李華娟等

摘要：于2008～2009年采取吉林省九臺(tái)營(yíng)城煤礦廢棄地的復(fù)墾土和矸石土作為種植土壤，分別于試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)種植黃花草木樨（Melilotus officinalis Lam.）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.），研究植物不同營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)煤礦廢棄地土壤重金屬的富集轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果表明，兩種植物對(duì)不同土壤重金屬的富集能力不同。復(fù)墾土種植條件下，黃花草木樨的葉和莖、紫花苜蓿的根和葉對(duì)Zn、Cd、Ni和Cu富集能力較強(qiáng)；矸石土種植條件下，黃花草木樨的葉對(duì)Ni、Cd及Cu的富集能力較強(qiáng)，根對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng)，紫花苜蓿的葉對(duì)4種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，且莖對(duì)Cu和Ni、根對(duì)Zn也存在一定的富集能力。

關(guān)鍵詞：煤礦廢棄地；重金屬；植物修復(fù)效應(yīng)；營(yíng)養(yǎng)器官

中圖分類號(hào)：S156.99；X173 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）16-3784-04

Abstract： Taking the reclamation soil and rock soil as planting conditions， Melilotus suaveolens Lam. and Trifolium repens L. were selected to study the accumulation and transformation of soil heavy metals in 2008～2009. The results showed that two plants for phytoremediation of heavy metal had different capacity in different soils. The stems， leaves of Melilotus suaveolens and the leaves and roots of Trifolium repens had a strong enrichment ability towards Zn， Cd， Ni and Cu. The leaves of Melilotus suaveolens had a strong enrichment ability to Ni，Cd and Cu， the root of which had a strong enrichment ability against Zn. The leaves of Melilotus suaveolens enriched four metals while the stems of Trifolium repens enriched Cu， Ni and Zn.

Key words： abandoned coal mine； heavy metals； plants repair effects； vegetative organ

近年來，煤炭資源的開發(fā)與利用緩解了能源短缺的局面，促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也引起了一系列生態(tài)環(huán)境問題[1-4]，嚴(yán)重危害到區(qū)域內(nèi)的人畜安全，阻礙區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)礦區(qū)廢棄物及影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境的治理與恢復(fù)已成為一項(xiàng)刻不容緩的任務(wù)。自從Channy[5]提出利用重金屬超富集植物清除重金屬污染的思想以來，重金屬污染土壤的植物修復(fù)研究已成為環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域[6-8]。植物修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是一種較為理想的治理廢棄地的途徑，重金屬超富集植物的篩選更是倍受國(guó)內(nèi)外科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。植物對(duì)土壤中重金屬富集轉(zhuǎn)化程度的研究一直是土壤重金屬修復(fù)的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)研究大多局限于植物根系對(duì)重金屬的富集，對(duì)植物莖、葉是否能富集重金屬及其富集效果研究較少。

因此，本試驗(yàn)研究了2種豆科植物的根、莖、葉3個(gè)營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)供試土壤重金屬的富集轉(zhuǎn)化規(guī)律及其特異性，以期為正確利用植物修復(fù)重金屬污染土壤提供科學(xué)依據(jù)，為吉林省煤礦廢棄地的土地整治與功能恢復(fù)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

吉林省九臺(tái)營(yíng)城煤礦位于松遼盆地內(nèi)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)125°45′，北緯44°09′。該區(qū)屬于中溫帶大陸季風(fēng)性氣候，四季分明，年平均氣溫4.7 ℃，年最低溫度-33.6 ℃，最高溫度35.6 ℃，最大積雪深度24 cm。雨季集中在7～9月，年平均降雨量589 mm，蒸發(fā)量為降雨量的2.4倍，屬于濕度不足區(qū)。

1.2 供試材料與方法

供試植物：黃花草木樨（Melilotus officinalis Lam.）斯列金1號(hào)，從俄羅斯西伯利亞地區(qū)引進(jìn)草種；紫花苜蓿（Medicago sativa L.），由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

