2024, Vol. 56
2. 中国科学院南京土壤研究所, 南京 211135;
3. 皖江流域退化生态系统的恢复与重建省部共建协同创新中心, 安徽芜湖 241000;
4. 江西省余干县现代农业示范区管理办公室, 江西上饶 335199;
5. 生物环境与生态安全安徽省高校省级重点实验室, 安徽芜湖 241000
随着工业化和城市化的快速发展，人类活动对区域环境造成巨大威胁，采矿冶炼、电镀化工等工业生产活动导致农田土壤重金属含量增加，其中镉(Cd)为首要的重金属污染物，锌(Zn)在矿区附近也显著富集[1-2]。总体上，我国农田土壤重金属污染状况不容乐观，特别是在南方部分地区有色金属矿长期不合理的开采和冶炼导致了土壤重金属的过量富集，严重威胁人体健康。因此，重金属污染农田土壤的修复迫在眉睫，其对于土壤环境质量保护和农业安全生产具有重要意义。超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)对Cd和Zn具有超强的吸收、积累和耐受能力，且生长速度快，枝条可扦插繁殖。研究发现矿区生长的伴矿景天地上部Cd和Zn含量可高达1 470和14 600 mg/kg[3]。超积累植物吸取修复技术因其绿色、低成本等优点而逐渐被应用于大面积中低污染农田土壤的重金属去除并且具有良好的推广前景[4]。如何提高超积累植物的修复效率，缩短修复期限，是降低修复成本和推动吸取修复技术广泛应用的前提。
我国南方地区土壤类型众多，不同区域农田土壤性质存在明显的差异，而土壤pH、有机质以及养分元素供应状况等诸多因素都会影响超积累植物的吸取修复效率[5-7]。其中，养分元素钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)和锰(Mn)等大多为二价金属阳离子，具有与Cd、Zn相似的电荷分布和水合离子半径，从而表现出相似的生化特性，它们很有可能在植物吸收和转运阳离子的过程中发生明显的竞争和协同作用。例如Cd和Mn都可能通过Nramp5(天然抗性相关巨噬细胞蛋白)转运蛋白跨膜运输进入水稻根细胞内[8]。另一方面，这些阳离子元素可以通过影响植物生理代谢、生长发育以及重金属吸收过程从而直接或间接影响超积累植物对重金属的吸收和积累。Liu等[9]发现低Ca供应可以显著延缓东南景天(Sedum alfredii)根部凯氏带和木栓质层的发育，促进东南景天根系Cd的吸收，并调节Cd向木质部的运输；而在赵涛等[10]的研究中，增加Mg或Ca的供应都能提高东南景天根部Cd含量，其中Cd/Mg为2时收获的东南景天生物量、地上部Zn和Cd含量最大。Lombi等[11]指出Fe的缺乏诱导了超积累植物天蓝遏蓝菜(Noccaea caerulescens)编码Fe吸收相关蛋白基因的高度表达，促进了其对Cd的吸收。此外，土壤中养分元素还会影响重金属在土壤固相的分布，从而改变重金属的有效性。当养分元素含量增加时，自由态养分离子的含量也会增加，与土壤固相吸附的重金属离子发生交换，释放更多的重金属离子，进而影响植物根系对重金属的获取和吸收[12]。因此，合理调控阳离子养分元素也是提高植物修复效率的科学手段之一。
许多研究表明改变土壤阳离子养分供应可以调控植物对重金属的吸收[13-16]。本课题组前期已系统研究了土壤性质如pH、有机质含量等对伴矿景天重金属吸收的影响[6, 17]，但关于阳离子养分元素对伴矿景天重金属修复效率的影响效应及相对贡献尚未明确，而基于大样本的统计分析手段为探寻限制植物重金属吸收的主控养分因子提供了新思路。因此本研究采集我国南方地区不同类型及污染程度土壤，设置盆栽试验，比较不同土壤上伴矿景天植物生长和重金属吸收的差异，通过相关分析、广义梯度增强模型等手段探究阳离子养分元素供应与伴矿景天Cd、Zn吸收的关系，明确影响伴矿景天Cd和Zn吸收的主要养分因素，以期从养分调控角度指导超积累植物修复效率的提高，促进植物修复技术的推广。
1 材料与方法 1.1 供试土壤从我国南方地区5个省份采集共计49个不同类型(包括水稻土、红壤、黄棕壤、紫色土、石灰土等)和不同污染程度的农田表层(0 ~ 15 cm)土壤样品，其中湖南省(郴州、衡阳和岳阳)10个、江西省(鹰潭和上饶)6个、浙江省(杭州、温州和台州)13个、广西省(河池和桂林)9个和广东省(韶关、清远和湛江)11个。采样点土地利用类型包括水田和旱地，其中水稻土有27个，旱地土壤有22个；从土壤质地分类来看，供试土壤样本包括壤土(砂壤土和粉壤土)35个以及黏土(砂黏土和壤黏土)14个。根据中国土壤系统分类原则，供试土壤可分为4种，包括简育水耕人为土27个、常湿润铁硅铝土3个、湿润铁铝土14个和土质初育土5个。
