摘要：為探究木醋液強(qiáng)化牧草對(duì)石灰性重金屬污染農(nóng)田土壤的修復(fù)效果，本研究設(shè)計(jì)雙因素裂區(qū)田間試驗(yàn)，牧草為主因素，木醋液施用濃度（稀釋400、200、100倍）為副因素，分析木醋液對(duì)黑麥草、紫花苜蓿生長(zhǎng)情況，重金屬鎘（Cd）富集積累以及收獲期根際土壤Cd 含量等方面影響。結(jié)果表明：施用木醋液后黑麥草和紫花苜蓿地上部生物量較T0（清水對(duì)照）處理最高分別提高12.85%和20.00%（Plt;0.05），Cd地上部積累量較T0處理分別顯著增加46.08%～181.68%和88.53%～150.15%（Plt;0.05），黑麥草各處理地上部Cd積累量，較紫花苜蓿高出12.07～35.31 g?hm-2。隨著木醋液施加量的增加，黑麥草和紫花苜蓿土壤脲酶和蔗糖酶活性顯著增加，但土壤過氧化氫酶活性無顯著變化。收獲期黑麥草、紫花苜蓿根際土壤Cd含量較種植前顯著降低（Plt;0.05），分別下降11.69%～25.67% 和15.35%～17.43%，其中黑麥草T3 處理（木醋液稀釋100 倍）修復(fù)效果最佳，根際土壤Cd 含量較種植前降低25.67%。綜上，土壤中施用木醋液可有效提高土壤Cd的生物有效性，強(qiáng)化植物對(duì)重金屬富集積累，從而提高牧草的修復(fù)效果。

關(guān)鍵詞：牧草；木醋液；鎘污染；石灰性土壤

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-6819（2025）02-0301-10 doi： 10.13254/j.jare.2023.0816

農(nóng)業(yè)和工業(yè)的迅速發(fā)展導(dǎo)致土壤受到重金屬污染，損害了自然生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)和人類的身體健康。我國(guó)超過11 個(gè)省、25 個(gè)區(qū)都存在Cd 污染土壤[1]。我國(guó)耕地的土壤污染點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中40% 以上的土壤受Cd 污染[2]。目前主要的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)三類[3]。生物修復(fù)中的植物修復(fù)技術(shù)因具有成本低、無二次污染、不破壞土壤結(jié)構(gòu)、修復(fù)面積大等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)中被廣泛使用[4]。目前，已發(fā)現(xiàn)多種Cd 的超富集植物[5]，雖然其具備很好的修復(fù)效果，但超富集植物受到生物量小、生長(zhǎng)速率緩慢、對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求嚴(yán)格等局限，不適宜大規(guī)模推廣[6]。

基于上述問題，有學(xué)者認(rèn)為[7-8]，除了超富集植物外，一些適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)、生物量大、生長(zhǎng)快速，對(duì)重金屬有較高富集作用的植物，例如黑麥草（Loliumperenne L.）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.）也可用于土壤重金屬修復(fù)，并且可通過外源添加有機(jī)酸、螯合劑等物質(zhì)，改變土壤重金屬賦存形態(tài)，提高重金屬的遷移性[9]，從而強(qiáng)化植物修復(fù)效率。研究發(fā)現(xiàn)，土壤中施加檸檬酸使蜈蚣草（Pteris vittata L.）莖和葉中的重金屬含量分別提高230.90%和84.39%[10]；添加高量EDTA（乙二胺四乙酸）可使小飛蓬（Conyza CanadensisL.）地上部Cd 含量提高45.11%，同時(shí)提高土壤中Cd的去除率[11]。目前，用于土壤重金屬修復(fù)的外源添加劑普遍存在成本較高、效果不穩(wěn)定，且存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，尋找一種廉價(jià)、對(duì)環(huán)境友好的外源添加劑尤為重要。

