麥晉賢　李韻雪　黃曉莉　閔遠洋　廖沛然　楊全

關(guān)鍵詞：硫酸鉀；有機質(zhì)；抗氧化酶活性；土壤鎘形態(tài)；崗梅；鎘吸收

中圖分類號：S158 文獻標(biāo)識碼：A

崗梅[Ilex asprella （Hook.et Arn.） Champ.exBenth]屬冬青科冬青屬植物，主要分布于廣東、廣西、湖南等嶺南地區(qū)。崗梅在南方地區(qū)應(yīng)用廣泛，其根、莖、葉均可入藥，具有清熱解毒、生津、利咽、散瘀止痛等功效，是感冒中成藥的重要原料之一，也是多種涼茶配方中的主要藥味[1]。目前，野生崗梅已不能滿足市場需求，為保證感冒中成藥的生產(chǎn)，現(xiàn)企業(yè)已經(jīng)開始大面積種植崗梅。有研究表明，崗梅根、莖、葉中的鎘含量超出正常值，崗梅具有富集重金屬鎘的可能[2-3]，因此，如何消減崗梅體內(nèi)的重金屬迫在眉睫。

鎘對全球土壤的污染日益普遍，每年約3 萬t來自工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動所產(chǎn)生的鎘進入生物圈，導(dǎo)致土壤鎘污染形勢日益嚴峻[4]。重金屬鎘由于具有很高的流動性，可被植物吸收，然后順著食物鏈進入人體內(nèi)損害人體的腎臟、肝臟等器官，從而導(dǎo)致人體器官受損，甚至出現(xiàn)癌癥[5]，威脅人類健康。而受鎘脅迫的藥用植物通常表現(xiàn)出生理代謝失調(diào)、生長發(fā)育受阻、藥材品質(zhì)下降等現(xiàn)象，如鎘脅迫能顯著降低石竹幼苗生物量累積[6]，導(dǎo)致三七中皂苷的積累減少，影響三七藥材的質(zhì)量[7]。植物為了抵抗鎘污染的環(huán)境，會通過調(diào)節(jié)自身抗氧化酶系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）等來提高對鎘的耐受性[8]，以應(yīng)對不良環(huán)境對其生長的影響，如ZHANG 等[9]研究發(fā)現(xiàn)植物一年蓬根中SOD、CAT最大活性出現(xiàn)在Cd 脅迫濃度為50 μmol/L 時，之后隨著Cd 濃度的增加而降低，DAUD 等[10]研究表明，在Cd 脅迫濃度為1000 μmol/L 下，2 種不同品種轉(zhuǎn)基因棉花葉片中SOD 活性相比對照組顯著增加。

鉀作為一種藥用植物必需的大量元素之一，在藥用植物的生長發(fā)育過程中起著不可替代的作用。除了土壤中自然存在的鉀素外，人們還可以通過追施鉀肥為藥用植物補充鉀素。據(jù)研究表明，施加鉀素可以降低植物體內(nèi)的重金屬鎘積累，王小晶[11]研究發(fā)現(xiàn)，在鎘污染土壤中施加鉀肥可以提高白菜產(chǎn)量，其中，氯化鉀比硫酸鉀效果更好，但硫酸鉀肥降低白菜葉片重金屬鎘積累效果最優(yōu)。石玥[7]研究發(fā)現(xiàn)，在盆栽條件下，鉀肥可以顯著降低三七主根、剪口、筋條中重金屬鎘積累。本研究采用盆栽實驗，在鎘脅迫下施用不同濃度的硫酸鉀，測定不同濃度的硫酸鉀處理下崗梅根、莖和葉中鎘含量和抗氧化酶活性以及根際土壤的理化特征指標(biāo)，探究硫酸鉀對崗梅鎘吸收轉(zhuǎn)運抑制活性的作用機制，為開發(fā)崗梅藥材生產(chǎn)中的重金屬鎘消減技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究所用崗梅苗為一年生崗梅，株高約60 cm，經(jīng)廣東藥科大學(xué)楊全教授鑒定為梅葉冬青。水培試驗和土培試驗均于2021 年在廣東藥科大學(xué)中藥學(xué)院實驗樓一樓盆栽場進行（23°3′32″N，113°24′24″E）。供試土壤采自廣東藥科大學(xué)后山土壤，質(zhì)地為黃泥土，土壤除去樹根、樹葉和石塊等雜質(zhì)后自然曬干過篩備用。供試硫酸鉀、氯化鉀為分析純。土壤基本理化性狀為：水解性氮193.10 mg/kg，有效磷32.75 mg/kg，速效鉀198.35mg/kg，交換性鈣1013.42 mg/kg，全氮0.09%，全磷0.13%，全鉀1.23%，全鈣0.45%，有機質(zhì)4.57%，總鎘含量0.10 mg/kg。