供試土壤：復(fù)墾土和矸石土。

本研究選取與示范區(qū)氣候相近的吉林大學(xué)試驗(yàn)地作為小區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)面積30 m2。野外采集煤礦區(qū)0～50 cm深的復(fù)墾土和矸石土，運(yùn)到吉林大學(xué)試驗(yàn)地進(jìn)行種植試驗(yàn)，播種方式為行播，播種量為10 g/m2。同時(shí)以生長(zhǎng)期為起點(diǎn)，每4個(gè)月觀測(cè)1次，觀測(cè)周期為2年（2008～2009年），觀測(cè)內(nèi)容主要為重金屬元素含量變化和植物生長(zhǎng)狀況。在整個(gè)種植期間定期對(duì)小區(qū)試驗(yàn)、示范區(qū)進(jìn)行澆水、除草、病蟲害防治等田間管理，使種植作物健康生長(zhǎng)。

1.3 樣品分析

采用梅花點(diǎn)法分別對(duì)種植1年和2年的兩種豆科植物的無病蟲害的根、莖、葉進(jìn)行采樣，植物樣品采集后用水洗干凈，風(fēng)干、殺青后置于80 ℃烘干，粉碎，過2 mm篩，再烘干，放入干燥箱備用。植物重金屬元素（Zn、Ni、Cd、Cu）含量測(cè)定方法為經(jīng)過消煮后用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定[9]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

測(cè)定不同土壤上兩種豆科植物的根、莖、葉中4種重金屬含量，轉(zhuǎn)換為富集系數(shù)并運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，確定根、莖、葉富集重金屬的差異。其中，富集系數(shù)=植物體內(nèi)重金屬濃度/土壤內(nèi)同種重金屬濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的修復(fù)效果

2.1.1 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的富集量比較 利用復(fù)墾土種植黃花草木樨和紫花苜蓿，于每年種植季結(jié)束后收集植物根、莖、葉，預(yù)處理后進(jìn)行重金屬檢測(cè)，結(jié)果見表1。由表1可知，在復(fù)墾土中種植黃花草木樨和紫花苜蓿對(duì)重金屬均有一定的吸附效果。

2.1.2 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的富集能力比較 對(duì)兩種豆科植物的營(yíng)養(yǎng)器官的富集規(guī)律進(jìn)行研究，利用公式計(jì)算黃花草木樨、紫花苜蓿對(duì)4種重金屬元素的富集系數(shù)，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示兩種豆科植物根、莖、葉對(duì)4種重金屬元素的富集能力差異均達(dá)顯著或極顯著水平（表2）。

植物不同營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集能力不同，為比較方便，依據(jù)植物營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集系數(shù)對(duì)其富集能力賦予數(shù)值，1為富集能力最大，2次之，3為最小，將賦予的數(shù)值整理為表3，以比較兩種植物不同營(yíng)養(yǎng)器官富集重金屬的能力。由表3可知，黃花草木樨根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)Zn、Cd、Ni元素的富集能力為葉>根>莖，Cu元素為葉>莖>根；種植2年時(shí)對(duì)Zn和Cu元素的富集能力為莖>葉>根，Cd和Ni元素均為莖>根>葉。紫花苜蓿根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)重金屬元素的富集能力規(guī)律與黃花草木樨相同；種植2年時(shí)對(duì)Zn、Ni、Cu元素的富集能力為根>葉>莖，而Cd元素僅在根部有所富集。

2.1.3 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬富集的器官特異性 由復(fù)墾土重金屬元素的富集轉(zhuǎn)化特征可知，植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)不同重金屬的富集能力不同，即植物營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬富集的特異性不同。依據(jù)各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集系數(shù)將富集能力最強(qiáng)的植物營(yíng)養(yǎng)器官總結(jié)列于表4中，以分析黃花草木樨、紫花苜蓿各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集特異性。由表4可知，黃花草木樨的葉和莖、紫花苜蓿的根和葉對(duì)Zn、Cd、Ni和Cu的富集能力較強(qiáng)。

2.2 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的修復(fù)效果

2.2.1 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的富集量比較 矸石土種植條件下，黃花草木樨和紫花苜蓿各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)4種重金屬元素的富集量結(jié)果見表5。由表5可知，兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)各重金屬的富集量存在明顯差異，且對(duì)Cd的富集較差。

2.2.2 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的富集能力比較 按“2.1.2”的方法對(duì)矸石土上種植的黃花草木樨、紫花苜蓿富集重金屬的能力進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，除種植1年的黃花草木樨各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)Cd的富集能力差異不顯著外，其他各條件下兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集能力差異均達(dá)顯著或極顯著水平（表6）。

