中国农学通报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (4): 117-125.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0567
李静茹1(
), 李卓晴1, 向清清1, 李磊福2, 邹瑞娟2, 雷鸣1(
)
收稿日期:2025-07-01
修回日期:2025-12-08
出版日期:2026-02-27
发布日期:2026-02-27
通讯作者:
作者简介:李静茹,女,2001年出生,湖南浏阳人,硕士研究生,主要从事重金属污染修复研究。通信地址:410128 湖南省长沙市芙蓉区农大1路,E-mail:lijingru08@163.com。
基金资助:
LI Jingru1(
), LI Zhuoqing1, XIANG Qingqing1, LI Leifu2, ZOU Ruijuan2, LEI Ming1(
)
Received:2025-07-01
Revised:2025-12-08
Published:2026-02-27
Online:2026-02-27
摘要:
中国南方地区土壤Cd、As复合污染普遍存在,种植非食用性经济作物是重金属污染土壤安全利用和持续生产的重要策略。工业辣椒是一种新兴经济作物,工业辣椒对Cd、As的富集、转运规律及生长响应机制仍需深入研究。本研究通过盆栽试验,探究工业辣椒对Cd、As复合污染土壤中的吸收积累规律、器官分布特征及生长响应。结果表明,Cd、As复合污染显著抑制了工业辣椒的生长,且工业辣椒不同器官对Cd、As的富集特征不同,Cd含量表现为根>叶>茎,As含量则表现为根>茎>叶。各部位富集系数和转运系数均显示Cd>As,表明Cd在工业辣椒体内的富集和转运能力显著强于As。土壤有效态Cd、As受pH和对应元素总量影响显著,且有效Cd与有机质显著相关。最小二乘模型揭示,工业辣椒体内Cd、As含量受土壤中有效态Cd、As驱动,并间接受pH、有机质和总量调控,这些因素最终直接影响植物养分吸收与生长。
李静茹, 李卓晴, 向清清, 李磊福, 邹瑞娟, 雷鸣. 土壤镉砷复合污染对工业辣椒生长的影响[J]. 中国农学通报, 2026, 42(4): 117-125.
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| 土壤编号 | 有机质/(mg/kg) | 总氮/(g/kg) | 总磷/(g/kg) | pH | 总Cd/(mg/kg) | 总As/(mg/kg) | 有效Cd/(mg/kg) | 有效As/(mg/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CK | 29.92±1.53b | 1.28±0.16b | 0.55±0.16c | 6.47±0.04b | 0.30±0.66c | 20.62±0.71d | 0.06±0.00e | 0.53±0.02cd |
| X1 | 32.50±1.79b | 1.59±0.22ab | 0.22±0.05d | 6.43±0.28b | 0.58±0.04b | 37.53±4.48b | 0.16±0.01c | 0.36±0.03d |
| X2 | 48.17±2.93a | 2.05±0.33a | 0.65±0.17c | 6.22±0.11b | 1.10±0.12a | 35.91±1.90bc | 0.34±0.02a | 0.45±0.09cd |
| X3 | 33.65±2.19b | 1.90±0.54ab | 2.57±0.16a | 6.72±0.12b | 1.03±0.18a | 40.53±4.20b | 0.22±0.02b | 1.16±0.04b |
| X4 | 49.75±2.87a | 2.06±0.47a | 1.02±0.10b | 6.41±0.55b | 1.12±0.01a | 31.88±0.68c | 0.33±0.03a | 0.64±0.10c |
| X5 | 29.86±2.42b | 1.74±0.46ab | 0.93±0.18b | 7.50±0.04a | 0.76±0.10b | 78.93±2.70a | 0.12±0.02d | 3.29±0.21a |
| 土壤编号 | 有机质/(mg/kg) | 总氮/(g/kg) | 总磷/(g/kg) | pH | 总Cd/(mg/kg) | 总As/(mg/kg) | 有效Cd/(mg/kg) | 有效As/(mg/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CK | 29.92±1.53b | 1.28±0.16b | 0.55±0.16c | 6.47±0.04b | 0.30±0.66c | 20.62±0.71d | 0.06±0.00e | 0.53±0.02cd |
