镉(cadmium, Cd)是我国粮食产区最主要的污染物, 土壤超标比例在1.72%~34.90%之间^{[1, 2]}.重庆土壤Cd污染主要来自大气降尘^[3]、矿产开采^[4]和高背景值^[5]等.张大元^[6]研究显示重庆市33个蔬菜基地土壤Cd含量出现超标, 超标率为42.2%, 蔬菜中Cd超标率达到15.1%^[7], 且绿叶蔬菜具有很强的Cd富集能力^[7~9], 蔬菜中富集的Cd可过食物链进入人体, 从而危害人体健康^{[10, 11]}.因而有必要探寻有效途径, 以尽量减少蔬菜中Cd积累, 保障蔬菜安全生产.

利用不同元素之间的交互作用是控制作物重金属积累的有效手段^[12~16].锌(zinc, Zn)是植物细胞不可或缺的微量营养元素, 在植物生长周期中发挥着重要作用^[17].添加外源Zn可通过Zn和Cd拮抗作用显著抑制植物对Cd的吸收和转运^[18], 利用Zn来调控Cd对植株毒害的研究受到广泛关注^[19~23].磷(phosphorus, P) 不仅是植物营养的三要素之一^[24], 而且P经常作为土壤Cd的钝化剂使用^{[25, 26]}.有研究表明, P能减轻Cd对植株的毒害作用^[27], 并且能够固定土壤中的Cd离子^{[28, 29]}.但也有研究发现外施P能促进水稻根系对Cd的累积^{[30, 31]}.

综上, P和Cd或Zn和Cd之间存在较为复杂的交互作用^[32~35].特定Cd污染水平下, 维持作物正常生长和保证作物质量安全为目标, P和Zn的适宜调控水平尚不清楚.同时, 现有研究一般集中在Cd-Zn和Cd-P等元素两两之间的交互作用, 而同时考虑P、Zn和Cd三者交互作用的研究尚少.为此, 本研究以西南地区广泛分布的中性紫色为对象, 以广泛种植且Cd易累积的叶菜类作物-小白菜(Brassica campestris L.)为供试作物, 通过控制条件下的盆栽试验, 探讨Cd、P和Zn交互作用对小白菜生长和Zn、Cd积累的影响, 并探究保证蔬菜质量安全的P-Zn-Cd的合适配比, 以期为渝西地区轻度Cd污染土壤的安全利用和蔬菜安全生产提供理论依据和技术支撑.

供试土壤为渝西地区广泛分布的中性紫色土, 采自重庆市北碚区天生街道斑竹村(0~20cm), 试验开始前土壤pH值为6.56, ω(CEC)为29.74 cmol·kg^-1, ω(有效Cd)为0.075 mg·kg^-1, ω(全N)为1.42 g·kg^-1, ω(全P)为13.61 mg·kg^-1, ω(全K)为20.65 g·kg^-1, ω(全Zn)为86 mg·kg^-1, ω(全Cd)为0.505 mg·kg^-1, ω(有机质)为25.74 g·kg^-1, 详情见表 1, 基本理化性质测定方法见文献[36].对照土壤环境质量标准GB 15618-2018, 该土壤为轻度Cd污染土壤, 与重庆市土壤重金属污染情况相符^[37].

表 1 (Table 1)

表 1 供试土壤基本理化性质 Table 1 Basic physical and chemical properties of the tested soil 项目 pH CEC/cmol·kg-1 ω(有效Cd)/mg·kg-1 ω(全N)/g·kg-1 ω(全P)/mg·kg-1 ω(全K)/g·kg-1 ω(全Zn)/mg·kg-1 ω(全Cd)/mg·kg-1 ω(有效Zn)/mg·kg-1 ω(有机质)/g·kg-1 数值 6.56 29.74 0.075 1.42 13.61 20.65 86 0.505 0.361 25.74

表 1 供试土壤基本理化性质 Table 1 Basic physical and chemical properties of the tested soil

供试作物为小白菜(Brassica campestris L.), 品种为重庆市绿海蔬菜研究所研发的“长江五号”快菜品种, 种子购自重庆市北碚区歇马街道.

采用交替固定两因子的单一因子水平设计, 设置3组处理：第一组：固定P 150 mg·kg^-1, Zn 10 mg·kg^-1添加量, 设置Cd系列添加水平：0、0.3、0.6、1、3和5 mg·kg^-1(依次用Cd0、Cd0.3、Cd0.6、Cd1、Cd3和Cd5表示); 第二组：固定P 150 mg·kg^-1, Cd 1 mg·kg^-1添加量, 设置Zn系列水平：0、5、10、20、50和100 mg·kg^-1(依次用Zn0、Zn5、Zn10、Zn20、Zn50和Zn100表示); 第三组：固定Zn 10 mg·kg^-1和Cd 1 mg·kg^-1施用量, 设置P系列添加水平：0、50、100、150、200和250 mg·kg^-1(依次用P0、P50、P100、P150、P200和P250表示).3组共18个处理, 另设原土对照处理(CK)1个, 共计19个处理, 每个处理重复3次.将风干土壤过2 mm筛, 置于直径21 cm, 高12 cm的塑料盆中, 每盆1.5 kg土.按照设置的因素水平, 添加P(Na₂HPO₄)、Zn(ZnSO₄)和Cd(CdCl₂), 与土壤充分混匀, 用去离子水调节土壤水分状况并保持田间持水量25%, 陈化培养平衡45 d后备用.

