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以Cd超积累植物小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)为研究对象,以某Cd污染场地受Cd污染土壤为供试土壤。供试土壤为砂质壤土,Cd含量为247 mg/kg。通过盆栽实验研究三种外源天然有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸)对小飞扬草富集Cd的影响,探讨外源天然有机酸强化小飞扬草修复Cd污染土壤的可能性。同时,通过研究有机酸对土壤p H值及Cd形态、小飞扬草生理生化特性及体内Cd形态的影响,探讨有机酸影响小飞扬草富集Cd的可能作用机制。(1)有机酸对小飞扬草富集Cd的影响将小飞扬草成株移植并每天添加有机酸,15d后,三种外源有机酸不同程度地提高了小飞扬草根部和地上部Cd含量,强化效果:草酸>柠檬酸>苹果酸。加入10 mmol·kg干土-1的草酸使小飞扬草地上部分Cd含量达最大值77.21mg/kg,比对照组提高87.72%。(2)有机酸对土壤p H值及Cd形态的影响有机酸的添加使得土壤p H值下降,在添加量相同的情况下,p H下降幅度:草酸>柠檬酸>苹果酸,分别使土壤p H值从7.65下降至6.01~7.00、6.62~7.30、6.72~7.45。不同浓度(5、10、20mmol·kg干土-1)的三种有机酸均使得土壤中酸溶态Cd含量显著增加(从40.94mg/kg增加至51.57~83.01mg/kg),残渣态Cd含量显著下降,苹果酸处理组相对于柠檬酸和草酸处理组来说变化较小。有机酸可能是通过降低土壤p H值,增加酸溶态Cd含量,从而提高土壤中Cd的生物有效性,促进小飞扬草吸收土壤中的Cd。(3)有机酸对小飞扬草生理生化特性的影响与对照相比,不同浓度(5、10、20mmol·kg干土-1)草酸或柠檬酸的加入均提高了小飞扬草根系活力、根ATP酶活性,降低了根细胞膜透性。与同浓度柠檬酸相比,草酸的影响更明显。与对照相比,5mmol·kg干土-1及10mmol·kg干土-1苹果酸的加入增加了根系活力及根ATP酶活性,降低了根细胞膜透性,而浓度增加至20mmol·kg干土-1时反而导致根系活力及根ATP酶活性比对照组低,根细胞膜透性与对照组无显著性差异。小飞扬草的根茎叶SEM表征也说明适量的外加有机酸对小飞扬草的根茎叶结构有改良效应。(4)基于XRD技术的小飞扬草根茎叶Cd形态分析对照组及有机酸处理组小飞扬草根茎叶各器官均可能存在C4H4Cd O5·3H2O(苹果酸镉水合物),且添加了苹果酸的小飞扬草的根茎叶部苹果镉水合物特征峰强度要强于对照组和其他两组实验组,所有组的叶部还可能都存在C4H4Cd O4·5H2O(酒石酸镉)。添加了草酸的小飞扬草的根茎叶部还可能存在C2Cd O4·H2O(草酸镉水合物)、C2Cd O4·3H2O(草酸镉水合物)。这说明苹果酸镉及酒石酸镉本身就是小飞扬草在修复含镉土壤过程中所产生的代谢产物,而外源添加的草酸和苹果酸可能参与了小飞扬草吸收、转运、富集土壤中Cd的过程。