| X1 | 32.50±1.79b | 1.59±0.22ab | 0.22±0.05d | 6.43±0.28b | 0.58±0.04b | 37.53±4.48b | 0.16±0.01c | 0.36±0.03d |
| X2 | 48.17±2.93a | 2.05±0.33a | 0.65±0.17c | 6.22±0.11b | 1.10±0.12a | 35.91±1.90bc | 0.34±0.02a | 0.45±0.09cd |
| X3 | 33.65±2.19b | 1.90±0.54ab | 2.57±0.16a | 6.72±0.12b | 1.03±0.18a | 40.53±4.20b | 0.22±0.02b | 1.16±0.04b |
| X4 | 49.75±2.87a | 2.06±0.47a | 1.02±0.10b | 6.41±0.55b | 1.12±0.01a | 31.88±0.68c | 0.33±0.03a | 0.64±0.10c |
| X5 | 29.86±2.42b | 1.74±0.46ab | 0.93±0.18b | 7.50±0.04a | 0.76±0.10b | 78.93±2.70a | 0.12±0.02d | 3.29±0.21a |
| 级别 | 单因子污染指数 | 内梅罗综合污染指数 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 数值 | 污染等级 | 数值 | 污染等级 | ||
| 1 | Pi≤1 | 清洁 | PN≤0.7 | 安全 | |
| 2 | 1<Pi≤2 | 轻污染 | 0.7<PN≤1 | 警戒线 | |
| 3 | 2<Pi≤3 | 中污染 | 1<PN≤2 | 轻污染 | |
| 4 | Pi>3 | 重污染 | 2<PN≤3 | 中污染 | |
| 5 | PN>3 | 重污染 | |||
| 级别 | 单因子污染指数 | 内梅罗综合污染指数 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 数值 | 污染等级 | 数值 | 污染等级 | ||
| 1 | Pi≤1 | 清洁 | PN≤0.7 | 安全 | |
| 2 | 1<Pi≤2 | 轻污染 | 0.7<PN≤1 | 警戒线 | |
| 3 | 2<Pi≤3 | 中污染 | 1<PN≤2 | 轻污染 | |
| 4 | Pi>3 | 重污染 | 2<PN≤3 | 中污染 | |
| 5 | PN>3 | 重污染 | |||
| 土壤编号 | 单因子污染指数 | 内梅罗综合污染指数 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cd | As | |||||||
| 污染指数 | 污染等级 | 污染指数 | 污染等级 | 综合 | 污染等级 | |||
| CK | 0.75 | 清洁 | 0.69 | 清洁 | 0.74 | 警戒线 | ||
| X1 | 1.45 | 轻污染 | 1.25 | 轻污染 | 1.40 | 轻污染 | ||
| X2 | 2.75 | 中污染 | 1.20 | 轻污染 | 2.39 | 中污染 | ||
| X3 | 1.72 | 轻污染 | 1.62 | 轻污染 | 1.70 | 轻污染 | ||
| X4 | 2.80 | 中污染 | 1.06 | 轻污染 | 2.40 | 中污染 | ||
| X5 | 1.25 | 轻污染 | 3.16 | 重污染 | 2.72 | 中污染 | ||
| 土壤编号 | 单因子污染指数 | 内梅罗综合污染指数 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cd | As | |||||||
| 污染指数 | 污染等级 | 污染指数 | 污染等级 | 综合 | 污染等级 | |||
| CK | 0.75 | 清洁 | 0.69 | 清洁 | 0.74 | 警戒线 | ||
| X1 | 1.45 | 轻污染 | 1.25 | 轻污染 | 1.40 | 轻污染 | ||
| X2 | 2.75 | 中污染 | 1.20 | 轻污染 | 2.39 | 中污染 | ||
| X3 | 1.72 | 轻污染 | 1.62 | 轻污染 | 1.70 | 轻污染 | ||
| X4 | 2.80 | 中污染 | 1.06 | 轻污染 | 2.40 | 中污染 | ||
| X5 | 1.25 | 轻污染 | 3.16 | 重污染 | 2.72 | 中污染 | ||
| 土壤 编号 | Cd转运系数 | As转运系数 | Cd富集系数 | As富集系数 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 根-叶 | 茎-叶 | 根-茎 | 根-叶 | 茎-叶 | 根-茎 | 叶 | 根 | 茎 | 叶 | 根 | 茎 | ||||
