華南植物園對超富集植物修復鎘污染土壤研究獲新進展
植物修復技術(Phytoremediation)是近二十年來發展起來的一種主要用于清除土壤重金屬污染的綠色生態技術。重金屬超富集植物(hyperaccumulator)及植物修復技術是當前學術界研究的熱點領域。與物理和化學修復技術相比，植物修復技術具有成本效益高、可原位施用、侵入性小、破壞性小等顯著優點。
中科院華南植物園生態及環境科學研究中心博士生黃榮在導師李志安研究員的指導下，選用5種Cd超富集植物（籽粒莧、青葙、龍葵、商陸和伴礦景天）對不同pH值（分別為5.93和7.43）的土壤進行了植物修復試驗。除伴礦景天外，大多數超富集植物在酸性土壤中生長較好，生物量比在堿性土壤高19.59-39.63%。利用植物修復技術清除金屬污染土壤的潛力取決于超富集植物的金屬吸收能力、土壤性質和植物-土壤關系的相互適應度。在酸性土壤中，籽粒莧和青葙的Cd提取總量最高（分別為1.03 mg/盆和0.92 mg/盆）。在堿性土壤中，伴礦景天表現最好，主要是由于植物地上部鎘的高積累量（541.36 mg kg-1）。大多數植物在酸性土壤中的葉片Cd生物富集因子（BCF）均大于10，而在堿性土壤中則小于4。土壤鎘的有效性是造成重金屬提取能力差異的主要原因，在堿性和酸性土壤中，鎘的有效性分別為5.02%和48.50%。在堿性土壤中，植物主要通過分泌更多的小分子量有機酸而不是通過改變土壤pH值來增加根際土壤有效Cd含量。在酸性土壤中，植物使土壤有效Cd略有下降。高鈣、高鋅、高鐵的樹種從土壤中提取的Cd較多，Cd與葉片中Ca、Zn、Fe的含量呈正相關。土壤有效鈣、Mg2+、SO42-、Cl-在植物吸收Cd中不起關鍵作用。綜上所述，植物提取修復技術對酸性土壤具有可行性，而伴礦景天更適合于修復堿性的鎘污染土壤。
相關研究成已在環境領域知名SCI期刊Science of The Total Environment（《全環境雜志》）。該研究得到國家重點研發項目、國家自然科學基金面上項目和廣東省自然科學基金等項目的資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720310925?dgcid=coauthor#f0040
圖1 不同超富集植物對不同土壤的適應機制
圖2 不同植物葉片中元素的皮爾遜相關分析。