供试土壤主要性质如表 1所示。土壤pH、阳离子交换量(CEC)和有机碳含量(SOC)的范围分别为4.28 ~ 8.42、7.20 ~ 25.4 cmol/kg和8.58 ~ 56.5 g/kg；土壤全量Cd(Cd全)的含量范围为0.06 ~ 33.2 mg/kg (平均值为5.72 mg/kg)，其中共有41个土样的Cd全超过GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》[18]的污染风险筛选值(表 2)；土壤全量Zn(Zn全)的含量范围为46 ~ 5 403 mg/kg (平均值为700 mg/kg)，其中有20个土样的Zn全超过污染风险筛选值(表 2)。由此可以看出，供试土壤间性质差异显著，能够很好地反映不同类型耕地土壤的性质变异范围。
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表 1 供试土壤基本性质 Table 1 Basic chemical properties of tested soils |
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表 2 供试土壤重金属全量超标情况 Table 2 Exceeding rates of Cd and Zn concentrations in tested soils referring to GB 15618—2018 |
将供试土壤自然风干后混匀过筛(< 4 mm)，分别取1.5 kg土样(烘干基)装入底部带有托盘的塑料盆中(直径15 cm，高20 cm)，每盆扦插4株长势基本一致的伴矿景天枝条，每个土壤设置4个重复。伴矿景天生长期间保持自然光照，昼夜平均气温分别为25 ℃和15 ℃，土壤含水量维持约70% 田间持水量。种植后1个月和4个月左右追肥两次，每盆各施用尿素(CO(NH2)2)0.5 g和磷酸二氢钾(KH2PO4)0.5 g。培养约150 d后，收获植株地上部，烘干称取地上部生物量，分析重金属及养分元素含量。
1.3 土壤和植物样品分析 1.3.1 土壤样品重金属与养分元素含量测定全量：称取过100目筛土壤样品约0.1 g于7 mL的聚四氟乙烯(PFA)材质溶样杯中，加入2 mL浓HNO3和1 mL HClO4 120 ℃消解2 h，后温度升至200 ℃消解4 h，开盖蒸发掉HNO3后加入1 mL HF继续消解1 h，待溶液清亮时200 ℃蒸干，最后用1%(m/V)稀HNO3溶液定容至10 mL，过滤后利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES，Avio™ 200，Perkin Elmer，美国)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS，Nexion 2000，Perkin Elmer，美国)测定消解液中的各元素(Cd、Zn、Ca、Mg、Fe、Mn、Ni、Cu、K)含量。
土壤有效态Cd、Zn、Mn、Ca、Mg、K含量测定[19]：称取过10目筛土壤2.00 g，加入20 mL NH4OAc溶液(1 mol/L，pH=7)，在往复振荡机上振荡0.5 h，放置6 h，并时加摇动，过滤，采用ICP-OES和ICP-MS测定浸出液中的元素含量。
1.3.2 植物样品重金属与养分元素含量测定称取植物样品约0.2 g于聚四氟乙烯密闭消解罐，加入6 mL浓HNO3和2 mL H2O2于105 ℃烘箱消解7 h，电热板上赶酸后定容，过滤，采用ICP-OES测定消解液中的各元素(同上)含量。
1.4 数据处理与统计分析所有土壤及植物样品测定数据均经过对数转换，以实现数据的正态分布和线性回归模型残差的方差齐性，采用Pearson相关(双侧检验)对不同变量进行相关性分析，预测地上部重金属含量的方程通过SPSS进行多元逐步回归获得。通过广义梯度增强模型(Generalized boosted models，GBM)分析自变量与因变量间的非线性关系，进一步探究影响伴矿景天重金属吸收的主控养分因子。GBM是一种基于集成学习和强化计算的算法模型，它扩展了Freund和Schapire的Adaboost算法和Friedman的梯度提升机，将一系列弱学习器组合成强学习器，从而提升总体模型的预测准确度[20]。使用该模型能够定量描述自变量对因变量方差的相对影响，而且通过偏相关图可以直观看到因变量随自变量的变化趋势。模型分析通过R语言中的GBM包实现。
所有数据表示为平均值±标准差，采用Excel 2016和SPSS 19.0进行统计分析，Origin 2023b进行绘图分析，统计显著性水平为P < 0.05或P < 0.01。