| CK | 1.06±0.22a | 1.95±0.14a | 0.55±0.11ab | 0.60±0.03a | 1.08±0.13a | 0.56±0.05a | 3.14±1.18a | 2.89±0.51bc | 1.62±0.58b | 0.04±0.00a | 0.07±0.01ab | 0.04±0.01ab | |||
| X1 | 0.72±0.18b | 1.02±0.31bc | 0.75±0.27a | 0.34±0.12b | 0.96±0.29ab | 0.35±0.04a | 2.48±0.36a | 3.55±0.89b | 2.50±0.36a | 0.02±0.00b | 0.06±0.03ab | 0.02±0.01c | |||
| X2 | 0.74±0.18b | 1.20±0.09bc | 0.63±0.20ab | 0.23±0.04b | 0.76±0.23abc | 0.32±0.07a | 2.15±0.21a | 3.04±1.02bc | 1.79±0.12b | 0.02±0.00b | 0.08±0.01a | 0.03±0.01bc | |||
| X3 | 0.58±0.07b | 1.03±0.03bc | 0.56±0.08ab | 0.29±0.11b | 0.60±0.16bc | 0.50±0.14a | 0.77±0.17b | 1.34±0.30c | 0.75±0.15c | 0.02±0.00bc | 0.06±0.02ab | 0.03±0.00bc | |||
| X4 | 0.44±0.18bc | 1.52±0.44ab | 0.29±0.10b | 0.27±0.05b | 0.52±0.15bc | 0.57±0.28a | 2.55±0.54a | 6.17±1.55a | 1.73±0.38b | 0.02±0.00b | 0.08±0.02a | 0.04±0.01a | |||
| X5 | 0.25±0.06c | 0.72±0.31c | 0.41±0.27ab | 0.32±0.15b | 0.65±0.30c | 0.48±0.01a | 0.76±0.32b | 3.31±1.74bc | 1.14±0.53bc | 0.01±0.00c | 0.04±0.02b | 0.02±0.01c | |||
| 土壤 编号 | Cd转运系数 | As转运系数 | Cd富集系数 | As富集系数 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 根-叶 | 茎-叶 | 根-茎 | 根-叶 | 茎-叶 | 根-茎 | 叶 | 根 | 茎 | 叶 | 根 | 茎 | ||||
| CK | 1.06±0.22a | 1.95±0.14a | 0.55±0.11ab | 0.60±0.03a | 1.08±0.13a | 0.56±0.05a | 3.14±1.18a | 2.89±0.51bc | 1.62±0.58b | 0.04±0.00a | 0.07±0.01ab | 0.04±0.01ab | |||
| X1 | 0.72±0.18b | 1.02±0.31bc | 0.75±0.27a | 0.34±0.12b | 0.96±0.29ab | 0.35±0.04a | 2.48±0.36a | 3.55±0.89b | 2.50±0.36a | 0.02±0.00b | 0.06±0.03ab | 0.02±0.01c | |||
| X2 | 0.74±0.18b | 1.20±0.09bc | 0.63±0.20ab | 0.23±0.04b | 0.76±0.23abc | 0.32±0.07a | 2.15±0.21a | 3.04±1.02bc | 1.79±0.12b | 0.02±0.00b | 0.08±0.01a | 0.03±0.01bc | |||
| X3 | 0.58±0.07b | 1.03±0.03bc | 0.56±0.08ab | 0.29±0.11b | 0.60±0.16bc | 0.50±0.14a | 0.77±0.17b | 1.34±0.30c | 0.75±0.15c | 0.02±0.00bc | 0.06±0.02ab | 0.03±0.00bc | |||
| X4 | 0.44±0.18bc | 1.52±0.44ab | 0.29±0.10b | 0.27±0.05b | 0.52±0.15bc | 0.57±0.28a | 2.55±0.54a | 6.17±1.55a | 1.73±0.38b | 0.02±0.00b | 0.08±0.02a | 0.04±0.01a | |||
| X5 | 0.25±0.06c | 0.72±0.31c | 0.41±0.27ab | 0.32±0.15b | 0.65±0.30c | 0.48±0.01a | 0.76±0.32b | 3.31±1.74bc | 1.14±0.53bc | 0.01±0.00c | 0.04±0.02b | 0.02±0.01c | |||