按“2.1.2”所述方法得到矸石土種植條件下兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官富集重金屬的能力，結(jié)果如表7所示。由表7可知，黃花草木樨根、莖、葉對(duì)Zn的富集順序在種植期間均為根>莖>葉；對(duì)Cd、Ni、Cu元素的富集順序在種植1年時(shí)為葉>根>莖，在種植2年時(shí)為葉>莖>根。紫花苜蓿根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)Zn元素的富集能力為葉>根>莖，在種植2年時(shí)為根>莖>葉；對(duì)Cd元素基本沒有富集能力，僅在種植2年時(shí)的葉中有所富集；對(duì)Ni元素的富集能力表現(xiàn)為在種植1年時(shí)僅莖有所富集，種植2年時(shí)為葉>根>莖；對(duì)Cu元素的富集能力表現(xiàn)為在種植1年時(shí)僅根有所富集，種植2年時(shí)為葉>莖>根。

2.2.3 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬富集的器官特異性 對(duì)矸石土上生長(zhǎng)的兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官的重金屬富集的特異性進(jìn)行分析，結(jié)果見表8。由表8可知，黃花草木樨的葉對(duì)Cd、Ni及Cu的富集能力較強(qiáng)，根對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng)；紫花苜蓿的葉對(duì)4種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，且莖對(duì)Cu和Ni、根對(duì)Zn也存在一定的富集能力。

3 結(jié)論

在該試驗(yàn)條件下，黃花草木樨和紫花苜對(duì)不同土壤的重金屬修復(fù)能力不同，但均可以在一定程度上富集土壤中的重金屬，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。復(fù)墾土種植條件下，黃花草木樨的葉和莖、紫花苜蓿的根和葉對(duì)Zn、Cd、Ni和Cu的富集能力較強(qiáng)；矸石土種植條件下，黃花草木樨的葉對(duì)Cd、Ni及Cu的富集能力較強(qiáng)，根對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng)，紫花苜蓿的葉對(duì)4種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，且莖對(duì)Cu和Ni、根對(duì)Zn也存在一定的富集能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫泰森，白中科.大型露天煤礦廢棄地生態(tài)重建的理論與方法[J].水土保持學(xué)報(bào)，2001，15（5）：56-60.

[2] 王心義，楊 建，郭慧霞.礦區(qū)煤矸石堆放引起土壤重金屬污染研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2006，31（6）：808-812.

[3] 崔龍鵬.對(duì)淮南礦區(qū)采煤沉陷地生態(tài)環(huán)境修復(fù)的思考[J].中國(guó)礦業(yè)，2007，16（6）：46-48，52.

[4] BRADSHAW A D. The reconstruction of ecosystems[J]. Journal of Applied Ecology， 1983， 20（1）：1-17.

[5] CHANNY R L. Plant uptake of inorganic waste constituents[A]. PARR J F. Land Treatment of Hazardous Waste[C]. Park Ridge， New Jersey： Noyes Date Corporation， 1983.

[6] JAMALI M K， KZAI T G， ARAIN M B， et al. Heavy metals from soil and domestic sewage sludge and their transfer to Sorghum plants[J]. Environ Chem Lett， 2008， 5（4）：209-218.

[7] FIGUEROA J A L， WROBEL K， AFTON S. Effect of some heavy metals and soil humic substances on the phytochelatin production in wild plants from silver mine areas of Guanajuato， Mexico[J]. Chemosphere， 2008， 70（11）：2084-2091.

[8] GRYTSYUK N， ARAPIS G， PEREPElYATNIKOVA L，et al. Heavy metals effects on forage crops yields and estimation of elements accumulation in plants as affected by soil[J]. Science of the Total Environment， 2006， 354（2/3）：224-231.

[9] 林 琦.重金屬污染土壤植物修復(fù)的根際機(jī)理[D].杭州：浙江大學(xué)，2002.

（責(zé)任編輯 呂海霞）

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的修復(fù)效果

2.1.1 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的富集量比較 利用復(fù)墾土種植黃花草木樨和紫花苜蓿，于每年種植季結(jié)束后收集植物根、莖、葉，預(yù)處理后進(jìn)行重金屬檢測(cè)，結(jié)果見表1。由表1可知，在復(fù)墾土中種植黃花草木樨和紫花苜蓿對(duì)重金屬均有一定的吸附效果。

2.1.2 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的富集能力比較 對(duì)兩種豆科植物的營(yíng)養(yǎng)器官的富集規(guī)律進(jìn)行研究，利用公式計(jì)算黃花草木樨、紫花苜蓿對(duì)4種重金屬元素的富集系數(shù)，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示兩種豆科植物根、莖、葉對(duì)4種重金屬元素的富集能力差異均達(dá)顯著或極顯著水平（表2）。