木醋液，又被稱為植物酸，起源于歐洲，隨后傳入日本，最早應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可作為土壤改良劑[12]、農(nóng)藥原料以及植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑[13]等，且具有環(huán)境友好性[14]。研究表明，添加適宜濃度的木醋液可提高土壤養(yǎng)分含量和作物根系有益菌的豐度[15]，提高作物的抗逆性，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育[16]。木醋液含有大量有機(jī)酸，且價(jià)格低廉，具備土壤重金屬污染修復(fù)潛力，但相關(guān)研究鮮有報(bào)道。本研究旨在通過大田試驗(yàn)研究施加木醋液強(qiáng)化牧草修復(fù)石灰性Cd污染土壤的修復(fù)效果，比較兩種牧草各部位對(duì)Cd的富集積累能力，以及對(duì)土壤中Cd生物有效性的影響，為石灰性土壤Cd污染修復(fù)提供新思路、新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于豫東某重金屬污染農(nóng)田，土壤類型為砂質(zhì)潮土，土壤養(yǎng)分狀況為：pH為7.79、碳酸鈣含量為54.85 g?kg-1，速效磷、速效鉀、堿解氮含量分別為23.45、354.67、9.75 mg?kg-1，有機(jī)質(zhì)含量9.96 g?kg-1，土壤Cd含量1.87～2.31 mg?kg-1。

試驗(yàn)所用黑麥草品種為冬牧70、紫花苜蓿品種為勁能5010，均購(gòu)于河南秋樂種業(yè)科技股份有限公司。

木醋液購(gòu)于石家莊宏森有限公司，主要由46.06%的有機(jī)酸、7.34%脂類、3.10%酮類及其他成分組成，pH為4.18、有機(jī)質(zhì)含量57.75 g?kg-1、全磷含量0.81 g?kg-1、全鉀含量0.09 g?kg-1、全氮含量2.69 g?kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用雙因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，牧草品種（黑麥草、紫花苜蓿）為主因素，木醋液稀釋倍數(shù)（清水為T0、木醋液稀釋400倍為T1、木醋液稀釋200倍為T2、木醋液稀釋100倍為T3）為副因素，小區(qū)面積為4 m×5 m=20m2，共8個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，24個(gè)小區(qū)。

黑麥草和紫花苜蓿于11月初種植，均采用條播，黑麥草播種量為210 kg?hm-2，紫花苜蓿播種量為37.5 kg?hm-2，施肥量為750 kg?hm-2，第二年3月追肥量為375 kg?hm-2，施用的肥料為N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15的復(fù)合肥。黑麥草和紫花苜蓿分別在第二年3月和4月植物生長(zhǎng)至30 cm左右按試驗(yàn)設(shè)計(jì)噴施木醋液稀釋液，按照行列最大程度貼著地面，每個(gè)小區(qū)每次加入木醋液稀釋液15 L，每隔5 d施用一次，共3次，施用后待黑麥草和紫花苜蓿生長(zhǎng)1個(gè)月進(jìn)行收割。

1.3 樣品采集與測(cè)定

1.3.1 樣品采集

種植前按“S”形五點(diǎn)法采集各小區(qū)0～20 cm 土層基礎(chǔ)土壤樣品，陰涼通風(fēng)處風(fēng)干后過0.85 mm 和0.15 mm篩，用于測(cè)定土壤基礎(chǔ)理化指標(biāo)、Cd全量及有效態(tài)含量。

樣品收獲時(shí)每個(gè)小區(qū)隨機(jī)劃定1 m2收割牧草，測(cè)定質(zhì)量，計(jì)算黑麥草和紫花苜蓿地上部生物量。同時(shí)，采集完整的黑麥草和紫花苜蓿植株樣品，清洗、烘干、粉碎后測(cè)定各部位Cd含量。同時(shí)，采集植株根際土壤樣品，去除樣品中的石塊及植物根系，自然風(fēng)干后磨碎、過篩用于測(cè)定土壤pH、全量Cd、有效態(tài)Cd含量以及土壤酶活性等指標(biāo)。

