摘要：研究中采用小白菜盆栽实验，分析土壤改良剂与叶面喷硒（Se）对Cd污染土壤中小白菜吸收Cd的影响。研究结果表明：与未添加土壤改良剂的对照处理相比，猪粪和石灰配施可以提高土壤pH值和有机质含量，其中10.0 g/kg猪粪和3.0 g/kg石灰配施提高土壤pH值最明显，10.0 g/kg猪粪和1.0 g/kg石灰配施增加土壤有机质含量效果最好，有机质含量增加6.28%；与未施加土壤改良剂处理相比，施加猪粪和石灰可以降低土壤有效Cd含量，其中10.0 g/kg猪粪和3.0 g/kg石灰配施对土壤有效Cd的降低效果最显著，使土壤有效Cd含量降低了35.95%；叶面喷施不同浓度Se肥都可以促进小白菜抗氧化酶活性，其中当Se肥质量浓度为5.0 mg/L时，抗氧化酶活性增加最明显。

　　关键词：土壤改良剂；叶面喷硒；土壤镉污染；小白菜；镉吸收

　　由于社会经济的快速发展和工业废弃物的不合理排放，导致土壤重金属污染日趋严重。根据2014年《全国土壤污染状况调查公报》可知，我国土壤镉（Cd）点位超标率为7.0%，居无机污染物首位。近年来，土壤Cd污染主要通过物理、化学和生物法降低其生物有效性，进而减少对人体健康的危害。其中由于化学法经济成本低，操作简便且应用范围广被普遍用于土壤污染修复。化学修复法将土壤改良剂施入土壤中，不仅可以引起土壤理化性质和重金属形态发生改变，还会通过吸附和络合作用等降低重金属的迁移性和生物有效性。目前常用的改良剂主要包括有机肥、生物炭等有机改良剂及海泡石、石灰等无机改良剂。与土壤施肥比较，叶面喷肥可以直接作用于作物，更容易被作物吸收。硒（Se）作为植物生长的营养元素，可以影响植物光合作用和呼吸作用。叶面喷Se可以抑制作物体内对Cd的转运，有研究表明低浓度Se肥可以显著降低作物体内重金属含量。

　　小白菜对Cd的吸收能力较强，在酸性土壤中Cd的有效性明显增加。同时在Cd污染土壤中，种植小白菜会引起植物叶片褪绿和生物量下降，甚至导致植物死亡。目前，诸多研究集中在土壤改良剂或单独施加叶面肥对抑制小白菜Cd吸收的影响，对于土壤改良剂与叶面喷肥联合施用的影响研究较少。因此，本研究以猪粪和石灰作为修复剂，并喷施叶面Se肥料，分析对土壤理化性质、土壤有效Cd含量和小白菜Cd含量的影响，进而探讨改良剂与叶面喷Se对小白菜抗氧化酶的影响，以期为Cd污染土壤修复提供理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1试验材料

　　试验所用土壤采自太原市尖草坪区，土壤有机质含量为13.84 g/kg，pH值为6.4。土壤改良剂猪粪和石灰的pH分别为7.2和12.9；猪粪的碳、氮含量分别为19.84%和1.39%。供试小白菜品种为金旱生。

　　1.2试验设计

　　试验中未添加任何土壤修复剂的处理为对照组，记作CK；猪粪使用量为5.0 g/kg和10.0 g/kg，记作A1和A2；石灰用量为1.0 g/kg和3.0 g/kg，分别记作B1和B2，试验共5种处理方法，每种处理方法设置3个水平。在圆形塑料盆中分别装入100 g土壤，加入不同方法处理后的猪粪和石灰后，添加Cd（NO3）2·4H2O溶液，使土壤Cd含量达到5.0 mg/kg。将塑料盆随机摆放在温室中，通过保鲜膜封口，期间每天定量加水保持田间持水量为70%。待培养3周后将土壤样品取出进行自然风干，研磨过筛后备用。

　　盆栽试验的土壤Cd含量为5.0 mg/kg，植物叶面Se肥质量浓度设置0、2.0、5.0 mg/L 3个水平，分别记作S1、S2和S3。试验中以未添加改良剂且未喷施Se肥处理为对照组，记作CK，试验共4种处理方法，每种处理方法重复3次。在塑料盆中装入Cd污染土壤2 kg，在每个处理样中施入相同的化肥。在喷施Se肥处理中分别加入猪粪（5.0 g/kg）和石灰（3.0 g/kg）两种土壤改良剂。在土壤中每天加水保持土壤含水量，待3周后播种小白菜。小白菜播种20 d后喷施叶面Se肥，喷施时直到小白菜茎叶不滴Se肥为准，期间共喷施3次，每7 d一次。为消除水分带来的影响，在未喷施Se肥的S1处理喷施同体积的水。在小白菜播种50 d后收获，采集样品测定植物Cd含量和抗氧化酶活性。