1.2 方法

1.2.1 鉀肥種類篩選 設(shè)置Cd 濃度水平為50 μmol/L，設(shè)置3 個氯化鉀濃度：3.00（KCl 1）、6.00（KCl 2）、12.00（KCl 3）mmol/L；3 個硫酸鉀濃度：1.50（K₂SO₄1）、3.00（K₂SO₄2）、6.00（K₂SO₄3）mmol/L。處理如下：CK（不加Cd，不施肥）、Cd+KCl 1、Cd+KCl 2、Cd+KCI 3、Cd+K₂SO₄1、Cd+K₂SO₄2、Cd+K₂SO₄3，共7 個處理組，每個處理組6 個重復(fù)。按照以上處理分別配制培養(yǎng)液于規(guī)格70 cm×26 cm×40 cm 的花盆中，將崗梅實生苗置于培養(yǎng)液中，培養(yǎng)至第3 天和第5 天各收取崗梅苗樣品6 株，清洗根部后置于20 mmol/L 乙二胺四乙酸二鈉溶液中浸泡20min，剪取崗梅苗根部，放置60 ℃烘箱烘干5 d，最后測定根部鎘含量。

1.2.2 土培Cd 脅迫水平確定 設(shè)置Cd 濃度：0、50、100 mg/kg，共3 個處理組，每個處理組重復(fù)6 次，每個花盆移栽12 株崗梅實生苗?；ㄅ枰?guī)格為70 cm×26 cm×40 cm，每個花盆裝干燥土壤26.0kg，除CK 外，添加Cd 處理組土壤加入一定濃度的CdCl2 溶液并攪拌均勻，所有土壤處理后曬干，統(tǒng)一裝盆后，每盆加入等量去離子水，保持土壤80%田間持水量，在移栽崗梅苗入盆后稱重，每3 d 稱重1 次，補足水分。自移栽開始，于第15、30 天分別采收1 次樣品，采收后崗梅苗樣品處理方法同1.2.1，最后測定根部鎘含量。

1.2.3 硫酸鉀盆栽試驗 本研究采用盆栽試驗，由1.2.1 和1.2.2 結(jié)果得知，較合適Cd 脅迫濃度為50 mg/kg，較適合鉀肥種類為硫酸鉀。硫酸鉀肥濃度設(shè)置為：0.75（K1）、1.50（K2）、3.00（K3）g/kg土。處理如下：CK、Cd、Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3，每個處理組6 個重復(fù)。每盆種11 株一年生崗梅實生苗?；ㄅ枰?guī)格為70 cm×26 cm×40 cm，每個花盆裝干燥土壤26.0 kg，除CK 外，鎘脅迫處理組土壤加入CdCl2 溶液并攪拌均勻，鉀肥處理組將不同濃度的硫酸鉀拌入土壤中，所有土壤處理后曬干，統(tǒng)一裝盆后，每盆加入等量去離子水，保持土壤80%田間持水量，再移栽崗梅苗入盆后稱重，每3 d 稱重1 次，補足水分。自移栽開始，于第15、30、45 天分別采收1 次樣品，每次采收每個處理組崗梅植株6 株，并把崗梅植株根部附著土壤抖進袋子作為根際土壤用。采收后的植株用去離子水沖洗根部剩余泥土， 然后置于20 mmol/L 乙二胺四乙酸二鈉溶液中浸泡20 min，隨后把崗梅植株分成根、莖、葉3 部分進行編號和保存，部分用作干燥樣品，需放置60 ℃烘箱烘干5 d，新鮮樣品則不需烘干。