1.3.2 樣品測(cè)定和計(jì)算方法

（1）植株樣品Cd含量

利用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定Cd的含量。

（2）土壤pH值

水土比2.5∶1，用pH計(jì)測(cè)定。

（3）土壤有效態(tài)Cd

采用DTPA 浸提-原子吸收分光光度法，利用火焰原子吸收光譜法測(cè)定。

（4）土壤Cd全量

分析采用HCl-HF-HNO3-HClO4消解法，利用原子吸收光譜測(cè)定Cd的含量。

（5）土壤酶活測(cè)定

脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶活性分別采取苯酚鈉-次氯酸鈉比色法、3，5-二硝基水楊酸比色法、紫外分光光度法測(cè)定。

相關(guān)指標(biāo)計(jì)算公式如下：

轉(zhuǎn)移系數(shù)=植株地上部Cd含量（mg?kg-1）/植株地下部Cd含量（mg?kg-1）

地上部富集系數(shù)=植株地上部Cd含量（mg?kg-1）/土壤Cd含量（mg?kg-1）

地下部富集系數(shù)=植株地下部Cd含量（mg?kg-1）/土壤Cd含量（mg?kg-1）

地上部積累量（g?hm-2）=植株地上部生物量（kg?hm-2）×植株地上部Cd含量（mg?kg-1）/1 000

1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究數(shù)據(jù)由Excel 2016軟件處理，并使用LSD法對(duì)不同處理之間進(jìn)行差異比較；采用Origin Pro 8.5對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 木醋液對(duì)牧草地上部生物量的影響

由圖1可知，施用木醋液后紫花苜蓿和黑麥草地上部生物量均明顯提高。對(duì)黑麥草來說，與T0處理相比，T1和T3處理地上部生物量顯著提高（Plt;0.05），分別提高12.15% 和12.85%，其中T3 處理生物量最高，為15 268 kg?hm-2。對(duì)紫花苜蓿來說，與T0處理相比，T1處理地上部生物量（11 250 kg?hm-2）顯著提高（Plt;0.05）20.00%，其他處理無顯著差異。相同處理下，黑麥草和紫花苜蓿地上部生物量差異極顯著（Plt;0.01），黑麥草各處理地上部生物量是紫花苜蓿的134.88%～144.32%。

2.2 木醋液對(duì)牧草各部位Cd含量的影響

由圖2可知，施用木醋液后黑麥草和紫花苜蓿地上部和地下部Cd含量明顯升高。對(duì)黑麥草來說，隨施用木醋液濃度的增加（稀釋倍數(shù)減少）黑麥草地上部和地下部Cd含量顯著增加（Plt;0.05），與T0處理相比，木醋液各處理地上部和地下部Cd含量分別提高30.00%～150.00%和29.34%～144.68%，其中T3處理黑麥草地上部和地下部Cd含量均為最大，分別為3.00mg?kg-1和18.62 mg?kg-1。對(duì)紫花苜蓿來說，施用高濃度木醋液（低稀釋倍數(shù)）紫花苜蓿地上部和地下部Cd含量顯著增加（Plt;0.05）。與T0處理相比，T2和T3處理地上部Cd含量分別提高了67.88%和118.39%，地下部Cd含量分別提高了87.07%和199.45%，T3處理紫花苜蓿地上部和地下部Cd含量均最大，分別為0.96 mg?kg-1和0.82 mg?kg-1。相同處理下，黑麥草地上部和地下部Cd含量極顯著高于紫花苜蓿（Plt;0.01）。T0處理黑麥草地上部Cd含量比紫花苜蓿高0.76 mg?kg-1，施加木醋液后，黑麥草地上部和地下部Cd含量分別較紫花苜蓿高出1.05～2.03 mg?kg-1和9.40～17.80 mg?kg-1。

2.3 木醋液對(duì)牧草Cd轉(zhuǎn)運(yùn)、Cd富集以及地上部Cd積累量的影響

由圖3a可知，黑麥草和紫花苜蓿的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)隨施用木醋液濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。黑麥草各處理與T0處理相比，T2處理轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)顯著提高了0.032（Plt;0.05），T3 處理較T2 處理顯著降低（Plt;0.05）。紫花苜蓿T3處理Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)較T0處理顯著降低0.44（Plt;0.05），T1和T2與T0處理間無顯著差異。相同處理下，黑麥草和紫花苜蓿的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)差異極顯著（Plt;0.01），黑麥草相較于紫花苜蓿低1.01～1.68。

