比較（α=0.05）；使用R軟件“stats”程序包中的“t.test”函數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)；使用R軟件“corrplot”程序包進(jìn)行Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，并繪制相關(guān)性熱圖；使用R軟件“ggplot2”程序包進(jìn)行直方圖繪制。圖表數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差（n=5）。

2? 結(jié)果與分析

2.1 鮮葉重金屬含量變化

不同月份新鮮團(tuán)花葉片的Cu含量均顯著高于鵝掌藤（P<0.05），而Cd和Zn含量顯著低于鵝掌藤（P<0.05）（圖1）。施用污泥1個(gè)月后（9月）團(tuán)花的葉片Hg含量顯著低于鵝掌藤（P<0.05）。與各自單種相比，混種處理顯著提高了鵝掌藤9月和10月的Zn含量；施用污泥2個(gè)月和3個(gè)月（10月和11月）顯著提高了鵝掌藤Cd含量（分別提高了139.90%和44.72%）?；旆N處理的鵝掌藤葉片Cu含量隨時(shí)間延長(zhǎng)顯著增加，但單種鵝掌藤葉片Cu含量變化不明顯；單種和混種鵝掌藤的葉片Zn含量在11月最低，而Hg含量在11月最高，Cd含量則變化不明顯；單種和混種團(tuán)花葉片的Zn、Cd和Hg含量在11月最高。

2.2 凋落葉重金屬含量變化

2種植物不同處理下凋落葉重金屬含量如圖2所示，10月和11月團(tuán)花凋落葉的Cu含量均顯著高于鵝掌藤，而Zn和Cd含量均顯著低于鵝掌藤，兩者Hg含量差異不顯著；與各自單種相比，混種處理對(duì)2種植物凋落葉的Cu和Hg含量影響不明顯，但在11月，顯著提高了鵝掌藤的Zn含量（提高了30.10%，P<0.05），在10月和11月，顯著提高了鵝掌藤的Cd含量（分別提高了33.10%和94.48%，P<0.05）。單種和混種處理的鵝掌藤凋落葉Cu含量隨污泥施用時(shí)間延長(zhǎng)顯著下降（P<0.05），而Zn、Cd和Hg含量均未隨污泥施用時(shí)間延長(zhǎng)發(fā)生明顯變化；混種處理的團(tuán)花凋落葉Hg含量隨污泥施用時(shí)間延長(zhǎng)顯著增加（P<0.05），而Cu、Zn和Cd含量變化不明顯。

2.3 凋落葉與鮮葉重金屬含量的相關(guān)性分析

鵝掌藤鮮葉與凋落葉重金屬含量間的相關(guān)性如圖3所示，不同月份鮮葉Cu含量與4種重金屬含量相關(guān)性均不顯著。9月鮮葉Zn含量與9月凋落葉Zn含量顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.669；P=0.035；t=-2.544），9月鮮葉Zn、Hg含量與10月凋落葉Hg含量及9月鮮葉Cd含量與11月凋落葉Hg含量均顯著正相關(guān)（r=0.722，0.647，0.740；P=0.018，0.043，0.014；t=2.951，2.398，3.113），9月鮮葉Zn含量與11月凋落葉Cd含量及9月鮮葉Cd含量與10月和11月凋落葉Hg含量均極顯著正相關(guān)（r=0.806，0.849，0.740；P=0.005，0.002，0.014；t=3.853，4.551，3.113）；10月鮮葉Zn、Hg含量與10月凋落葉Hg含量均顯著正相關(guān)（r=0.680，0.687；P=0.031，0.028；t=-0.997，1.492）；11月鮮葉Cd含量與11月凋落葉Cd、Hg含量均顯著正相關(guān)（r=0.644，0.730；P=0.045，0.016；t=2.379，3.025）。鵝掌藤同月份凋落葉不同重金屬含量間的相關(guān)性結(jié)果顯示， 9月凋落葉Zn含量與Cd、 Hg含量均顯著正相關(guān)（r=0.764，0.660；P=0.010，0.038；t=3.353，2.483），Cu含量與Zn、Cd、Hg含量以及Hg含量與Cd含量均極顯著正相關(guān)（r=0.946，0.909，0.863，0.932；P=0.000，0.000，0.001，0.024；t=8.264，6.161，4.838，7.252）；10月和11月Cu含量與Hg含量均顯著正相關(guān)（r=0.682，0.647；P=0.030，0.044；t=2.639，2.387）（圖3）。

團(tuán)花鮮葉與凋落葉重金屬間的相關(guān)性如圖4所示，9月鮮葉Cd含量與9月凋落葉Hg含量、9月鮮葉Hg含量與9月凋落葉Cu含量均極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.819，-0.851；P=0.004，0.002；t=-4.040，-4.591），9月鮮葉Hg含量與9月凋落葉Zn含量顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.656；P=0.030；t=-2.456），9月鮮葉Hg含量與10月凋落葉Hg含量極顯著正相關(guān)（r=0.869；P=0.001；t=4.957）；10月鮮葉Cu含量與11月凋落葉Cu含量顯著正相關(guān)（r=0.734；P=0.016；t=3.053）；11月鮮葉Cd含量與11月凋落葉Cd含量顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.658；P=0.039；t=-2.473）。不同重金屬間的相關(guān)性結(jié)果顯示，9月凋落葉Zn含量與Cd含量極顯著正相關(guān)（r=0.771；P=0.009；t=3.425）；11月Cu含量與Zn含量極顯著正相關(guān)（r=0.874；P=0.001；t=5.098）（圖4）。