1.2.4 根際土壤理化特征指標(biāo)測定 每次采收樣品后，每個處理組的根際土壤在室內(nèi)25 ℃陰干，碾碎后過60 目篩后用于各項指標(biāo)測定。

（1）根際土壤pH 測定。土壤pH 測定方法：將風(fēng)干土樣過篩后，稱取10 g 于100 mL 燒杯內(nèi)，往燒杯內(nèi)加入25 mL 去離子水，持續(xù)攪拌5 min，靜置1 h 后，過濾取上清液測定溶液pH。

（2）根際土壤有機質(zhì)、全鉀、速效鉀測定。根際土壤有機質(zhì)、全鉀、速效鉀含量按照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準《森林生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測方法》（LY/T1952—2011）測定。有機質(zhì)采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法；全鉀采用氫氧化鈉熔融-火焰原子吸收分光光度法；速效鉀采用乙酸銨提取-火焰原子吸收分光光度法。

（3）土壤中重金屬鎘不同賦存形態(tài)提取液的制備。土壤不同賦存形態(tài)采用Tessier 連續(xù)提取法[12]。

1.2.5 崗梅生理指標(biāo)測定 超氧化物歧化酶采用氮藍四唑法測定；過氧化物酶采用愈創(chuàng)木酚法測定；過氧化氫酶活性采用紫外吸收法測定[13]。

樣品制備：稱取新鮮崗梅根、莖、葉組織0.5 g，加少量0.05 mol/L pH=7.8 的磷酸鹽緩沖液（含1%PVPP，去除酚類物質(zhì)），于球磨儀在4 ℃下研磨至勻漿狀，用磷酸鹽緩沖液定容至10 mL，最后置冷凍離心機在4 ℃、12 000 r/min 下離心30 min，去上清液即為粗酶液。

1.2.6 重金屬Cd 測定 土壤不同賦存形態(tài)（水溶態(tài)WAT、可交換態(tài)EXC、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Carb、鐵錳氧化結(jié)合態(tài)Fe-MnOX、有機物結(jié)合態(tài)OM、殘渣態(tài)RES）提取液、崗梅藥材根、莖、葉（干燥樣品）鎘含量均采用《中國藥典》（2020 年版）[14]鎘測定法進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 軟件整理試驗數(shù)據(jù)，采用SPSS 26.0 軟件進行差異顯著性分析，采用Graph-Pad Prism 8.0.1、AI 2021 軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鉀肥種類篩選

如圖1，在崗梅水培第3 天時，與CK 組相比，施加氯化鉀與硫酸鉀處理組的崗梅根部鎘含量均大幅度下降，其中Cd+K₂SO₄3 處理組鎘含量最低。在崗梅水培至第5 天時，不同處理組之間鎘含量表現(xiàn)為： CK>Cd+K₂SO₄1>Cd+KCI 3 、Cd+KCl 1、Cd+KCl 2>Cd+K₂SO₄2>Cd+K₂SO₄3。隨著施加硫酸鉀濃度升高，崗梅根部鎘含量逐漸降低。整體來看，施加硫酸鉀抑制崗梅根部吸收積累鎘的效果更優(yōu)，因此，選用硫酸鉀肥進行后續(xù)的盆栽試驗。

2.2 土培鎘脅迫水平確定

如表1，當(dāng)Cd 脅迫濃度為50 mg/kg 時，崗梅在移栽第15 天和第30 天時根部鎘含量分別為38.5 mg/kg、116.9 mg/kg，在該脅迫濃度下已遠遠超過《中國藥典》2020 年版[14]中藥材重金屬的限度（Cd≤1 mg/kg），因?qū)嶒炘O(shè)計應(yīng)遵循綠色化學(xué)原則，所以選取50 mg/kg 作為Cd 脅迫濃度來進行后續(xù)硫酸鉀肥盆栽試驗。