由圖3b、圖3c可知，施用高濃度木醋液，黑麥草和紫花苜蓿各部位富集系數(shù)均顯著提高（Plt;0.05）。黑麥草和紫花苜蓿處理地上部、地下部富集系數(shù)較T0 處理分別提高113.33%～151.67%、73.91%～126.09% 和82.84%～152.28%、100.06%～214.29%。相同處理下，黑麥草和紫花苜蓿富集系數(shù)差異極顯著（Plt;0.01），T0處理黑麥草地上部、地下部Cd富集系數(shù)相較于紫花苜蓿分別高出0.37 和3.59，施用木醋液后，黑麥草各處理地上部、地下部Cd富集系數(shù)相較于紫花苜蓿高出0.45～0.99和4.39～8.97。

2.4 木醋液對(duì)牧草地上部Cd積累量的影響

由圖4 可知，黑麥草和紫花苜蓿地上部Cd 積累量隨木醋液濃度增加顯著提高（Plt;0.05）。黑麥草各處理地上部Cd 積累量較T0 處理顯著提高46.08%～181.68%（Plt;0.05）；紫花苜蓿T2和T3處理地上部Cd積累量與T0處理相比，分別提高88.53% 和150.15%（Plt;0.05）。相同處理下，黑麥草各處理較紫花苜蓿地上部Cd積累量高出12.07～35.31 g?hm-2（Plt;0.01）。

2.5 木醋液對(duì)土壤pH和酶活性的影響

圖5a顯示，施加木醋液后，黑麥草和紫花苜蓿各處理土壤pH略有下降，其中T1和T2處理與T0處理差異不顯著，T3處理較T0處理分別降低了0.22個(gè)和0.20個(gè)單位。圖5b表明，黑麥草和紫花苜蓿處理的土壤脲酶活性隨木醋液濃度的增加而顯著提高（Plt;0.05），與T0 處理相比，黑麥草和紫花苜蓿處理土壤脲酶活性分別提高96.65%～145.11% 和21.98%～45.99%。相同處理下，黑麥草施加木醋液處理土壤脲酶活性顯著高于紫花苜蓿處理，增幅為39.15%～50.47%。

由圖5c可知，黑麥草土壤蔗糖酶活性隨木醋濃度的增加顯著提高（Plt;0.05），與T0處理相比，黑麥草土壤蔗糖酶活性提高了34.92%～107.91%，其中T3處理土壤蔗糖酶活性最高，為59.08 mg?g-1?24 h-1；紫花苜蓿T2 和T3 處理收獲期土壤蔗糖酶活性分別為44.08 mg?g-1?24 h-1和49.27 mg?g-1?24 h-1，與T0處理差異顯著（Plt;0.05）。由圖5d 可知，黑麥草和紫花苜蓿施加木醋液后土壤過氧化氫酶活性無顯著變化。在相同處理下，黑麥草處理收獲期土壤過氧化氫酶活性均極顯著高于紫花苜蓿（Plt;0.01）。

2.6 木醋液對(duì)收獲期根際土壤Cd含量的影響

由圖6可知，與種植前土壤Cd含量相比，隨施用木醋液濃度的增加，黑麥草和紫花苜蓿土壤根際Cd含量明顯下降。黑麥草各處理根際土壤Cd含量與種植前相比顯著降低（Plt;0.05），降幅為11.69%～25.67%。與T0 處理根際土壤Cd 含量相比，T2 和T3處理分別顯著降低14.69% 和15.84%（Plt;0.05），其中T3處理根際土壤Cd含量最低，為1.56 mg?kg-1。紫花苜蓿根際土壤Cd含量與種植前相比，T0和T1處理無顯著差異，T2和T3處理顯著下降15.35%～17.43%（Plt;0.05）。T2和T3處理收獲期根際土壤Cd含量分別為1.62 mg?kg-1和1.58 mg?kg-1，與T0處理相比顯著降低（Plt;0.05），降幅分別為12.72%和14.87%。

