农技服务2018,35(1):85〜87
产业技术
贵州重金属镉污染土壤的修复植物选择
张芳，王晓红，罗泽虎，韩世玉
(贵州省农业科学院蚕业研究所，贵州贵阳550006)
[摘要]从贵州土壤镉污染现狀及与自然地理气候条件结合，对镉污染土壤的修复植物进行分析。结
果表明：在贵州省种桑养蚕是修复重金属镉污染土壤最具优势的治理办法。
[关键词]桑树；镉污染；土壤治理；贵州贵州地处喀斯特髙原山区，土地资源紧张，自然 地理条件特殊，生态环境复杂多样，随着工业的发展 使不同地区土壤遭受了一定的重金属污染，其中生 物毒性高、易迁移、具有致癌作用的镉污染尤其严 重。有研究[1]指出，镉污染在贵州省农业土壤中已 经相当严重，其污染指数达到11. 8,远远超出了重 污染级别范围，除黔西南属于清洁安全级，黔东南属 于轻污染，铜仁属于中污染外，其余地区均属于重污 染。
土壤重金属镉污染可使生长其上的农作物生理 功能紊乱、营养失调，进而影响作物生长、发育和产 量，同时可能使农产品镉含量超标，通过食物链进入 人畜，进而对人类和畜牧健康造成危害。综合考虑 贵州省现有耕地数量、质量和发展用地需求等因素， 如果对受污染的土壤弃之不用、中断农业生产，不符 合贵州省农业发展要求高产、优质、高效、生态、安全 的省情。因此，对污染土壤进行治理已成为贵州省 农业发展的重要任务。
国内外非常重视对重金属污染的治理，并开展 了广泛的研究工作。目前，常见的土壤重金属污染 治理方法包括化学法、生物法、热力学方法等。化学 法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来 实现重金属的稳定化，通常不能有长期的治理效果。 生物法一般有植物修复和微生物修复，植物修复通 过超积累植物吸收土壤中的重金属，具有成本低、不 破坏土壤生态环境、不引起二次污染等优点;微生物 修复通过土壤中微生物降解重金属，但是影响修复 效果的因素较多，目前应用较少。热力学方法通过 髙温来使重金属玻璃化，成本很高。植物修复是目 前首推方法，但不同植物及同一植物的不同品种对 土壤重金属的耐性和吸收能力差别很大，因此，从目 前研究来看，选择适宜的植物来修复土壤重金属污 染才是最科学的方法。基于此，笔者等探讨了贵州 省重金属污染情况及农业发展问题，并提出了利用 桑树治理重金属镉污染的方法，以期实现对污染土
壤边修复边生产的双重目标。1 1.1
重金属镉富集植物
国内外重金属镉富集植物
基于重金属镉的强危害性，国内外对镉富集植 物做了大量的筛选工作。目前国内外文献报道的有 关镉富集植物见表，其中包括鱼腥草、印度芥菜、遏 蓝菜、叶用红赛菜、宝山堇菜、蒌蒿、商陆等植物[2]。 重金属镉富集植物大致分为四大类：①对生长条件 要求不严格，适宜全国栽植的，如遏蓝菜、龙葵、猪毛 蒿、紫苏和石防风;②适宜盆地、平原、湖泊等土壤深 厚肥沃、温暖湿润地生长的，如蒌蒿、垂柳、宝山堇 菜、菖蒲、黑麦草和龙须草；③适宜山坡草地、路旁、 林缘等生长的，如鱼腥草、长柔毛委陵菜、商陆、滇苦 菜、垂柳、宝山堇菜、菊苣、香根草、欧洲千里光、野大 麻、蒸枝草、野薄荷、雪松和马尾松;④国外主栽品种， 如叶用红苐菜、籽粒苋、印度芥菜、黑麦草和苏丹草。1.2 适宜在贵州引种栽培的重金属镉富集植物
贵州山地居多，素有“八山一水一分田”之说。对于农业生产而言，贵州山高坡陡，石多土少，土层 瘠薄，土壤资源数量明显不足。受大气环流及地形 等影响，贵州气候呈多样性，“一山分四季，十里不同 天”;另外，山地气候不稳定，灾害性天气频繁。由于 这种复杂多样的气候和生态条件，导致贵州农业发 展受到一定的。
根据镉富集植物生长习性结合贵州地理气候条 件，适宜在贵州引种栽培的重金属富集植物主要有 鱼腥草、遏蓝菜、龙葵、欧洲千里光、猪毛蒿、荔枝草、 野大麻、野薄荷、石防风、马尾松等。但是这些富集 植物基本属于草本植物，植株矮小，其根较短或较 少，只适用于清除土壤表层的重金属镉，此外，大多 数是以药用为主，也做食材的，如果将其利用在重金 属污染土壤修复上，很有可能使土壤中的重金属通 过人类食物链威胁人类健康，因此在使用这类植物 修复重金属污染土壤时，其收获物只能作为废弃物
[收稿日期]2018-02-09