植物不同營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集能力不同，為比較方便，依據(jù)植物營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集系數(shù)對(duì)其富集能力賦予數(shù)值，1為富集能力最大，2次之，3為最小，將賦予的數(shù)值整理為表3，以比較兩種植物不同營(yíng)養(yǎng)器官富集重金屬的能力。由表3可知，黃花草木樨根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)Zn、Cd、Ni元素的富集能力為葉>根>莖，Cu元素為葉>莖>根；種植2年時(shí)對(duì)Zn和Cu元素的富集能力為莖>葉>根，Cd和Ni元素均為莖>根>葉。紫花苜蓿根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)重金屬元素的富集能力規(guī)律與黃花草木樨相同；種植2年時(shí)對(duì)Zn、Ni、Cu元素的富集能力為根>葉>莖，而Cd元素僅在根部有所富集。

2.1.3 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬富集的器官特異性 由復(fù)墾土重金屬元素的富集轉(zhuǎn)化特征可知，植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)不同重金屬的富集能力不同，即植物營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬富集的特異性不同。依據(jù)各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集系數(shù)將富集能力最強(qiáng)的植物營(yíng)養(yǎng)器官總結(jié)列于表4中，以分析黃花草木樨、紫花苜蓿各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集特異性。由表4可知，黃花草木樨的葉和莖、紫花苜蓿的根和葉對(duì)Zn、Cd、Ni和Cu的富集能力較強(qiáng)。

2.2 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的修復(fù)效果

2.2.1 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的富集量比較 矸石土種植條件下，黃花草木樨和紫花苜蓿各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)4種重金屬元素的富集量結(jié)果見表5。由表5可知，兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)各重金屬的富集量存在明顯差異，且對(duì)Cd的富集較差。

2.2.2 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的富集能力比較 按“2.1.2”的方法對(duì)矸石土上種植的黃花草木樨、紫花苜蓿富集重金屬的能力進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，除種植1年的黃花草木樨各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)Cd的富集能力差異不顯著外，其他各條件下兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集能力差異均達(dá)顯著或極顯著水平（表6）。

按“2.1.2”所述方法得到矸石土種植條件下兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官富集重金屬的能力，結(jié)果如表7所示。由表7可知，黃花草木樨根、莖、葉對(duì)Zn的富集順序在種植期間均為根>莖>葉；對(duì)Cd、Ni、Cu元素的富集順序在種植1年時(shí)為葉>根>莖，在種植2年時(shí)為葉>莖>根。紫花苜蓿根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)Zn元素的富集能力為葉>根>莖，在種植2年時(shí)為根>莖>葉；對(duì)Cd元素基本沒有富集能力，僅在種植2年時(shí)的葉中有所富集；對(duì)Ni元素的富集能力表現(xiàn)為在種植1年時(shí)僅莖有所富集，種植2年時(shí)為葉>根>莖；對(duì)Cu元素的富集能力表現(xiàn)為在種植1年時(shí)僅根有所富集，種植2年時(shí)為葉>莖>根。

2.2.3 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬富集的器官特異性 對(duì)矸石土上生長(zhǎng)的兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官的重金屬富集的特異性進(jìn)行分析，結(jié)果見表8。由表8可知，黃花草木樨的葉對(duì)Cd、Ni及Cu的富集能力較強(qiáng)，根對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng)；紫花苜蓿的葉對(duì)4種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，且莖對(duì)Cu和Ni、根對(duì)Zn也存在一定的富集能力。

3 結(jié)論

在該試驗(yàn)條件下，黃花草木樨和紫花苜對(duì)不同土壤的重金屬修復(fù)能力不同，但均可以在一定程度上富集土壤中的重金屬，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。復(fù)墾土種植條件下，黃花草木樨的葉和莖、紫花苜蓿的根和葉對(duì)Zn、Cd、Ni和Cu的富集能力較強(qiáng)；矸石土種植條件下，黃花草木樨的葉對(duì)Cd、Ni及Cu的富集能力較強(qiáng)，根對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng)，紫花苜蓿的葉對(duì)4種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，且莖對(duì)Cu和Ni、根對(duì)Zn也存在一定的富集能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫泰森，白中科.大型露天煤礦廢棄地生態(tài)重建的理論與方法[J].水土保持學(xué)報(bào)，2001，15（5）：56-60.