2.7 木醋液對(duì)收獲期土壤Cd有效態(tài)含量的影響

由圖7可知，施用較高濃度木醋液，黑麥草根際土壤有效態(tài)Cd含量顯著下降（Plt;0.05），紫花苜蓿根際土壤有效態(tài)Cd含量顯著提高（Plt;0.05）。對(duì)黑麥草來說，與T0處理根際土壤有效態(tài)Cd含量相比，除T1處理外，其余處理均顯著降低（Plt;0.05），T2和T3處理分別降低了0.17 mg?kg-1和0.20 mg?kg-1，分別降低了14.75%和17.03%；對(duì)紫花苜蓿來說，T3處理根際土壤有效態(tài)Cd含量最高，為0.87 mg?kg-1，與T0處理相比均顯著提高（Plt;0.05）。相同處理下，黑麥草根際土壤Cd含量均顯著高于苜蓿（Plt;0.05），其中T0、T1、T2處理均表現(xiàn)極顯著（Plt;0.01），增幅為11.42%～57.75%。

2.8 木醋液處理下黑麥草、紫花苜蓿各指標(biāo)之間的熱圖分析

相關(guān)性分析結(jié)果（圖8a）表明，木醋液濃度與黑麥草土壤pH、過氧化氫酶活性、有效態(tài)Cd含量和全Cd含量顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05），與土壤脲酶、蔗糖酶活性和植株各部位Cd含量、富集系數(shù)以及地上部積累量顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；土壤全Cd與木醋液濃度、地上部積累量、地下部富集系數(shù)、地上部富集系數(shù)、地下部Cd含量、地上部Cd含量、土壤脲酶和蔗糖酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)。

由圖8b 可知，木醋液濃度與紫花苜蓿土壤pH、土壤全Cd含量和轉(zhuǎn)移系數(shù)顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05），與土壤酶活性、有效態(tài)Cd含量和植株各部位Cd含量、富集系數(shù)以及地上部積累量呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05），紫花苜蓿處理降低土壤Cd含量的主要因素與黑麥草相同，為木醋液濃度、地上部積累量、地下部富集系數(shù)、地上部富集系數(shù)、地下部Cd 含量、地上部Cd 含量、土壤脲酶和蔗糖酶活性。黑麥草和紫花苜蓿各個(gè)指標(biāo)間相關(guān)性除有效態(tài)Cd和轉(zhuǎn)移系數(shù)不同，其余均相同，這說明有效態(tài)Cd和轉(zhuǎn)移系數(shù)是解釋黑麥草和紫花苜蓿富集重金屬Cd能力差異的主要因素。

3 討論

3.1 木醋液對(duì)牧草的生物量以及富集和轉(zhuǎn)運(yùn)Cd效果影響

地上部生物量是植物對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)效果的主要決定因素之一，朱坤淼等[17]研究發(fā)現(xiàn)，施用適宜濃度木醋液可以提高油菜的產(chǎn)量，王曉朋等[13]發(fā)現(xiàn)施用稀釋500 倍木醋液可使小白菜生物量提高35.99%。本研究結(jié)果表明，施用木醋液可提高黑麥草和紫花苜蓿的生物量。這是因?yàn)槟敬滓褐泻写龠M(jìn)植物生長(zhǎng)的無機(jī)養(yǎng)分和調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)的有機(jī)養(yǎng)分，可以促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)[18]，而木醋液中的酸類和酚類化合物可以抑制細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)，并且刺激吲哚乙酸（IAA）等生長(zhǎng)激素和各種酶活性從而促進(jìn)植物對(duì)氮素的吸收和生長(zhǎng)[19-20]。本試驗(yàn)所用黑麥草冬牧70具有耐寒、耐旱、耐澇等特性，在初春溫度較低時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長(zhǎng)力，且生長(zhǎng)周期短，而紫花苜蓿對(duì)溫度變化較為敏感，在試驗(yàn)后期溫度較高時(shí)生長(zhǎng)較為快速，因此，同時(shí)期黑麥草地上部生物量顯著高于紫花苜蓿。