2.3 硫酸鉀盆栽試驗

2.3.1 不同處理對崗梅根際土壤pH 的影響 如圖2A 所示，在崗梅移栽第15 天，與Cd 處理相比較，Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 處理的土壤pH分別降低了1.72%、4.96%、5.60%，Cd+K2 和Cd+K3 組pH 顯著低于Cd+K1 組（P<0.05），但Cd+K2 組和Cd+K3 組之間無顯著性差異（P>0.05）。第30 天，與Cd 處理相比較，Cd+K2、Cd+K3 處理的土壤pH 分別降低了3.67%、4.59%，Cd+K2 和Cd+K3 組pH 顯著低于Cd+K1 組，但Cd+K2 組和Cd+K3 組之間無明顯差異。第45 天時，與Cd 處理相比較，Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3處理的土壤pH 分別降低了4.88%、5.99%、8.09%，Cd+K1、Cd+K2 和Cd+K3 三個處理組之間未達到顯著性水平。可見，施加高濃度硫酸鉀可以使土壤pH 顯著降低。

2.3.2 不同處理對崗梅根際土壤有機質(zhì)的影響 如圖2B 所示，在崗梅移栽第15 天，Cd 處理土壤的有機質(zhì)含量最低，顯著低于其他處理（P<0.05）。Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 三種處理土壤有機質(zhì)含量均顯著高于Cd 處理，分別提高了18.25%、17.04%、16.77%。崗梅移栽第30 天，Cd 處理土壤的有機質(zhì)含量最低，Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3三種處理土壤的有機質(zhì)含量較Cd 處理分別提高了12.89%、13.57%、19.24%。第45 天時，Cd+K2處理土壤的有機質(zhì)含量最高，Cd+K3 次之；與Cd處理組相比，Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 三種處理土壤的有機質(zhì)含量分別提高了–11.77%、29.20%、21.35%?？梢?，Cd 處理可使土壤的有機質(zhì)含量顯著降低，施加中（K2）、高（K3）濃度硫酸鉀肥后土壤有機質(zhì)含量較Cd 處理有顯著提高，且顯著高于CK。

2.3.3 不同處理對根際土壤全鉀含量的影響 如圖2C 所示，崗梅移栽第15 天，與Cd 處理對比，Cd+K3 處理土壤的全鉀含量提高了4.69%。第30天時，與Cd 處理對比，Cd+K2、Cd+K3 處理土壤的全鉀含量分別提高了11.91%、13.24%，Cd+K1 和Cd 處理的土壤的全鉀含量未達到顯著性水平（P>0.05）。第45 天時，與Cd 處理對比，Cd+K2、Cd+K3 處理土壤的全鉀含量分別提高了13.85%、11.36%。可見，施加中濃度（K2）和高濃度（K3）硫酸鉀肥的土壤的全鉀含量較Cd、CK 處理有顯著提高（P<0.05）。

2.3.4 不同處理對根際土壤速效鉀含量的影響如圖2D 所示，在第15 天時，各處理崗梅根際土壤的速效鉀含量表現(xiàn)為Cd+K3>Cd+K2>Cd>Cd+K1>CK。與Cd 處理相比較，Cd+K2、Cd+K3處理土壤的速效鉀含量分別提高了41.57%、109.48%，Cd+K1 處理土壤的速效鉀含量則降低了12.57%。第30 天時，與Cd 處理相比較，Cd+K2、Cd+K3 處理土壤的速效鉀含量分別提高了185.81%、248.76%，Cd+K1 處理土壤的速效鉀含量則降低了21.42%。第45 天時，與Cd 處理相比較，Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 處理土壤速效鉀含量分別提高了48.68%、215.70%、132.05%。

2.3.5 不同處理對根際土壤鎘含量以及鎘形態(tài)的影響 由圖3A 所示，崗梅移栽第15 天，隨著施加硫酸鉀肥濃度增大，土壤水溶態(tài)的Cd 含量逐漸升高，可交換態(tài)的Cd 含量逐漸降低。CK、Cd、Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 處理土壤的生物有效態(tài)（WAT+ EXC+ Carb）的Cd 含量占土壤總Cd 含量的百分比分別為68.63%、87.37%、89.44%、89.35%、88.34%，與Cd 處理相比較，施用低、中、高濃度硫酸鉀肥處理的土壤中有效態(tài)Cd 含量分別提高了2.07%、1.98%、0.97%。