2.4 凋落葉產(chǎn)量變化

鵝掌藤凋落葉產(chǎn)量隨污泥施用時(shí)間延長(zhǎng)呈遞減趨勢(shì)（表2），單種鵝掌藤的凋落葉產(chǎn)量在11月最低，顯著低于10月（下降了82.1%，P<0.05）；而單種和混種團(tuán)花凋落葉產(chǎn)量均在10月最高（較9月分別增加了223.7%和169.7%），在11月最低（較9月分別降低了72.1%和72.6%）。

2.5 凋落葉重金屬回歸量變化

不同月份團(tuán)花凋落葉Cu、Zn、Cd及Hg回歸量均顯著高于鵝掌藤（表3）。與各自單種相比，混種處理在11月顯著提高了鵝掌藤的Cd回歸量（提高了71.23%，P<0.05），在10月顯著降低了團(tuán)花的Hg回歸量（降低了27.27%，P<0.05）。單種鵝掌藤凋落葉4種重金屬回歸量及單種團(tuán)花凋落葉Hg回歸量均在9月最高，單種或混種團(tuán)花凋落葉Cu、Zn、Cd及Hg回歸量均在10月最高。

3? 討論與結(jié)論

不同植物在污泥施用土壤中表現(xiàn)出不同的重金屬吸收能力。在之前的研究中，Wu等（2021）關(guān)注到與團(tuán)花相比，鵝掌柴根系的Zn和Cd吸收能力更強(qiáng)而Cu吸收能力較弱。較多研究發(fā)現(xiàn)，根系重金屬吸收差異影響地上部重金屬累積（Chu et al.， 2018; Mohsin et al.， 2022; Yang et al.， 2022）。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)團(tuán)花鮮葉和凋落葉Zn和Cd含量均顯著低于鵝掌藤，而Cu含量均顯著高于鵝掌藤，這表明根系重金屬吸收能力差異不僅影響植物鮮葉重金屬含量，也影響凋落葉重金屬含量。

本研究還發(fā)現(xiàn)鵝掌藤鮮葉和凋落葉Zn、Cd和Hg含量以及團(tuán)花鮮葉和凋落葉Cu、Zn和Cd含量并未隨污泥施用時(shí)間變化表現(xiàn)出明顯的動(dòng)態(tài)變化，只有鵝掌藤凋落葉Cu含量顯著下降而團(tuán)花凋落葉Hg含量顯著增加。這種差異可能與不同元素的毒害性及植物排毒避害機(jī)制有關(guān)（Cui et al.， 2013）。與Cd和Hg對(duì)植物的直接毒害作用不同，Zn和Cu均為植物生長(zhǎng)必需的微量元素，只有在高濃度時(shí)對(duì)植物產(chǎn)生毒害（Sturikova et al.， 2018; Kumar et al.， 2021）。植物將Cd和Hg有害元素轉(zhuǎn)移到凋落葉中以減輕其毒害（Li et al.， 2016），但對(duì)于Zn和Cu等養(yǎng)分元素，植物在葉片老化凋落前將其重吸收再利用（Killingbeck， 1986; Aerts， 1996; Yan et al.， 2016）。本研究中鵝掌藤鮮葉Zn濃度較高，可能和Cd、Hg一樣對(duì)鮮葉產(chǎn)生不利影響，故將其轉(zhuǎn)移至凋落葉以減輕其對(duì)鮮葉的毒害；而鮮葉Cu含量尚未達(dá)到毒害濃度，需重吸收利用。彭清清等（2023）研究表明，不同類型森林葉片對(duì)Cr、Cd和Pb的重吸收作用不同，并且Cr、Cd和Pb在葉片的變化動(dòng)態(tài)存在一定相關(guān)性，進(jìn)而導(dǎo)致不同類型森林的鮮葉和凋落葉重金屬含量出現(xiàn)差異。本研究進(jìn)一步分析鮮葉重金屬與凋落葉重金屬的相關(guān)性以探討凋落葉重金屬含量變化的具體原因。有趣的是，鵝掌藤不同月份新鮮葉Cu含量均沒(méi)有影響凋落葉重金屬含量，而不同月份新鮮葉Cd含量對(duì)凋落葉Cd和Hg的正向影響較突出，表明葉片Cu含量的變化尚未激發(fā)鵝掌藤將重金屬轉(zhuǎn)移至凋落葉，而Cd含量激發(fā)了排毒避害機(jī)制并誘發(fā)鵝掌藤將Cd和Hg轉(zhuǎn)移至凋落葉以減輕毒害。與鵝掌藤不同，團(tuán)花鮮葉重金屬與凋落葉重金屬的相關(guān)性較弱。主要原因可能是，相比鵝掌藤，團(tuán)花生物量大且重金屬稀釋效應(yīng)強(qiáng) （儲(chǔ)雙雙等，2017），其葉片重金屬濃度尚無(wú)法激發(fā)排毒避害機(jī)制。