土壤環(huán)境中的重金屬是植物通過一系列生理生化過程積累到植物體中，不同植物對(duì)重金屬的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)能力相差很大[21]。富集系數(shù)是衡量植物富集重金屬能力的重要標(biāo)準(zhǔn)[22]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，施加木醋液后黑麥草和紫花苜蓿的地上部富集系數(shù)分別由原來的0.60、0.23上升至1.51、0.52，地下部富集系數(shù)分別由原來的3.73、0.14上升至9.41、0.44。這是因?yàn)槭┘幽敬滓汉?，在有機(jī)酸的作用下，土壤產(chǎn)生解聚腐殖質(zhì)，刺激植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的合成，同時(shí)減輕脅迫對(duì)光合器官的損害[23]，且石灰性土壤有效磷含量較低，有機(jī)酸的添加使土壤中Fe-P、Al-P和Ca-P等難溶性磷分解為有效磷[24]，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。同時(shí)施用木醋液也提高了土壤Cd的有效性和可移動(dòng)性，使土壤中的殘?jiān)鼞B(tài)Cd轉(zhuǎn)化為更容易被植物吸收的可交換態(tài)Cd[25]，從而提高植物對(duì)重金屬的富集能力。轉(zhuǎn)移系數(shù)可以反映植物從地下部向地上部運(yùn)輸重金屬的能力，轉(zhuǎn)移系數(shù)越大，表明其轉(zhuǎn)運(yùn)能力越強(qiáng)，轉(zhuǎn)移系數(shù)的高低與木質(zhì)部的裝載能力相關(guān)[26]，這是因?yàn)橹参锔滴盏腃d主要是通過木質(zhì)部運(yùn)輸?shù)降厣喜?。在本研究中，施加較高濃度的木醋液黑麥草和紫花苜蓿的轉(zhuǎn)移系數(shù)有所下降，主要原因是植物根部吸收的Cd增加[27]，但植物木質(zhì)部的裝載能力有限，當(dāng)木質(zhì)部的裝載能力達(dá)到飽和后，根部Cd含量上升會(huì)導(dǎo)致植株的Cd轉(zhuǎn)移系數(shù)下降。

3.2 牧草聯(lián)合木醋液修復(fù)對(duì)土壤pH及酶活性的影響

土壤pH是土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)之一，對(duì)土壤中的重金屬生物活性和作物生長(zhǎng)具有重要影響[28]。本研究結(jié)果表明，施加稀釋100倍木醋液的黑麥草和紫花苜蓿處理土壤pH略有下降，主要是因?yàn)楸驹囼?yàn)所用木醋液原液pH為4.18呈酸性，稀釋100倍后pH約為5.79，施加量較高為2.25 L?m-2，導(dǎo)致黑麥草和紫花苜蓿處理土壤pH略有下降，由于試驗(yàn)土壤為石灰性土壤，緩沖能力較強(qiáng)，其他各處理土壤pH 均無顯著變化，施加后土壤仍為弱堿性。土壤酶參與土壤各種生物化學(xué)反應(yīng)，在土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)方面起重要作用，也是監(jiān)測(cè)人為活動(dòng)（如土壤污染、農(nóng)田管理措施等）對(duì)土壤微生物功能影響的重要生物學(xué)指標(biāo)[29]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，木醋液對(duì)土壤蔗糖酶和脲酶有較強(qiáng)的活化作用，這與趙鵬志等[30]的研究結(jié)果一致。木醋液含有大量的低分子有機(jī)酸，可以為土壤微生物提供碳源，緩解重金屬對(duì)土壤微生物的毒害作用[31]，改善土壤微生物群落大小和結(jié)構(gòu)，同時(shí)木醋液可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，植物根系分泌物增加，使以植物根系分泌物為養(yǎng)分的微生物產(chǎn)生更多的低分子有機(jī)酸[32]，低分子有機(jī)酸與土壤中的重金屬離子結(jié)合形成有機(jī)酸-重金屬絡(luò)合物，防止重金屬與酶的巰基結(jié)合[33]，同時(shí)，低濃度Cd作為酶的輔基，促進(jìn)了酶活性位點(diǎn)與底物間的配合并保持一定的專性結(jié)構(gòu)，增加酶蛋白的表面電荷[34]，使土壤中的酶活增強(qiáng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明施用木醋液對(duì)土壤過氧化氫酶活性無顯著影響，這可能是因?yàn)榉N植紫花苜蓿等植被降低土壤過氧化氫酶活性[35]，施用木醋液增強(qiáng)了土壤過氧化氫酶活性[25]，這兩種效應(yīng)相互抵消，使得各處理土壤過氧化氫酶活性差異不顯著。