[基金项目]贵州省马铃®产业发展项目“马铃薯种植土壤ffi金®镉的桑树栽培治理示范”[黔农财（2016)118] [作者简介]张芳（1991_),女，研究实习员，从亊蚕桑育种及技术推广工作。E-mail:493462624@qq.C〇m
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表镉的富集植物及特征
镉超富集植物叶用红恭菜鱼腥荜长柔毛委陵菜蒌蒿
生长习性
栽培适应性强，但对肥水要求较高，株高40厘米。
生长快、根系发达，高30~50厘米,毐湿耐涝，要求土壤潮湿，持水M为75%〜 80%。土壤微酸,pi-丨6〜7,以肥沃的砂质壤土及腐殖质壤土为佳。山坡草地及林缘，目前尚未由人工引种栽培，生于海拔3 000〜4 000米。
多生于低海拔地区的河湖岸边与沼泽地带，湿中生耐阴性的多年生草本椬物，芦蓠具长根茎，在地下形成密集根层,地上繁衍能力也很强，尉湿性很强，不尉干早，高温干早季 节要经常浇水，保持田间湿润，促进生长。
商陆滇苦菜垂柳籽粒苋印度芥菜宝山茧菜遏蓝菜龙葵菖蒲菊苣黑麦荜苏丹荜香根草欧洲千里光猪毛蒿荔枝草野大麻紫苏野薄荷欧亚旋蒗花石防风雪松马尾松
多年生草本，髙0. 5〜1. 5米，喜欢温暖湿润的气候条件，对土壤的适应性非常强。生于山坡草地、林缘及灌丛中，生于海拔1 400-2 540米，二年生草本，高15〜40厘米。根 垂直直伸，有分枝,生多数须根。
高大落叶乔木，分布广泛，生命力强。喜光，喜温暖湿润气候及潮湿深厚之酸性及中性 土壤。较耐寒，特澍水湿,但亦能生于土层深厚之高燥地区。
株高250〜350厘米，莲秆直立t主根不发达，侧根发达，根系庞大，多集中于10〜30厘米的 土层内。喜温作物，对土壤要求不严，抗早性强。生长在湿度适中至干燥条件下，且有充足的阳光。多年生草本，无地上茎，髙5~10厘米。
一年生草本，全株无毛，高15〜40厘米,茎直立，不分枝或稍分枝，生长缓慢，植株 矮小。
一年生草本，商30〜60厘米。喜温暖湿润的气候。对土壤要求不严，以比较肥沃 而排水良好的砂质壤土较好。
生于海拔1 50(卜1 750米(2 600米)以下的水边、沼泽湿地或湖泊浮岛上。®冷凉湿润气 候，阴湿环境，耐寒，忌干早。
多年生草本，高40〜100厘米。耐寒，酎旱，喜生于阳光充足的田边、山坡等地，生于草甸草场,路旁湿地常见。黑麦草毐温凉湿润气候。宜于夏季于夏季凉爽、冬季不 太寒冷地区生长。土质疏松、质地肥沃、地势较为平坦、排灌方便的土地进行种椬。苏丹草喜温，为春性发育型禾草,在气候温暖雨水充沛的地区生长最繁茂。栽培于平原、丘陵和山坡》喜生水湿溪流旁和疏松粘壤土上。适应能力强,生长繁 殖快，根系发达，耐旱酎瘠等特性。
生长于海拔300~2 300米的地区，多生长干草地、开旷山坡以及路旁。生于森林区、草原区及荒漠区的砂质土壤上。生于山坡、路边、荒地、河边。生于沙丘、干山坡及草原。
对土壤要求不严，排水良好，沙质壤上、壤土、黏壤土，房前厘后、沟边地边,肥沃的 土壤上栽垴，生长良好。
喜欢潮湿的环境，多生于南方小河小溪边，池塘或者水田边。
多年生草本，高15〜70厘米。根状茎短，具多数须根。生于河流沿岸、湿润坡地、 田埂和路旁。
常生长在林下、山坡草地以及林缘，多年生草本，高30〜120厘米。
要求温和凉润气候和上层深厚而排水良好的土壤。喜阳光充足，也稍酎阴、在酸性土、微碱。海拔1 300〜3 300米地带。
阳性树种，不耐庇阴，喜光、喜温。适生于年均温13〜22’C,年降水量800〜1 800毫米， 对土壤耍求不严格，喜微酸性土壤，但怕水涝，不耐盐碱，在石砾土、沙质土、粘土、 山脊和阳坡的冲刷薄地上，以及陡绡的石山岩缝里都能生长。
龙须草
生长于潮湿地及沼泽边缘。
中草药木材中草药
木材或作庭园树中草药药用
牧草或中草药牧草全草入药草中草药作为饲料治理水土流失药食两用檀物优良牧草室内盆栽观赏以全草入药杂草
作为野菜食用粮、饲、菜兼用型作物观赏价值
作为肥田的绿肥，也可食用药食两用植物根供药用
中等饲用檀物，也可凉拌或炒食
用途
嫩茎叶为食用部分药食两用
处理掉，但是此类重金属富集植物收获后的无害化 处理也是当今的一大技术难点。而作为观赏或做木 材使用的马尾松其生长速度较慢，修复污染较严重土壤的周期长，栽植该植物的前期投人很大、经济冋 收效益慢，无法直接带来较高的经济价值，不适合贵 州省农业发展，也无法调动广大农民的积极性。