2 结果与分析 2.1 伴矿景天地上部生物量与重金属吸收量盆栽试验中生长在不同土壤上的伴矿景天均未出现明显的重金属毒害症状，其地上部平均生物量为9.33 g/pot(表 3)。供试土壤理化性质的不同对伴矿景天的生长有一定影响，其中在供试土壤Cd含量最大时(33.2 mg/kg)，对植物造成了毒害作用，导致该土壤上伴矿景天长势最弱，生物量最小。然而由于供试土壤全量重金属的变异范围很大，地上部重金属吸收量的变异范围较大，地上部Cd和Zn平均含量分别为174和3 536 mg/kg，最大值分别为1 141和14 779 mg/kg，接近于矿区环境报道的伴矿景天的地上部重金属含量[3]。地上部重金属吸收量随着生物量的增加而呈上升趋势，Cd和Zn平均吸收量分别为1.68和37.9 mg/pot，其中在紫砂岩发育的Ca和Mg含量较为丰富的矿区污染土壤上，伴矿景天长势良好，地上部Cd吸收量最大，为14.1 mg/pot。
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表 3 伴矿景天地上部生物量、重金属含量和吸收量 Table 3 Shoot biomass, metal concentration and uptake of Sedum plumbizincicola grown in tested soils |
供试土壤的养分元素供应状况如图 1和图 2所示。土壤全量Ca、Mg、Fe和Mn含量的平均值分别为8.25、6.23、42.8 g/kg和615 mg/kg，同时土壤NH4OAc提取的Cd、Zn、Ca、Mg、Mn和K有效态含量分别为2.02、22.5、2 380、148、61.4和90.1 mg/kg。根据第二次土壤普查土壤养分分级标准[21]，供试土壤有效态Ca和Mn供应充足(第一等级：Ca > 1 000 mg/kg，Mn > 30 mg/kg)，有效态Mg含量处于第三等级(100 ~ 200 mg/kg)，速效K含量水平位于第四等级(50 ~ 100 mg/kg)，在相当一部分土壤上修复植物可能出现Mg、K养分供应限制问题。
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图 1 供试土壤全量Ca、Mg、Fe、Mn、Ni、Cu和K含量 Fig. 1 Concentrations of total Ca, Mg, Fe, Mn, Ni, Cu and K in the tested soils |
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图 2 供试土壤有效态Cd、Zn、Ca、Mg、Mn和K含量 Fig. 2 Concentrations of available Cd, Zn, Ca, Mg, Mn, and K in tested soils |
相关分析(表 4)的结果表明：伴矿景天地上部生物量与供试土壤养分元素全量及有效态含量相关性均不显著。通过进一步的GBM分析，可以获得各养分因子对伴矿景天生长的相对贡献(表 5)和地上部生物量随养分元素含量变化的偏相关图(图 3)。可以看出，在所有研究的阳离子养分因素中，全量Mn对伴矿景天生物量的相对影响最大，贡献率为34.61%；其次为全量Fe和Cu、有效态Ca，贡献率分别为16.31%、13.60% 和12.27%。其中，当全量Mn＞1 300 mg/kg或有效态Ca范围为3 500 ~ 4 000 mg/kg时，地上部生物量随着全量Mn或有效态Ca含量的增加而逐渐降低(图 3A、3C)；相反地，地上部生物量与全Fe含量17.8 ~ 28.2 g/kg范围内呈正相关关系(图 3B)。全量Mg和有效Mg对地上部生物量也有一定影响，两者贡献率合计为12.25%(表 5)；其中在有效Mg含量为55 ~ 75 mg/kg的范围内，地上部生物量与有效Mg具有正相关关系，而当其含量较高或较低时，地上部生物量无明显变化(图 3D)。
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表 4 地上部生物量、重金属含量和吸收量与供试土壤养分元素供应的相关性 Table 4 Correlation of shoot biomass, metal concentration and uptake with nutrient concentrations in tested soil |
