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土壤重金属污染状况日益严峻,植物修复被认为是重金属污染治理最具前景的修复技术。已有各种强化措施来提高修复植物的生长速度、生物量及重金属的吸收积累量,而通过施加高效肥等农艺措施已被认为是提高超累积植物修复效率最有效手段之一。纳米碳因其具有巨大的比表面积、较高的表面能及化学活性、较强吸附性等特点为改善农田肥力和修复重金属污染提供了可能,但研究热点多为改善农田肥力方面,对修复重金属污染方面研究较少。本试验以龙葵(Solanum nigrum L)、香根草(Vetiveria zizanioiaes)和印度芥菜(Brassica juncea L)为试验对象,采用双因素完全随机区组试验,其中A因素为施加纳米碳的量,B因素为重金属施加量。基于香根草修复铅污染土壤盆栽试验、龙葵修复镉污染土壤盆栽试验和印度芥菜修复镉铅污染土壤盆栽试验研究纳米碳对超富集植物修复重金属污染效应的影响。主要研究内容及成果如下:(1)香根草修复铅污染土壤盆栽试验:纳米碳显著增加了香根草的生物量、Pb积累量。与未加纳米碳处理相比,施加纳米碳处理的地上部生物量增幅范围为:14.54%～40.53%,根部生物量增幅为:5.58%～44.65%;地上部Pb积累量增幅为:9.95%～42.05%,根部Pb积累量增幅为:28.16%～44.02%,在Pb4000(4000 mg/kg)处理组时增幅效果最佳。地上部上三分之一(S1)的转运系数呈降低趋势,地上部下三分之二(S2)的转运系数呈增加趋势,地上部S2和根部的富集系数呈增加趋势,无显著性差异。通过对植物重金属去除量计算的修复效率(PPE)和土壤重金属减少量计算的修复效率(SPE)指标进行分析,发现植物重金属去除量计算的修复效率(PPE)和土壤重金属减少量计算的修复效率(SPE)增幅随着纳米碳施加量的增加而增大。植物重金属去除量计算的修复效率(PPE)增幅为:5.78%～27.74%,土壤重金属减少量计算的修复效率(SPE)增幅为:9.30%～24.74%。(2)龙葵修复镉污染土壤盆栽试验:施加纳米碳后,龙葵生物量在Cd5(5 mg/kg)、Cd10(10 mg/kg)、Cd20(20 mg/kg)处理组增加显著,这三组地上部增幅为:2.90%～17.52,根部增幅为2.6%～17.05%。纳米碳可以增加Cd积累量,地上部增幅为:1.33%～8.95%,根部Cd积累量增幅为:3.89%～14.65%,在镉浓度为5 mg/kg时整组增幅效果最佳。转运系数略微减小,富集系数增加,但无显著性差异。通过对植物重金属去除量计算的修复效率(PPE)和土壤重金属减少量计算的修复效率(SPE)指标进行分析,发现PPE和SPE增幅随着纳米碳施加量的增加而增大。PPE增幅为:2.34%～17.74%,SPE增幅为:4.81%～19.74%。(3)印度芥菜修复镉铅污染土壤盆栽试验:纳米碳显著增加了印度芥菜的干重,地上部干重增幅为5.26%～30.8%,根部干重增幅为:4.24%～28.65%,在Cd10Pb1000(Cd:10 mg/kg+Pb:1000 mg/kg)处理组整体增幅最大。施加纳米碳后,促进了印度芥菜对Cd、Pb的积累量,但无显著性差异,在Cd20Pb2000(Cd:20 mg/kg+Pb:2000 mg/kg)处理组整体增幅最大。纳米碳对印度芥菜镉铅的富集系数和转移系数影响不大。通过对植物重金属去除量计算的修复效率(PPE)和土壤重金属减少量计算的修复效率(SPE)指标进行分析,发现PPE和SPE增幅随着纳米碳施加量的增加而增大。镉的PPE增幅为:3.54%～21.34%,SPE增幅为:7.31%～20.74%。铅的PPE增幅为:4.53%～21.43%,SPE增幅为:7.85%～23.03%。在中污染中毒增幅效果最佳。综上可知,不同处理措施均能促进超富集植物修复重金属污染土壤,其中对香根草的PPE和SPE增幅最大,对龙葵PPE和SPE增幅最小,对Pb的PPE和SPE增幅大于Cd的PPE和SPE,对中度污染土壤的PPE和SPE的增幅最大。因此,在三种超富集植物中,纳米碳更适合应用于香根草修复铅污染土壤的试验,更适合应用于中高铅污染土壤植物修复。本试验为今后探讨纳米碳促进超富集植物修复镉、铅污染提供一定的理论基础。