　　1.3试验方法

　　土壤pH采用水土比为2.5:1，电位法测定；土壤有机质含量通过重铬酸钾容量法测定；土壤有效Cd含量通过ICP-MS电感耦合等离子体光谱仪测定。小白菜植物采集后，一部分通过去离子水清洗后在105℃杀青30 min，之后在烘箱65℃条件下烘干至恒重。将烘干后的植物粉碎，通过HNO3-HClO4消化法进行消解，采用ICP-MS电感耦合等离子体光谱仪测定小白菜Cd含量。另一部分小白菜植株清洗干净置于预冷的研钵中，加入磷酸缓冲液后进行研磨。将研磨液倒入离心管，于4℃条件下以8 000 r/min的转速离心20 min，静置后取上清液测定酶活性。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别通过氮蓝四唑法、愈创木酚法和过氧化氢法测定。

　　1.4数据处理与分析

　　试验数据采用Excel2010和SPSS18.0软件进行统计分析，通过LSD法进行显著性差异分析。

　　2结果与分析

　　2.1土壤改良剂配施对土壤pH和有机质含量的影响

　　图1为猪粪和石灰配施对土壤pH值的影响。可以看出，与未添加土壤改良剂的对照处理相比，不同土壤改良剂配施均可以显著提高土壤pH值（p<0.05）。其中，A2B2处理的土壤pH值增加幅度最大，达到27.46%。在不同猪粪添加量情况下，添加相同石灰处理的土壤pH值均无显著性差异。比如A1B1和A2B1处理的土壤pH值分别为6.82和6.95，两者均显著高于对照处理，但两组之间无显著性差异。

　　与对照处理相比，施加猪粪和石灰后土壤的有机质含量明显增加（p<0.05）（图2）。A1B1和A2B1处理的土壤有机质含量分别为14.69 g/kg和14.72 g/kg，增加幅度最大。这可能是因为猪粪中含有大量的有机碳，在土壤中不易分解，进而在土壤中积累导致有机质含量显著增加。

　　2.2土壤改良剂配施对土壤有效Cd含量的影响

　　图3为猪粪和石灰配施对土壤有效Cd含量的影响。从图3可以看出，施加土壤改良剂可以显著降低土壤有效Cd含量（p<0.05）。其中A2B2处理的土壤有效Cd含量降低幅度最大，达到35.95%；其次是A2B1，降低幅度为24.77%。这可能是因为配施土壤改良剂后，土壤pH升高使得土壤胶体表面的负电荷量逐渐增多，进而增强对Cd2+的吸附。同时，土壤有机质含量增加有利于对Cd2+的吸附，并与Cd2+形成络合物，从而降低土壤有效Cd含量。

　　2.3土壤改良剂与叶面喷Se对小白菜Cd含量的影响

　　图4所示，当Cd污染水平为5.0 mg/kg时，与对照处理相比，土壤改良剂与叶面喷Se联合施用均可以显著降低小白菜Cd含量（p<0.05）。同时随着喷Se量的增加，小白菜Cd含量呈现下降趋势。当喷Se量为5.0 mg/L时，小白菜Cd含量为0.58 mg/kg，降幅为87.02%。

　　2.4土壤改良剂与叶面喷Se对小白菜抗氧化酶活性的影响

　　表1为土壤改良剂与叶面喷Se对小白菜抗氧化酶活性的影响。从表1可以看出，与对照处理相比，当加入5.0 g/kg猪粪和3.0 g/kg石灰时，叶面喷Se可以促进小白菜抗氧化酶活性的升高。同时随着Se肥浓度的增加，抗氧化酶活性呈现上升趋势。当Se肥质量浓度为5.0 mg/L时，SOD、POD和CAT活性分别增加1.29、4.46、2.95倍。这可能是因为在Cd污染土壤中，小白菜为抵抗Cd胁迫诱导的毒害作用而增加了自身的抗氧化酶活性，抗氧化酶升高可以减轻对植物细胞和组织器官的破坏。

　　3结论

　　1）与未添加土壤改良剂的对照处理相比，不同土壤改良剂配施都可以提高土壤pH值和有机质含量，其中10.0 g/kg猪粪和3.0 g/kg石灰配施提高土壤pH值最明显，10.0 g/kg猪粪和1.0 g/kg石灰配施增加土壤有机质含量效果最好，有机质质量分数增加6.28%。

　　2）与未施加土壤改良剂处理相比，施加猪粪和石灰可以降低土壤有效Cd含量，其中10.0 g/kg猪粪和3.0 g/kg石灰配施对土壤有效Cd的降低效果最显著，使土壤有效Cd含量降低了35.95%。

　　3）与叶面未喷Se处理相比，叶面喷施不同浓度Se肥都可以促进小白菜抗氧化酶活性，其中当Se肥质量浓度为5.0 mg/L时，抗氧化酶活性增加最明显。小白菜叶面喷施不同浓度Se肥可以增加小白菜抗氧化能力，同时可以减轻由Cd胁迫诱导的细胞和组织器官损伤。

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