| 土壤 编号 | 生物量/ (g/株) | 叶面积/ cm2 | 株高/ cm | 株幅/ cm | 叶绿素/ SPAD | 净光合速率/ [μmol/(m2·s)] | 气孔导度/ [mol/(m2·s)] | 胞间二氧化碳浓度/ (μmol/mol) | 蒸腾速率/ [mmol/(m2·s)] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CK | 52.37±2.16a | 296.03±38.14a | 39.50±2.50a | 49.57±3.17a | 42.37±2.06c | 9.55±1.07a | 0.13±0.03a | 264.64±12.53a | 3.64±0.19a |
| X1 | 17.04±2.00c | 164.36±9.00b | 21.00±1.73b | 29.00±3.46c | 46.80±5.51bc | 10.02±1.12a | 0.11±0.02ab | 238.79±15.50a | 3.49±0.74a |
| X2 | 24.86±1.69ab | 148.78±42.76b | 19.33±6.39ab | 32.95±5.81bc | 51.53±0.80ab | 9.89±0.71a | 0.13±0.02ab | 245.57±12.24a | 3.89±0.33a |
| X3 | 21.22±3.71ab | 136.17±34.65b | 21.17±1.04b | 37.83±0.76b | 47.60±1.92abc | 8.25±2.38ab | 0.08±0.04ab | 216.37±34.63a | 2.86±1.14ab |
| X4 | 26.47±8.96b | 193.63±24.53b | 21.42±4.58b | 30.67±6.66bc | 54.75±4.63a | 11.95±3.22a | 0.17±0.10a | 236.43±44.98a | 4.89±2.22a |
| X5 | 4.27±0.61d | 58.90±19.64c | 13.67±2.31b | 18.00±1.00d | 51.50±5.92ab | 5.66±2.22b | 0.04±0.02b | 163.90±17.42b | 1.38±0.64b |
| 土壤 编号 | 生物量/ (g/株) | 叶面积/ cm2 | 株高/ cm | 株幅/ cm | 叶绿素/ SPAD | 净光合速率/ [μmol/(m2·s)] | 气孔导度/ [mol/(m2·s)] | 胞间二氧化碳浓度/ (μmol/mol) | 蒸腾速率/ [mmol/(m2·s)] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CK | 52.37±2.16a | 296.03±38.14a | 39.50±2.50a | 49.57±3.17a | 42.37±2.06c | 9.55±1.07a | 0.13±0.03a | 264.64±12.53a | 3.64±0.19a |
| X1 | 17.04±2.00c | 164.36±9.00b | 21.00±1.73b | 29.00±3.46c | 46.80±5.51bc | 10.02±1.12a | 0.11±0.02ab | 238.79±15.50a | 3.49±0.74a |
| X2 | 24.86±1.69ab | 148.78±42.76b | 19.33±6.39ab | 32.95±5.81bc | 51.53±0.80ab | 9.89±0.71a | 0.13±0.02ab | 245.57±12.24a | 3.89±0.33a |
| X3 | 21.22±3.71ab | 136.17±34.65b | 21.17±1.04b | 37.83±0.76b | 47.60±1.92abc | 8.25±2.38ab | 0.08±0.04ab | 216.37±34.63a | 2.86±1.14ab |
| X4 | 26.47±8.96b | 193.63±24.53b | 21.42±4.58b | 30.67±6.66bc | 54.75±4.63a | 11.95±3.22a | 0.17±0.10a | 236.43±44.98a | 4.89±2.22a |
| X5 | 4.27±0.61d | 58.90±19.64c | 13.67±2.31b | 18.00±1.00d | 51.50±5.92ab | 5.66±2.22b | 0.04±0.02b | 163.90±17.42b | 1.38±0.64b |
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