本文是一篇农业论文，本研究结果表明氮磷营养增加超富集植物鬼针草修复土壤重金属污染。氮肥和氮磷联合施加显著促进重金属Cd、Cu、Pb污染下鬼针草生长，生物量增加，尤其是促进地上部生长。氮肥和氮磷联合施加显著增强重金属 Cd、Cu、Pb污染下鬼针草根系耐受性。
第 1 章 绪论
1.1 土壤重金属污染概述
1.1.1 土壤重金属污染的现状
土壤重金属污染是由于人类活动使土壤中重金属污染物增加，重金属浓度超过其土壤背景值，致使生态环境遭到破坏以及威胁到人类身体健康的现象。随着经济全球化的迅速发展，工业规模扩大和城市化发展迅速，重金属污染物进入土壤，致使土壤重金属污染情况越来越严重。当前，我国重金属污染严峻，据 2014 年 4 月环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区耕地土壤污染较重,工矿业废弃地土壤环境问题急需解决。造成土壤问题的主要原因是工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高[1]。另外，重金属污染中毒事件频频发生，例如：河南千名儿童铅中毒事件，湖南武冈市血铅超标事件，以及二十世纪 50 年代日本本富山县镉中毒骨痛病事件等，土壤重金属污染严重的威胁人类的身体健康。
云南省的矿业发展史较长，历史遗留的土壤重金属污染问题严重，土壤背景值偏高，治理艰难。云南省矿产资源储量排名全国前列，矿业经济发展迅速，矿产品的产量产值位居全国前列。1999 年，云南矿业总资产是全省工业总资产的 4 倍，矿业总产值是工业总产值的 3 倍[2]。云南省的矿业发展史较长，历史遗留的土壤重金属污染问题严重，土壤背景值偏高，治理艰难。随着社会经济的发展，现有的矿产开发方式中存在的问题，再加上农民滥用化肥、农药，致使云南省土壤重金属污染严峻，其中，林地、农耕地重金属污染情况最为严峻。农耕地与农业生产息息相关，农耕地的土壤质量关系到人类的生命健康以及农业的发展；林地是林业发展的物质基础。森林中的植物通过光合作用吸收二氧化碳，能净化空气和改良土壤、避免水土流失、从土壤中汲取养分，因此农耕地和林地的重金属污染治理和修复尤为关键。
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1.2 土壤重金属污染的修复技术研究进展
随着人类社会的不断发展，可利用的土壤资源日益稀缺。尤其土壤重金属污染的后果非常严重，影响土壤正常功能,作物产量降低,重金属通过食物链对人体造成危害,所以修复重金属污染土壤迫在眉睫。目前，重金属污染修复技术不断更新发展，但无法克服一些固有的局限，需要综合考虑修复成本、适用范围、修复速率等方面，同时也要对已修复土壤进行长期监测。探索其经济、高效、环保的修复技术，或许物理、化学修复技术结合植物修复将成为未来重金属污染土壤修复的重要研究方向。
土壤重金属污染一旦形成，治理和恢复难度很大。我们常用的重金属污染土壤修复技术大部分工程量浩大，需要用到大型修复设备，对土壤扰动度比较大，容易破坏土壤原本结构，后期维护更加困难，也破坏了土壤小动物的生存环境以及扼杀土壤中能吸收重金属的低等动物。同时，重金属污染土壤修复国家财政缺口较大，修复经费来源尚未细化，与实际污染修复任务差距悬殊；土壤污染修复责任人不明确，责任分配方式模糊；社会力量参与度较低，对重金属污染不了解也没有意识。另外，重金属在土壤中移动性差、难以被降解、污染具有不可逆性、隐蔽性的特点,并可通过食物链最终影响人类健康。
基于重金属污染物对人体和自然环境的破坏，重金属污染修复技术是当今全球广泛关注的热点问题。土壤重金属污染修复的方法主要有物理修复技术、化学修复技术、生物修复法和联合修复技术。
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第 2 章 鬼针草和狼尾草种子萌发与生长对镉胁迫的响应
2.1 材料与方法
2.1.1 供试材料
供试鬼针草（Bidens Pilosa）种子采集于昆明呈贡区云南师范大学东区附近农田，狼尾草（Pennisetum alopecuroides）种子采购于云南四季春草业有限责任公司。种子收集后，优势种子的选取应遵循大小均匀、相对饱满的原则，然后用 10%的双氧水对挑选出来的优势种消毒 15min，接着利用超纯水反复冲洗 5 次，最后用超纯水浸种48h。除去劣质的种子之后用滤纸吸干表面水分，用于胁迫试验。
2.1.2 试验方法
2.1.2.1 种子萌发试验
选取无病虫害、大小均匀和形状饱满的种子，采用水培法进行种子萌发试验，培养皿中放置已配置好的培养液，至滤纸饱和为止。培养皿（直径 9cm）内均匀放入随机选取的 20 粒种子，每个处理 4 个重复。镉（Cd2+）质量浓度设置为 0、8、40、200mg/L 共四个水平。采用培养温度为 20℃的光照培养箱培养种子萌发后，每天定时记录发芽情况，10 天后发芽完成。培养完成后，用滤纸将萌发的种子表面水分吸干，种子的根长和芽长用游标卡尺测定。