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表 5 各土壤养分元素对伴矿景天地上部生物量、重金属含量和吸收量相对贡献率(%) Table 5 Contribution rates of soil nutrient factors to shoot biomass, metal concentration and uptake of Sedum plumbizincicola |
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(图中土壤元素含量单位均采用mg/kg，下图同) 图 3 地上部生物量随土壤全Mn，全Fe，有效态Ca和有效态Mg含量变化的偏相关图 Fig. 3 Partial correlation diagram of shoot biomass with soil total Mn, total Fe, available Ca andavailable Mg concentrations |
地上部Cd和Zn含量均与对应土壤全量和有效态含量存在显著的正相关线性关系(图 4)；此外，地上部Cd含量和Cd吸收量与土壤有效态Ca和全量Mg含量显著正相关(表 4)。与相关分析结果吻合的是，GBM分析发现地上部Cd含量最大的养分影响因子为有效态Ca，贡献率达16.90%(表 5)，且地上部Cd含量随着有效Ca含量的增加而增加(图 5A)；其次，有效Mg对地上部Cd含量的贡献率为14.21% (表 5)，且随着有效Mg的增加，地上部Cd含量表现为逐渐降低的趋势(图 5B)。而地上部Zn含量和吸收量与土壤全量K显著正相关，同时地上部Zn吸收量还与土壤全量Mg显著正相关(表 4)。从相对贡献率看，地上部Zn含量的所有养分影响因子中，有效Mn和全量K的贡献率最大，分别贡献了17.76% 和17.63%(表 5)；且两者对地上部Zn含量的影响趋势大致相同，当其含量增加到一定程度后对地上部Zn含量无明显影响(图 6A、6B)。
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图 4 地上部Cd含量与土壤全Cd、有效态Cd及地上部Zn含量与土壤全Zn、有效态Zn的相关性 Fig. 4 Correlations between shoot Cd concentration with total Cd, available Cd and shoot Zn concentration with total Zn, available Zn |
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图 5 地上部Cd含量随土壤有效态Ca、有效态Mg和全量Mg含量变化的偏相关图 Fig. 5 Partial correlation diagram of shoot Cd concentration with soil available Ca, available Mg and total Mg concentrations |
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图 6 地上部Zn含量随土壤有效态Mn、全量K、全量Mg和有效态Mg含量变化的偏相关图 Fig. 6 Partial correlation diagram of shoot Zn concentration with soil available Mn, total K, total Mg and available Mg concentrations |
对土壤重金属及养分元素含量进行多元逐步线性回归分析，获得预测地上部Cd和Zn含量的回归方程(表 6)。结果表明，在土壤全量Zn基础上引入全量Ca、Fe和K也能显著提高地上部Zn含量的预测效果。
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表 6 地上部Cd和Zn含量与土壤重金属及养分元素含量多元线性逐步回归分析 Table 6 Multiple linear stepwise regression of shoot Cd and Zn concentrations with concentrations of soil heavy metals and nutrient elements |
除氮(N)、磷(P)养分元素外，部分土壤阳离子养分元素虽然含量较少，但其参与了植物体内关键的生理生化过程，对植物的生长发育和新陈代谢起着重要调控作用。众多研究表明，外源增加阳离子养分元素的供应，会促进植物生长并提高植物的生物量。梁婷等[22]采用均衡养分元素的施肥方法有效提高了作物养分储存能力和养分利用效率，促进了水稻(Oryza sativa L.)和小麦(Triticum aestivum L.)的生长和产量；伍龙梅等[23]发现，施用中微量元素肥料对植物干物质积累具有一定的积极作用，但持续增加中微量元素肥料用量对干物质积累的影响不大，过量还可能会对植物有毒害作用。