蔣雨芮等（2020）發(fā)現(xiàn)落葉高峰期產(chǎn)生的重金屬回歸風(fēng)險(xiǎn)高，并且大部分植物落葉產(chǎn)生的重金屬回歸風(fēng)險(xiǎn)主要受季節(jié)變化影響。值得注意的是，在本研究中鵝掌藤和團(tuán)花產(chǎn)生的凋落葉重金

屬回歸風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間不同。鵝掌藤在施用污泥后1個(gè)月內(nèi)（9月）凋落葉產(chǎn)生量較大，出現(xiàn)較高凋落葉重金屬回歸風(fēng)險(xiǎn)，而團(tuán)花在施用污泥后第2個(gè)月內(nèi)（10月）產(chǎn)生了較多凋落葉和出現(xiàn)較高凋落葉重金屬回歸風(fēng)險(xiǎn)。考慮到（1）常綠灌木鵝掌藤?zèng)]有季節(jié)性落葉；（2）污泥堆肥養(yǎng)分含量和鹽分較高且短期內(nèi)易產(chǎn)生氨揮發(fā)（許俊香等，2015）；（3）鵝掌藤株型較矮，我們猜測(cè)施用污泥短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的鹽分脅迫和氨毒害是導(dǎo)致鵝掌藤大量落葉和產(chǎn)生重金屬回歸風(fēng)險(xiǎn)的重要原因。與此不同，因?yàn)閳F(tuán)花株型高且生物量大，不易遭受污泥產(chǎn)生的鹽分脅迫和氨毒害，但其存在季節(jié)性落葉（華南地區(qū)主要在10月落葉），所以其產(chǎn)生重金屬回歸風(fēng)險(xiǎn)主要在落葉季節(jié)。這表明， 要降低利用園林植物清除污泥施用產(chǎn)生的凋落葉二次重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，不僅要關(guān)注凋落葉的季節(jié)變化，還要注意污泥直接毒害產(chǎn)生大量落葉。

植物間混種不僅能充分利用空間結(jié)構(gòu)、土壤肥力和光照條件，還可以實(shí)現(xiàn)多種植物協(xié)同提取土壤多種重金屬，是典型的植物修復(fù)措施（曾鵬等，2018； Zeng et al.， 2019）。與Yang等（2017）發(fā)現(xiàn)混種可以促進(jìn)植物重金屬吸收不同，本研究發(fā)現(xiàn)混種在短期內(nèi)提高了鵝掌藤鮮葉和凋落葉Zn和Cd含量，但對(duì)團(tuán)花葉片重金屬含量影響不明顯，意味著鵝掌藤與團(tuán)花混種有利于提高鵝掌藤重金屬提取能力，并且能促進(jìn)鮮葉重金屬向凋落葉轉(zhuǎn)移。結(jié)合根系重金屬吸收與凋落葉重金屬含量變化以及鮮葉重金屬與凋落葉重金屬的相關(guān)性分析，我們猜測(cè)混種影響了鵝掌藤鮮葉和凋落葉的Zn和Cd含量變化與鵝掌藤根系Zn和Cd吸收能力有關(guān)。然而，混種團(tuán)花促進(jìn)鵝掌藤根系Zn和Cd吸收的機(jī)制仍有待深入挖掘。后續(xù)研究需要關(guān)注兩種植物混種后根際生理生態(tài)變化，如是否會(huì)改變根際有機(jī)酸含量和促生菌表達(dá)豐度。

綜上所述，本文發(fā)現(xiàn)污泥施用條件下鵝掌藤鮮葉和凋落葉的Zn和Cd含量均顯著高于團(tuán)花，而Cu含量均顯著低于團(tuán)花。隨污泥施用時(shí)間變化，鵝掌藤凋落葉Cu含量顯著下降而團(tuán)花凋落葉Hg含量顯著增加。鵝掌藤不同月份凋落葉Cd和Hg受鮮葉Cd含量影響較大。鵝掌藤和團(tuán)花凋落葉重金屬回歸風(fēng)險(xiǎn)分別在施用污泥第1個(gè)月內(nèi)和第2個(gè)月內(nèi)較高。團(tuán)花與鵝掌藤混種可提高鵝掌藤鮮葉和凋落葉的Zn和Cd含量?？紤]到污泥園林利用限量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 23486-2009），本研究重點(diǎn)選用了重金屬含量相對(duì)較低的污泥開(kāi)展研究，相關(guān)結(jié)果對(duì)當(dāng)前污泥在園林上安全利用和凋落葉的合理處置有借鑒意義。后續(xù)研究可以進(jìn)一步探討重金屬含量較高的污泥產(chǎn)生的影響，進(jìn)而更全面了解污泥施用下鮮葉和凋落葉的重金屬變化。

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（責(zé)任編輯? 周翠鳴）