2.1.2.2 重金属耐性综合评价
应用模糊数学中隶属函数法对 2 种试验种子萌发期耐 Cd2+进行综合评价。利用公式（7）分别计算每种参试植物各项指标在不同质量浓度 Cd2+下的具体隶属函数值 R(Xi)[65] 指标包括发芽率、 发芽势、发芽指数、活力指数、根长、芽长，把每一指标下的隶属函数值累加求平均值，最后把每种植物各项指标隶属函数值累加求平均值。平均隶属函数值越大，种子在萌发期耐重金属离子的耐性越强。
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2.2 数据处理
使用软件 Excel 2010 进行数据的录入与整理，使用 Origin 软件作图分析数据，同时使用软件 SPSS 23 对数据进行方差分析和差异显著性检验。
鬼针草和狼尾草均为 Cd2+的超富集植物，Cd2+胁迫对 2 种植物的种子萌发具有一定的影响。根据图 1-A 可知，鬼针草和狼尾草的发芽率和发芽势均随着Cd2+质量浓度的升高呈现先上升后下降的趋势。在 Cd2+质量浓度 40mg/L 时鬼针草的发芽率最大，在质量浓度为 40-200mg/L 时发芽率显著高于对照（P＜0.05）；狼尾草种子的发芽率在 Cd2+ 8mg/L 时达到最大，Cd2+ 质量浓度 8-40mg/L 时发芽率显著高于对照（P＜0.05）。相同 Cd2+处理下鬼针草的发芽率显著高于狼尾草。（P＜0.05）
随着 Cd2+质量浓度的上升鬼针草的发芽势比对照提升 25%、125%和 108%，而狼尾草的发芽势比对照提升 80%、160%和-80%，Cd2+ 40mg/L 时，两者的发芽势达到最大值，然后随着浓度升高而呈现下降的趋势，但狼尾草的下降趋势更明显，说明适当的 Cd2+处理对鬼针草和狼尾草的发芽势起到一定的促进作用，且狼尾草对镉的胁迫耐性较弱（图 2.1B）。
图 2.1 不同质量浓度镉胁迫下鬼针草和狼尾草的发芽率、发芽势变化
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第 3 章 氮磷营养对鬼针草修复土壤重金属污染效果研究...........................33
3.1 材料与方法...........................33
3.1.1 供试材料...........................33
第 4 章 氮磷营养对植物群落修复土壤重金属污染研究...........................39
4.1 材料与方法...........................39
4.1.1 试验材料...........................39
4.1.2 温室试验设计...........................39
第 5 章 土壤重金属污染不同修复技术的经济性综合分析...........................45
5.1 不同修复技术的经济性比较...........................45
5.1.1 物理修复技术的成本估算...........................45
5.1.2 化学修复技术的成本估算...........................45
第 5 章 土壤重金属污染不同修复技术的经济性综合分析
5.1 不同修复技术的经济性比较
我们一般常用的受重金属侵染后的土壤修复方法从大体上区分为三类，分别为物理技术修复方法、化学技术修复方法和生物技术修复方法。在三种方法中第一类物理修复土壤重金属侵染的方法主要是通过土壤与重金属污染物的物理性质层面的不同（例如挥发性、在电厂中的一些行为）或者是受侵染土壤与未受到侵染的土壤颗粒之间的物理方面的性质不同（例如密度方面），通过使用物理方面中机械处理的方式将土壤中存在的污染成份与土壤的基质进行分离处理的方法。第二类化学修复受侵染土壤的技术方法是通过运用一种化学反应方法或多种化学方法来进行受侵染土壤中的有害物质分解，最终在化学反应的方式下实现有毒物质的分解和降解，达到修复和改良土壤状态，使受侵染土壤逐步转化为优质土壤。而第三类的生物修复方法技术则是充分发挥生物自身反应过程或是通过生物体的活动等方式来做到土壤和地下水方面的修复的方式方法。
目前，我国国内的林地和生活生产用地中，土壤表层土中的营养成分，无论是从种类数量方面还是养分含量上来看都是非常丰富的，在土壤和大气的接触层面来看，城图的作用是最为明显的，时间上也是最长的；同时，对于农业生产用地来说，上层的土壤又是在生活生产劳作中，最容易受到人为施肥中覆盖到的土层位置。
我们在修复污染土壤时，重点修复污染土壤的第一层和第二层（0.5-0.8m），因此，本文在重金属污染土壤修复技术成本估算过程中，修复深度为 0.5m。
表 3.1 所用土壤的物
