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铬的开采、冶炼、铬盐生产及皮革、电镀等行业产生的三废排放使农田土壤受到一定程度的铬污染,从而影响作物生长及农产品安全。由于不同作物之间外部形态、内部结构和富集重金属的生理生化机制的不同,其对重金属的吸收富集亦存在着明显不同。比较不同作物种类对重金属Cr富集能力的差异,判别不同作物对Cr污染土壤的敏感性,可以为Cr污染土壤中作物的合理安全种植提供理论依据,同时为土壤Cr安全阈值的确定提供数据支撑。本研究首先基于文献收集的中国土壤及作物可食部中的Cr含量,计算了作物对土壤Cr的富集系数(BCF),建立了不同作物BCF与土壤性质的预测模型。采用预测模型将不同来源的BCF归一化到相同的土壤条件下,构建了基于BCF的物种敏感性分布(SSD)曲线,并分析了作物对Cr的富集能力差异及其影响因素;然后通过水培实验研究了6种作物(小麦、萝卜、黄瓜、白菜、油菜和生菜)的生长参数、耐受指数、光合作用参数及抗氧化酶(超氧化歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD))对Cr(Ⅵ)的胁迫响应及富集能力;最后使用外源添加Cr(Ⅵ)的土壤进行盆栽实验,通过测定作物可食用部分Cr含量和土壤有效态Cr含量,得到基于有效态的BCF数据,采用SSD方法比较作物之间的富集能力差异。取得的主要研究结果如下:BCF受作物种类、土壤性质(pH、阳离子交换量(CEC)或有机碳(OC)含量)的显著影响;在pH=7、OC=1.5 g·kg-1及CEC=15 cmol·kg-1土壤条件下,小麦籽粒对土壤Cr的富集能力最弱,9种蔬菜可食部对土壤Cr的富集能力顺序为:芹菜>空心菜>苋菜>油麦菜>小白菜>油菜>菠菜>生菜>茼蒿;不同pH的土壤中,作物对Cr的富集能力顺序为:碱性土壤>中性土壤>酸性土壤,并且随着土壤阳离子交换量的增加,BCF值降低。水培条件下,随着Cr(Ⅵ)浓度的升高,6种作物的根表面积、地上部与根部生物量均不同程度降低,其中小麦地上部生物量降低率最小,生菜地上部生物量降低率最大。小麦、萝卜、白菜和生菜叶片的SOD和POD活性在5 mg·L-11 Cr(Ⅵ)处理时均显著降低。另外,白菜和萝卜SOD活性在1 mg·L-1 Cr(Ⅵ)处理时显著降低,这表明两种作物对Cr(Ⅵ)较为敏感。对于白菜和油菜,1 mg·L-1或5 mg·L-11 Cr(Ⅵ)处理对POD产生显著活化作用。然而,黄瓜叶片的SOD和POD活性在两种Cr(Ⅵ)浓度处理下均未产生显著变化,表明黄瓜对Cr(Ⅵ)的胁迫不敏感。6种作物地上部和根系Cr含量均随Cr(Ⅵ)浓度的升高呈增加趋势,并且Cr主要积累在根部。其中,5 mg·L-11 Cr(Ⅵ)处理下,6种作物地上部Cr含量由高到低的顺序为:白菜>油菜>生菜>小麦>萝卜>黄瓜,并且白菜Cr转移系数较大,生菜转移系数较小。综上所述,小麦的生长对Cr表现出较强的耐受性,地上部对Cr的富集能力较小;就对生长的抑制作用而言,生菜是最敏感的蔬菜,且Cr主要富集在根系;白菜的生长对Cr具有一定的耐受性,且可食部Cr的积累量最高。因此在中低Cr污染土壤中种植作物时,应注意叶菜类蔬菜尤其是白菜的食品安全问题。土壤外源添加2.8 mg·kg-1和5.6 mg·kg-1 Cr(Ⅵ)条件下,8种作物的可食用部分Cr的含量均未超过食品安全标准中规定的限量值;油麦菜在山东潮土和江西红壤两种土壤中对Cr的吸收能力均较弱,说明其具有较强的抗土壤Cr污染能力;物种敏感性分布结果表明胡萝卜在两种土壤类型中的敏感性差异较大,生菜是叶菜中对土壤Cr较敏感的蔬菜;双因素方差分析结果表明,品种及品种和土壤类型互作对作物Cr含量影响较大。因此,在轻度Cr污染的农田种植作物时,应根据土壤类型筛选Cr富集能力低的作物。基于土壤总Cr的安全阈值在山东潮土和江西红壤中分别为79.5 mg·kg-1和135 mg·kg-1,而基于有效态Cr的安全阈值则分别为0.85 mg·kg-1和0.80 mg·kg-1。尽管基于总Cr的安全阈值在江西红壤和山东潮土中差距很大,但基于有效态的安全阈值却非常接近。因此,基于有效态Cr制定土壤的安全阈值更为科学合理。