由圖3B 所示，崗梅移栽第30 天， CK、Cd、Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 處理土壤的生物有效態(tài)的Cd 含量占土壤總Cd 含量的百分比分別為52.68%、88.36%、86.42%、90.34%、89.62%。與Cd 處理組相比，Cd+K1 處理土壤中有效態(tài)Cd 含量降低了1.94%，Cd+K2、Cd+K3 處理組則分別提高了1.98%、1.26%。

如圖3C 所示，崗梅移栽第45 天，CK、Cd、Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 處理土壤生物有效態(tài)Cd 含量占土壤總Cd 含量的比例分別為60.96%、86.86%、88.60%、89.41%、90.87%。與Cd 組相比較，施用低、中、高硫酸鉀肥處理土壤中有效態(tài)Cd 含量分別提高了1.74%、2.55%、4.01%。

2.3.6 不同處理對崗梅抗氧化系統(tǒng)酶活性的影響 由圖4A 所示，與Cd 處理組相比，施用低（Cd+K1）、中（Cd+K2）、高（Cd+K3）濃度鉀肥后，在30 d 內(nèi)崗梅根系SOD 活性明顯降低，在45 d時，Cd 處理組SOD 活性開始明顯低于CK，下降了14.56%。由圖4B 所示，CK 處理組崗梅莖的SOD 活性最低。如圖4C，與Cd 處理組相比較，施用低、中、高濃度鉀肥可以顯著提高崗梅葉的SOD 活性。可見，在鎘脅迫下，崗梅根系SOD 活性下降，在施加硫酸鉀肥后下降幅度變大。

由圖4D 所示，15 d 時，Cd 處理組的根系POD活性最大，并顯著高于其余處理組。第30 天時，Cd+K1 處理組下POD 活性顯著低于其余處理組。而第45 天時，Cd 及Cd+K1 處理組下POD 根系酶活性顯著高于其余處理組，二者之間差異不顯著。由圖4E 所示，在第15、45 天，各處理組崗梅莖的POD 活性之間的差異未達到顯著性水平。第30 天時，Cd 處理組和3 個施肥組POD 活性均顯著高于CK。由圖4F 所示，第15 天時，CK 處理組崗梅葉POD 活性顯著低于其他處理組。第30 天時，各處理組之間無顯著性差異。第45 天時，Cd+K2 處理組崗梅葉POD 活性最高，Cd 處理組POD 活性最低。崗梅葉片CAT 活性遠遠高于崗梅根和莖中的CAT 活性（圖4G～圖4I）。

2.3.7 不同處理對崗梅不同部位Cd 含量的影響由表2 可知，施加硫酸鉀對崗梅不同部位的Cd分布有明顯的影響。崗梅移栽第15 天，重金屬Cd 在Cd 處理組的崗梅植株根、莖、葉中的分布占比分別為30.8%、19.2%和50.0%；在Cd+K1中分別為75.7%、22.7%和1.6%；在Cd+K2 中分別為45.7%、15.6%和38.7%；在Cd+K3 中的分布分別為33.2%、12.4%和54.4%。Cd+K1 處理組崗梅植株內(nèi)的Cd 絕大部分分布在根和莖中，葉片中的Cd 含量僅為1.60 mg/kg，遠遠低于Cd+K2和Cd+K3 處理下崗梅葉片中Cd 含量，施加低濃度（K1）硫酸鉀肥可以抑制崗梅植株內(nèi)的Cd 從根莖向葉片轉(zhuǎn)運。