从以上分析来看，尽管目前通过国内外科学家 的研究筛选出了许多重金属富集植物，但是大多数富 集植物对光照、温度、湿度、空气、土壤等环境条件的 要求较高，无法适应贵州省地理气候条件，很难大范
围推广应用。然而适宜在贵州省栽培种植的重金属
镉富集植物中大多数为草本植物，生物董小、生长速 度慢，导致植物提取的效率非常低，并且被这些植物吸收的重金属大多存在进人食物链的风险。因此在 利用植物修复贵州省重金属镉污染土壤时伴随着一 定的局限性，在实际的修复过程中效率低而受。
2 桑树治理的优势
2.1 桑树生长条件
桑树为多年生落叶木本植物，枝繁叶茂，根系发
张芳等贵州重金厲镉污染土壤的修复植物选择达，主根最深可达8〜9米，侧根也可伸长至9米，其 发达的根系使其地下部分构成一个庞大的根系网
络，能够有效地吸收土壤中的水分和养分。宽大肥 厚的叶片，能够有效的截留雨水，使其渗人土壤变为 土壤水和地下水。此外，茂密的枝叶通过光合作用 和蒸腾作用能够起到调节气候的作用[8]。桑树这些 生理特性使其对气候、土壤适应性都很强，即使在贵 州省山多地少，土层瘠薄，水土流失严重的土壤环境 及复杂多变的气候条件下也能很好的生长。2.2 桑树治理重金属镉污染土壤的研究
颜新培等〜通过在岳阳市某镉铅超标（镉超标3〜18倍，铅轻度超标）的农田栽植桑树，发现桑树 生长发育良好，产叶量高，农艺性状优良，说明桑树 对镉铅具有一定的耐受性和富集能力，并通过对养 蚕经济性状及效益的比较，证实了在镉铅污染农田 栽桑养蚕的具有一定的可行性。陈朝明等研究表 明，当土壤隔浓度小于22. 3毫克/公斤时，桑叶品 质、生理生化特性与对照接近，说明桑树是具有一定 耐镉性的经济作物，可以利用其耐镉性，在被镉污染 土地上种植桑树，且在一定镉浓度下，对蚕的生长和 茧的质量均无影响。唐翠明等w对广东韶关市大宝 山矿区周边重金属污染农田桑园调查结果显示，土 壤中主要的重金属元素铅、锌、铜、隔、砷的含盘远 远超过了土壤环境二级标准值，但此桑园的桑树生 长正常，桑叶产跫与对照无差异。说明，桑树对重金 属镉具有一定的耐性和富集作用，在被污染的耕地 上栽植桑树，不仅能吸附土壤中的重金属镉达到一 定程度的生态效益，同时污染桑叶重金属镉含量对 蚕的生物毒性小，养蚕经济效益好。因此，在重金属 镉污染土壤上栽桑养蚕，能够实现边修复边生产的 双重目标。
2.3 蚕桑在贵州发展优势分析
贵州有着悠久的栽桑养蚕历史，各蚕区有一定 的养蚕基础，广大蚕农具有栽桑养蚕的基本技能。 近年来，在国家扶贫攻坚的响应下，贵州省蚕业 所为了加大蚕业科技投人，提高养蚕技术水平，在各 蚕桑主要区县安排蚕桑专业科技人员实施蹲点服 务，为蚕农开展技术培训工作，传授新型高效的栽桑 养蚕技术，为贵州省蚕桑产业的顺利发展提供了保 障。
桑蚕饲养相对其他农业劳动强度不大。近年
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来，由于外出务工的潮流，贵州省农村出现了大量的 留守老人及部分妇女同志，留守人员可以通过养蚕 增加额外的收入。此外，贵州省劳动力价格成本相 对较低，对于养蚕大户，可以在蚕期发放工资聘用留 守老人及妇女。
贵州省山多地少，土壤贫瘠，水土流失严重，使 得很多耕地无法适应其他现代化农业发展或被弃用 成荒地。但是桑树对自然条件的适应性很强，山地、 坡地等都可以种植，因而贵州省发展成桑园的土地 资源比较丰富。贵州省桑园正式投产后桑叶全年可 以采摘4次，一般每年可养蚕3〜4批次，都匀、荔波 等部分地方每年可养蚕7批次m，而且茧丝质、抗病 性均优良，为其他桑蚕基地所不及。
栽桑养蚕，既能修复重金属镉污染土壤达到治 理生态环境的作用，又不会使受污染的土壤被弃用、 中断农业生产，还可以避免通过食物链进入人畜，对 人类和畜牧健康造成危害。此外，栽桑养蚕适合贵州 省复杂多变的土壤、气候等条件，相对其他农业产业 具有较髙的经济效益。因此，在贵州省种桑养蚕可以 说是修复重金属镉污染土壤最具优势的办法。
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(责任编辑：杨晓容）