3.3 牧草聯(lián)合木醋液修復(fù)對(duì)土壤Cd含量的影響

外源低分子有機(jī)酸可以通過增加沉積物中的可溶性養(yǎng)分，用于植物和土壤微生物的吸收，促進(jìn)微生物的繁殖和植物的生長(zhǎng)[36]，同時(shí)通過吸附和沉淀作用，強(qiáng)化植物對(duì)重金屬的吸附作用。本試驗(yàn)研究表明，木醋液的施用促進(jìn)了牧草對(duì)土壤中重金屬的吸收，增加了生物地上部、地下部重金屬積累量，土壤中的Cd全量顯著降低。木醋液中含有大量的有機(jī)酸，有機(jī)酸中的羧基和羥基依附在碳原子上，能與重金屬形成穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，因此提高了黑麥草的Cd積累量，也可以通過黑麥草體內(nèi)酶和非酶抗氧化劑和某些耐受基因表達(dá)來減輕Cd的毒性，以維持細(xì)胞正常形態(tài)，提高黑麥草的土壤Cd去除率[25]。土壤重金屬有效性在一定程度上決定了植物對(duì)重金屬的提取效率[31]，木醋液能將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)化為易被植物根系吸收的有效態(tài)[25]。本試驗(yàn)研究表明，收獲期黑麥草各處理土壤有效態(tài)Cd含量與木醋液濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，主要是因?yàn)槭┘幽敬滓汉蠛邴湶莞鞑课粚?duì)重金屬的富集積累能力顯著提高，強(qiáng)化了黑麥草對(duì)有效態(tài)Cd的吸收，從而使土壤中有效態(tài)Cd及全量顯著下降。而紫花苜蓿各處理土壤有效態(tài)Cd含量與木醋液濃度呈顯著正相關(guān)，主要是因?yàn)樽匣ㄜ俎?duì)Cd的富集積累能力較弱，被木醋液、根際微生物等活化的有效態(tài)Cd只能部分被紫花苜蓿吸收積累，高濃度的木醋液的施用導(dǎo)致土壤pH下降，從而使土壤中有效態(tài)Cd含量增加。另外，植物根部的Cd含量較高，不能通過收獲和離田將根部的Cd移除土壤，經(jīng)過礦質(zhì)化作用植物根部的Cd仍會(huì)釋放到土壤中，因此，如何加強(qiáng)植物地下部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)能力仍需進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

（1）施用木醋液促進(jìn)了牧草的生長(zhǎng)，增強(qiáng)了牧草對(duì)Cd的耐受性以及對(duì)重金屬Cd的地上部富集和積累能力，稀釋100 倍木醋液聯(lián)合黑麥草處理效果最優(yōu)，其中生物量較對(duì)照處理顯著提高12.85%，地上部富集系數(shù)顯著提高151.67%，地上部積累量顯著提高181.68%，稀釋100倍木醋液強(qiáng)化黑麥草吸收Cd效果顯著。

（2）木醋液強(qiáng)化牧草修復(fù)石灰性重金屬Cd污染土壤效果顯著，施用稀釋100倍木醋液強(qiáng)化黑麥草修復(fù)重金屬Cd污染農(nóng)田的效果最佳，土壤Cd含量與修復(fù)前相比降低25.67%，土壤有效態(tài)Cd 含量降低17.03%。

（3）向土壤中添加經(jīng)濟(jì)有效、易于實(shí)施的強(qiáng)化材料，結(jié)合植物修復(fù)技術(shù)，提高重金屬的生物有效性，對(duì)于重金屬污染土壤的修復(fù)具有重要意義。

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