移栽第30 天，重金屬Cd 在Cd 處理組的崗梅植株根、莖和葉中的分布占比分別為51.7%、35.1%和13.2%，在Cd+K1 中分別為59.7%、36.8%和3.6%。Cd+K1 處理組的崗梅植株內(nèi)的Cd 絕大部分分布在根和莖當(dāng)中，葉片中的Cd 含量僅為8.60 mg/kg。與Cd 處理組相比較，Cd+K1 處理組崗梅根、莖和葉中的Cd 含量分別降低了19.8%、27.2%和81.1%，Cd+K2 處理組Cd 含量分別降低了0.6%、6.2%和40.3%，Cd+K3 處理組Cd 含量分別降低了29.3%、–37.6%和10.5%。施加低（K1）、中（K2）濃度鉀肥可以較好地抑制Cd吸收轉(zhuǎn)運到崗梅葉片中，其中施加低濃度鉀肥還可以有效降低Cd 在崗梅根和莖的積累。移栽第45 天，Cd+K3 處理組崗梅根的Cd 含量最高，Cd、Cd+K1、Cd+K2 處理組的崗梅根和莖中的Cd 含量無顯著性差異。Cd、Cd+K1、Cd+K2、Cd+K3 處理組崗梅莖Cd 含量無顯著性差異。各處理組崗梅葉片中Cd 含量表現(xiàn)為Cd+K3>Cd、Cd+K2>Cd+K1>CK。與Cd 組對比，施加低濃度鉀肥降低了Cd 在崗梅葉片中積累，而施加高濃度鉀肥促進了崗梅根和葉對 Cd 的積累。

3 討論

鉀可以增強作物的抗性，促進作物的生長，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，是作物生長發(fā)育過程中非常重要的元素之一[15-18]。研究表明，在重金屬鎘脅迫下，施加鉀肥可以緩解重金屬鎘對植物的毒害，降低植物對鎘的積累[19]。本研究選擇施用低、中、高3 個不同濃度硫酸鉀，研究不同施用量鉀肥對崗梅根際土壤理化性狀以及崗梅藥材中對鎘積累的影響。

本研究中，施加高濃度硫酸鉀，土壤pH 顯著降低。施加硫酸鉀肥后，土壤pH 降低，可能是因為硫酸鉀肥中的K+與土壤膠體上的H+發(fā)生了置換[20]，K+含量越多，更多的H+從土壤膠體上被置換出來，因此，出現(xiàn)硫酸鉀肥施用量越大土壤pH 降低幅度越大的情況。也有研究表明，鉀肥可能促進了崗梅根系分泌物中有機酸等酸性物質(zhì)增加導(dǎo)致根際土壤pH 下降，如凌桂芝等[21]發(fā)現(xiàn)鉀離子可以誘導(dǎo)黑麥分泌有機酸，RIZWAN 等[22]發(fā)現(xiàn)鉀緩解了玉米在鹽脅迫下土壤的pH 升高。因此，土壤pH 由多種因素影響決定，除了和施鉀肥的種類和用量有關(guān)，還與土壤理化性質(zhì)、氣候等有關(guān)，有待進一步研究。

本研究中，施用低、中、高濃度硫酸鉀肥均可以顯著提高土壤有機質(zhì)含量（P<0.05）。土壤有機質(zhì)是土壤固相部分的重要組成部分，可以提高土壤的保肥性和保水性，還可以吸附土壤中重金屬Cd，從而降低重金屬Cd 的有效性。此外，施加中、高濃度硫酸鉀肥可以大幅提高土壤速效鉀含量，土壤供鉀能力增強。