[2] 王心義，楊 建，郭慧霞.礦區(qū)煤矸石堆放引起土壤重金屬污染研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2006，31（6）：808-812.

[3] 崔龍鵬.對(duì)淮南礦區(qū)采煤沉陷地生態(tài)環(huán)境修復(fù)的思考[J].中國(guó)礦業(yè)，2007，16（6）：46-48，52.

[4] BRADSHAW A D. The reconstruction of ecosystems[J]. Journal of Applied Ecology， 1983， 20（1）：1-17.

[5] CHANNY R L. Plant uptake of inorganic waste constituents[A]. PARR J F. Land Treatment of Hazardous Waste[C]. Park Ridge， New Jersey： Noyes Date Corporation， 1983.

[6] JAMALI M K， KZAI T G， ARAIN M B， et al. Heavy metals from soil and domestic sewage sludge and their transfer to Sorghum plants[J]. Environ Chem Lett， 2008， 5（4）：209-218.

[7] FIGUEROA J A L， WROBEL K， AFTON S. Effect of some heavy metals and soil humic substances on the phytochelatin production in wild plants from silver mine areas of Guanajuato， Mexico[J]. Chemosphere， 2008， 70（11）：2084-2091.

[8] GRYTSYUK N， ARAPIS G， PEREPElYATNIKOVA L，et al. Heavy metals effects on forage crops yields and estimation of elements accumulation in plants as affected by soil[J]. Science of the Total Environment， 2006， 354（2/3）：224-231.

[9] 林 琦.重金屬污染土壤植物修復(fù)的根際機(jī)理[D].杭州：浙江大學(xué)，2002.

（責(zé)任編輯 呂海霞）

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的修復(fù)效果

2.1.1 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的富集量比較 利用復(fù)墾土種植黃花草木樨和紫花苜蓿，于每年種植季結(jié)束后收集植物根、莖、葉，預(yù)處理后進(jìn)行重金屬檢測(cè)，結(jié)果見表1。由表1可知，在復(fù)墾土中種植黃花草木樨和紫花苜蓿對(duì)重金屬均有一定的吸附效果。

2.1.2 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬的富集能力比較 對(duì)兩種豆科植物的營(yíng)養(yǎng)器官的富集規(guī)律進(jìn)行研究，利用公式計(jì)算黃花草木樨、紫花苜蓿對(duì)4種重金屬元素的富集系數(shù)，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示兩種豆科植物根、莖、葉對(duì)4種重金屬元素的富集能力差異均達(dá)顯著或極顯著水平（表2）。

植物不同營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集能力不同，為比較方便，依據(jù)植物營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集系數(shù)對(duì)其富集能力賦予數(shù)值，1為富集能力最大，2次之，3為最小，將賦予的數(shù)值整理為表3，以比較兩種植物不同營(yíng)養(yǎng)器官富集重金屬的能力。由表3可知，黃花草木樨根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)Zn、Cd、Ni元素的富集能力為葉>根>莖，Cu元素為葉>莖>根；種植2年時(shí)對(duì)Zn和Cu元素的富集能力為莖>葉>根，Cd和Ni元素均為莖>根>葉。紫花苜蓿根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)重金屬元素的富集能力規(guī)律與黃花草木樨相同；種植2年時(shí)對(duì)Zn、Ni、Cu元素的富集能力為根>葉>莖，而Cd元素僅在根部有所富集。

2.1.3 兩種豆科植物對(duì)復(fù)墾土重金屬富集的器官特異性 由復(fù)墾土重金屬元素的富集轉(zhuǎn)化特征可知，植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)不同重金屬的富集能力不同，即植物營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬富集的特異性不同。依據(jù)各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集系數(shù)將富集能力最強(qiáng)的植物營(yíng)養(yǎng)器官總結(jié)列于表4中，以分析黃花草木樨、紫花苜蓿各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集特異性。由表4可知，黃花草木樨的葉和莖、紫花苜蓿的根和葉對(duì)Zn、Cd、Ni和Cu的富集能力較強(qiáng)。

2.2 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的修復(fù)效果

2.2.1 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的富集量比較 矸石土種植條件下，黃花草木樨和紫花苜蓿各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)4種重金屬元素的富集量結(jié)果見表5。由表5可知，兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)各重金屬的富集量存在明顯差異，且對(duì)Cd的富集較差。