本试验中GBM分析结果表明土壤全Mn对伴矿景天生物量的相对影响最大。由于供试土壤Mn含量丰富，Mn对伴矿景天生长的效应主要表现为抑制作用。从图 3A看出，当土壤全量Mn含量 > 1 300 mg/kg后，植物生物量逐渐降低。有研究表明适量的Mn(20、200 mg/kg)可以促进玉米(Zea mays)根系的生长，提高玉米各部位生物量，但过量的Mn(2 000 mg/kg)则会对玉米产生一定的毒害作用[24]。同样地，水培试验中非积累型东南景天在1 000 μmol/L Mn处理即出现死亡情况，而对Mn有一定耐受能力的超积累型东南景天在5 000 μmol/L Mn处理下也出现毒害症状[15]。一般土壤溶液中Mn浓度的范围在0.1 ~ 800 μmol/L[24]，而本研究部分供试土壤采自南方酸性红壤区，Mn有效性高，土壤溶液中Mn浓度很有可能超过1 000 μmol/L，从而影响修复植物的生长。就常规植物而言，其体内Mn含量一般为10 ~ 150 mg/kg[19]，而本试验中种植的伴矿景天地上部Mn含量为254 mg/kg，很可能会对植物的生长产生一定的毒害作用。高含量的Mn会破坏细胞的抗氧化防御机制，导致植物激素种类和水平的改变，最终表现为生物量降低、植物发育受阻等多种症状[25]。
土壤全Fe含量是影响伴矿景天地上部生物量的第二大贡献因子，全Fe含量的增加导致伴矿景天地上部生物量不断上升并最终基本保持不变(图 3B)。Fe是植物体内很多酶的重要组分，同时还参与植物叶绿素的合成和电子传递，在植物生长和代谢过程中发挥着重要作用[26]。植物体内Fe的含量一般为50 ~ 250 mg/kg[19]，而本研究中伴矿景天地上部Fe的含量为202 mg/kg，位于该含量范围内，表明供试土壤Fe供应状况未引起Fe在修复植物体内的过量积累。
此外，土壤有效态Ca、Mg含量对伴矿景天的生长也有较大的贡献(表 4、表 5)。相关分析表明有效态Ca与生物量呈负相关，同时从偏相关图(图 3C)可以看出在一定范围内，地上部生物量随有效态Ca含量的增加而降低。供试土壤有效态Ca的平均值为2 386 mg/kg，远高于土壤养分分级标准中有效Ca的第一等级标准(1 000 mg/kg)，处于过量供应状态，这很大可能超出了伴矿景天生长所需含量阈值。过量的Ca吸收会造成植物叶片气孔关闭，从而抑制植物的生长[27]。李香君等[28]研究发现沙地樟子松(Pinus sylvestris var. Mongolica)幼苗最适土壤Ca含量保持在50 ~ 100 mg/kg，过高或过低的Ca含量都会抑制其生长发育。与Ca相反，有效Mg的增加促进了伴矿景天地上部生物量的积累(图 3D)。Mg是叶绿素的组成成分，促进叶绿素的形成，参与光合作用以及各类营养成分的合成，对植物生长发育有促进作用[29]。一般土壤中有效态Mg含量低于50 mg/kg作物就会出现缺Mg症状[30]。本研究供试土壤有效Mg的平均含量为148 mg/kg，属于中等供应水平，也位于伴矿景天对Mg需求范围内，因此有效Mg对地上部生物量表现出一定的正向促进作用。
3.2 土壤养分元素供应对伴矿景天Cd、Zn吸收的影响土壤阳离子养分元素(如Ca、Mg、Fe、Mn等)一方面会通过影响植物生理代谢和生长发育，间接影响植物对重金属的获取和吸收[31]；另一方面这些养分离子与重金属Cd和Zn可能会直接竞争跨膜运输过程中的转运蛋白，从而影响重金属在植物体内的积累[32]。
本研究结果发现，土壤全量Fe和Mn均会影响地上部Cd和Zn的含量和吸收量。GBM分析结果表明全量Fe和Mn对地上部Cd含量的贡献率分别为9.12% 和8.33%；有效Mn对地上部Zn含量贡献率达17.76%，对地上部Cd和Zn吸收量的贡献率分别为11.55% 和20.86%(表 5)。相关性分析表明，伴矿景天地上部Cd含量和吸收量与土壤全量Fe和Mn含量呈负相关关系(表 4)，这可能是由于Cd、Zn和Fe、Mn在根系细胞质膜上的转运存在竞争关系，Cd2+和Zn2+可以通过Fe2+和Mn2+的转运蛋白进入根系细胞[33-34]。研究发现Fe供应充足时，Fe转运子基因关闭，Fe吸收增加，Cd的被动吸收量下降，因此当土壤中Fe含量增加时植物对Cd的吸收和积累降低[35-36]；而土壤中Mn含量增加会促进土壤中有效Mn含量增加，促进植物根部对Mn的吸收，从而抑制植物根部对Cd的吸收，减少根部Cd向地上部的转运[12]。还有研究表明，外源施加Mn能增加土壤重金属在铁锰氧化物上的结合比例，增强土壤固相对重金属的固定能力，改变其在土壤中的赋存形态，降低重金属的生物有效性，从而抑制植物对重金属的吸收和积累[36]。有效Mn是地上部Zn含量的最大影响因子，但该变量并未出现在预测地上部Zn含量的最优多元回归方程中(表 6)。原因是土壤Fe和Mn高度正相关，共线性问题可能导致土壤Fe的变量代替Mn进入了回归方程。