研究結(jié)果表明，施用硫酸鉀肥普遍提高了土壤中生物有效態(tài)Cd 含量，與施用低濃度硫酸鉀處理組對比，中、高濃度硫酸鉀處理組土壤中生物有效態(tài)Cd 含量的漲幅更大，這與鄒嘉成等[23]的研究結(jié)果一致，其中，只有低濃度硫酸鉀處理第30 天的土壤出現(xiàn)了生物有效態(tài)Cd 含量降低的情況。施用硫酸鉀肥提高土壤中生物有效態(tài)Cd含量，其原因可能有：（1）土壤膠體表面對K+的吸附親和力較大，K+容易被吸附到土壤膠體表面，所以K+能使土壤Zeta 電位有所增加，土壤Zeta 電位增加降低了Cd 在土壤膠體表面的吸附，被解吸附的這部分Cd 轉(zhuǎn)移到土壤溶液當(dāng)中，增大了土壤有效態(tài)Cd 的含量[23-24]；（2）土壤pH 與土壤重金屬Cd 含量呈負相關(guān)，降低土壤pH 可使土壤中Cd 向有效態(tài)轉(zhuǎn)換，從而提高土壤有效Cd含量[25-26]。然而，也有研究表明施用硫酸鉀肥可以降低土壤中生物有效性Cd 含量。陳蘇等[27]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸鉀肥中的SO4^2–可以與Cd²⁺形成CdS沉淀，減少土壤中Cd 的有效性，從而減少水稻對Cd 的吸收。王小晶等[28]研究發(fā)現(xiàn)，增施鉀肥后，SO4^2–的加入增加了可變電荷土壤對Cd 的吸附，主要因為其增加了土壤負電荷密度和負電勢，從而影響大白菜對土壤中重金屬的吸收。土壤中重金屬Cd 形態(tài)受多個因素影響，重金屬Cd 發(fā)生從某一個形態(tài)向另一個形態(tài)的轉(zhuǎn)移往往是多個因素綜合影響的結(jié)果。因此，施肥對土壤重金屬Cd形態(tài)的影響，不僅與施肥的種類有關(guān)，還與土壤的理化性質(zhì)有關(guān)。

有研究表明，Cd 可以誘導(dǎo)植物組織產(chǎn)生活性氧，從而導(dǎo)致植物細胞生理功能紊亂[29]。SOD 是一種抗性酶，在植物體內(nèi)有氧代謝過程中產(chǎn)生的氧自由基可使脂質(zhì)過氧化并導(dǎo)致膜傷害，而SOD酶有清除氧自由基的作用。因此植物體內(nèi)SOD 活性的下降即是其受鎘毒害的生理變化之一。在本研究中，與Cd 處理組相比，施用低、中、高濃度鉀肥后，在30 d 內(nèi)出現(xiàn)崗梅根系SOD 活性明顯降低的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的原因可能與崗梅根部在短時間內(nèi)超量積累了重金屬Cd 有關(guān)。鎘脅迫45 d 時，與CK 相比較，Cd 處理組崗梅根系的SOD 活性開始出現(xiàn)明顯下降，降幅為14.56%，可能是由于鎘已經(jīng)在崗梅根部大量積累，Cd 開始直接作用在SOD 酶合成的代謝通路上，進而崗梅根系SOD 活性開始下降。POD 在植物呼吸作用中起著重要的作用。呼吸作用的實質(zhì)是植物體內(nèi)進行一系列氧化還原反應(yīng)，POD 是這些反應(yīng)不可缺少的。本研究中崗梅根系POD 活性變化比較劇烈，莖、葉則較平緩。CAT 是一種植物重要保護酶之一，可以清除植物體內(nèi)因遭受脅迫而產(chǎn)生的ROS，從而使ROS 保持在一定的范圍[30]。本研究結(jié)果表明，崗梅葉部位CAT活性遠遠高于根和莖，推測崗梅葉是崗梅植株內(nèi)發(fā)揮清除ROS 功能的重要部位。

本研究結(jié)果表明，相比中、高濃度的硫酸鉀肥，施用低濃度的硫酸鉀可以比較理想地抑制崗梅對Cd 的吸收并向地上部分轉(zhuǎn)運。特別是在施用低濃度硫酸鉀肥30 d 時，與Cd 處理崗梅相比，Cd+K1 處理組崗梅根、莖和葉中的Cd 含量分別降低19.8%、27.2%和81.1%。這可能是因為：一方面施用低濃度硫酸鉀肥降低了土壤中生物有效態(tài)Cd 含量，減少了Cd 在崗梅根、莖、葉中的積累；另一方面，施鉀可以提高崗梅的抗性，促進崗梅的生長，增加崗梅的干重，從而降低崗梅植株內(nèi)重金屬Cd 的含量[27]。