2.2.2 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬的富集能力比較 按“2.1.2”的方法對(duì)矸石土上種植的黃花草木樨、紫花苜蓿富集重金屬的能力進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，除種植1年的黃花草木樨各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)Cd的富集能力差異不顯著外，其他各條件下兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)重金屬的富集能力差異均達(dá)顯著或極顯著水平（表6）。

按“2.1.2”所述方法得到矸石土種植條件下兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官富集重金屬的能力，結(jié)果如表7所示。由表7可知，黃花草木樨根、莖、葉對(duì)Zn的富集順序在種植期間均為根>莖>葉；對(duì)Cd、Ni、Cu元素的富集順序在種植1年時(shí)為葉>根>莖，在種植2年時(shí)為葉>莖>根。紫花苜蓿根、莖、葉在種植1年時(shí)對(duì)Zn元素的富集能力為葉>根>莖，在種植2年時(shí)為根>莖>葉；對(duì)Cd元素基本沒有富集能力，僅在種植2年時(shí)的葉中有所富集；對(duì)Ni元素的富集能力表現(xiàn)為在種植1年時(shí)僅莖有所富集，種植2年時(shí)為葉>根>莖；對(duì)Cu元素的富集能力表現(xiàn)為在種植1年時(shí)僅根有所富集，種植2年時(shí)為葉>莖>根。

2.2.3 兩種豆科植物對(duì)矸石土重金屬富集的器官特異性 對(duì)矸石土上生長(zhǎng)的兩種豆科植物各營(yíng)養(yǎng)器官的重金屬富集的特異性進(jìn)行分析，結(jié)果見表8。由表8可知，黃花草木樨的葉對(duì)Cd、Ni及Cu的富集能力較強(qiáng)，根對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng)；紫花苜蓿的葉對(duì)4種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，且莖對(duì)Cu和Ni、根對(duì)Zn也存在一定的富集能力。

3 結(jié)論

在該試驗(yàn)條件下，黃花草木樨和紫花苜對(duì)不同土壤的重金屬修復(fù)能力不同，但均可以在一定程度上富集土壤中的重金屬，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。復(fù)墾土種植條件下，黃花草木樨的葉和莖、紫花苜蓿的根和葉對(duì)Zn、Cd、Ni和Cu的富集能力較強(qiáng)；矸石土種植條件下，黃花草木樨的葉對(duì)Cd、Ni及Cu的富集能力較強(qiáng)，根對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng)，紫花苜蓿的葉對(duì)4種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，且莖對(duì)Cu和Ni、根對(duì)Zn也存在一定的富集能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫泰森，白中科.大型露天煤礦廢棄地生態(tài)重建的理論與方法[J].水土保持學(xué)報(bào)，2001，15（5）：56-60.

[2] 王心義，楊 建，郭慧霞.礦區(qū)煤矸石堆放引起土壤重金屬污染研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2006，31（6）：808-812.

[3] 崔龍鵬.對(duì)淮南礦區(qū)采煤沉陷地生態(tài)環(huán)境修復(fù)的思考[J].中國(guó)礦業(yè)，2007，16（6）：46-48，52.

[4] BRADSHAW A D. The reconstruction of ecosystems[J]. Journal of Applied Ecology， 1983， 20（1）：1-17.

[5] CHANNY R L. Plant uptake of inorganic waste constituents[A]. PARR J F. Land Treatment of Hazardous Waste[C]. Park Ridge， New Jersey： Noyes Date Corporation， 1983.

[6] JAMALI M K， KZAI T G， ARAIN M B， et al. Heavy metals from soil and domestic sewage sludge and their transfer to Sorghum plants[J]. Environ Chem Lett， 2008， 5（4）：209-218.

[7] FIGUEROA J A L， WROBEL K， AFTON S. Effect of some heavy metals and soil humic substances on the phytochelatin production in wild plants from silver mine areas of Guanajuato， Mexico[J]. Chemosphere， 2008， 70（11）：2084-2091.

[8] GRYTSYUK N， ARAPIS G， PEREPElYATNIKOVA L，et al. Heavy metals effects on forage crops yields and estimation of elements accumulation in plants as affected by soil[J]. Science of the Total Environment， 2006， 354（2/3）：224-231.

[9] 林 琦.重金屬污染土壤植物修復(fù)的根際機(jī)理[D].杭州：浙江大學(xué)，2002.

（責(zé)任編輯 呂海霞）