土壤有效态Ca和Mg是影响伴矿景天地上部Cd含量的两个主要因子，并且土壤全Mg是地上部Cd吸收量的最大贡献因子，贡献率达20.2%(表 5)。Ca、Mg和Cd同是二价离子，且离子半径极度接近，它们能够共享许多转运蛋白、运输通道和结合位点，从而影响Cd在植物中的积累和转运[37]。一般而言，低Ca或低Mg供应条件下，植物Ca/Mg转运蛋白基因表达量显著提高，在吸收Ca或Mg的同时也能够促进植物对Cd的吸收[30]；而在过量供应Ca或Mg时，植物主要通过离子通道吸收Ca或Mg，因此土壤有效态Ca或Mg含量的提高会抑制植物对Cd的吸收[38-39]。赵涛等[10]的研究表明，在水培溶液Ca浓度不超过6 mmol/L，Mg浓度不超过10 mmol/L时，增加Ca或Mg的供应都会增加东南景天根部Cd的含量。本研究中，地上部Cd含量随着土壤有效态Ca含量的增加而逐渐增加(图 5A)。本研究供试土壤有效态Ca供应过量，正常来说过量Ca会降低地上部Cd含量，但本研究结果刚好相反。可能原因有：①过量Ca会降低伴矿景天的地上部生物量，由于“浓缩效应”，地上部Cd含量会有所上升；②伴矿景天是喜Ca植物，其根系对Ca的大量吸收会释放等量的H+，导致根系酸化，提高土壤Cd的生物有效性，从而提高地上部Cd含量[17]。从地上部Cd吸收量来看，其与土壤有效态Ca显著正相关(表 4)，表明增加土壤Ca的供应能一定程度促进修复植物对Cd的积累。与Ca不同的是，随着土壤有效态Mg含量的增加，地上部Cd含量逐渐降低(图 5B)。一方面土壤有效Mg含量增加促进了地上部生物量的积累，“稀释效应”导致地上部Cd含量降低；另一方面Mg2+与Cd2+竞争共享的转运蛋白或通道，降低了植物Cd的积累。例如，硫酸镁处理降低了小麦籽粒和秸秆Cd含量，抑制了小麦对Cd的吸收，并减少了Cd从秸秆向籽粒的转移[38]。
值得注意的是，土壤K在伴矿景天Zn吸收中发挥重要作用，伴矿景天地上部Zn含量和吸收量与土壤中K的含量呈显著正相关关系(表 4)，且全量K对地上部Zn含量贡献率为17.63%(表 5)。邹嘉成等[40]的研究表明施用K肥后土壤重金属Cd和Zn的有效态含量呈增加趋势，促进了伴矿景天对Cd和Zn的吸收和积累；沈丽波等[41]研究表明增施K肥提高了伴矿景天地上部Zn和Cd的含量，从而增大伴矿景天地上部Zn和Cd的积累。
综合可知，本试验表明土壤阳离子养分元素的供应状况对伴矿景天Cd和Zn的吸收能力具有一定的影响，其中土壤Mg和Mn是影响伴矿景天Cd和Zn吸收的主要阳离子养分元素。
4 结论土壤全量Fe和Mn含量是影响伴矿景天地上部生物量的主要养分因子；土壤中全量Mg、有效态Ca与地上部Cd含量以及吸收量有显著正相关关系，其对地上部Cd含量的贡献率分别为10.39% 和16.90%；有效态Mn对地上部Zn含量影响较大，贡献率为17.76%，且地上部Zn含量及吸收量与土壤全量K显著正相关；从地上部重金属的吸收量看，土壤Mg和Mn是影响伴矿景天Cd、Zn吸收的主要养分因子。因此，可以通过调控污染土壤的阳离子养分元素供应，提高植物修复效率，降低修复成本。但土壤中影响伴矿景天生长的阳离子养分元素的含量阈值以及各养分间配比情况尚不明确，还需要后续试验进一步完善和补充。
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3. Center of Cooperative Innovation for Recovery and Reconstruction of Degraded Ecosystem in Wanjiang City Belt, Wuhu, Anhui 241000, China;
4. Yugan County Management Office of Modern Agriculture Model District, Shangrao, Jiangxi 335199, China;
5. Provincial Key Laboratory of Biotic Environment and Ecological Safety in Anhui, Wuhu, Anhui 241000, China