小白菜盆栽生物试验于2020年12月, 在西南大学温室盆栽场进行.盆栽试验前, 采集平衡后的土壤样品, 测定土壤有效P、有效Zn和有效Cd含量, 进行Zn、Cd形态分级试验.各处理统一施加尿素和KCl作为基肥(0.2g·kg^-1, 以N计, 和0.15g·kg^-1, 以K计, CK处理另施加Na₂HPO₄作P肥(0.15g·kg^-1, 以P计).每盆播12粒白菜种子, 出芽后间至6颗.生长90 d后将小白菜分地上部和地下部收获, 用去离子水冲洗擦干后记录其鲜重, 105℃杀青30 min, 然后于70℃烘干至恒重分析测定其Cd和Zn含量.另一部分先用去离子水洗净擦干后分根和叶片迅速放入液氮中带回室内存储于80℃冰箱中, 用于测定氧化胁迫相关酶活性.

土壤有效P采用NaHCO₃浸提-钼蓝比色法(Olsen法)^[21]测定.有效Zn采用DTPA浸提; 有效Cd采用CaCl₂浸提; Zn和Cd形态分级采用Tessier连续提取法提取; 小白菜Zn、Cd积累量采用HNO₃-HClO₄消解; 石墨炉原子吸收分光光度计(AA6880, GFAAS)测定Cd含量, 火焰原子吸收分光光度计(TAS-990)测定Zn含量.分析过程中采用Cd标准土壤样品GBW 07303a(GSD-3a)进行质量控制.样品分析过程中用Cd5Zn10P150处理的小白菜叶片进行Cd加标回收质量控制, 在待测液中添加0.100 0 mg标样, 结果显示, 其回收率在95%~105%范围内.采用Cd1Zn100P150处理的小白菜叶片进行Zn加标回收质量控制, 在待测液中添加10.00 mg标样, 回收率在95%~105%范围内.

小白菜CAT、POD活性和MDA含量采用酶试剂盒法测定^[22], 试剂盒购自苏州科铭生物技术有限公司.样品吸光值分别在紫外可见分光光度计(UV1800)的240、470、532和600 nm波长下测定.

本试验数据使用Excel 2019和SPSS 25.0进行统计处理, 结果表示为平均值±标准偏差(n=3).采用单因素ANOVA中Duncan多重比较法分析各处理间差异(P＜0.05), 利用Origin 2021绘制柱形图.

如表 2所示, 外源Cd添加量低于0.6 mg·kg^-1时反而促进了小白菜的生长, 地上部生物量较对照显著增加(P < 0.05), 但当Cd添加量达到1mg·kg^-1时, 小白菜生长受到显著影响, 产量随Cd添加量的增加急剧下降.当Cd添加量为1 mg·kg^-1时, Zn的施用明显缓解了Cd的毒害作用, 以Zn施用水平为10 mg·kg^-1时毒性缓解作用最强, 小白菜地上部生物量较缺Zn处理增加幅度最大, 达到73.6%, 差异显著(P < 0.05), 当施Zn水平超过20 mg·kg^-1, 对Cd毒害的缓解能力反而下降, 地上部生物量开始降低.固定Zn施用水平10 mg·kg^-1时, 缺P处理, 1 mg·kg^-1的Cd对小白菜生长抑制现象十分明显, 植株矮小, 地上部生物量仅为CK的23%, P的施用可以极大地缓解Cd的毒害, 在施P水平为200 mg·kg^-1范围内, 地上部生物量随P用量的增加呈线性增加, 但施P量超过200 mg·kg^-1时, 生物量开始下降.

表 2 (Table 2)

表 2 Zn和Cd交互作用对小白菜产量的影响1)/g·pot-1 Table 2 Effect of interaction of P, Zn, and Cd on yield of Brassica campestris L./g·pot-1 处理编号 小白菜地上部鲜重 小白菜根系鲜重 整株鲜重 CK 63.86±6.64ab 1.05±0.109a 64.91±6.58ab Cd0Zn10P150 58.82±5.73b 0.92±0.024ab 59.74±5.73b Cd0.3Zn10P150 71.22±6.10a 1.03±0.037a 72.25±6.12a Cd0.6Zn10P150 68.00±2.63a 0.89±0.063b 68.89±2.69a Cd1Zn10P150 45.96±1.39c 0.76±0.027c 46.72±1.39c Cd3Zn10P150 24.90±2.71d 0.73±0.021c 25.62±2.69d Cd5Zn10P150 18.89±1.78d 0.61±0.062d 19.50±1.84d Cd1Zn0P150 25.89±3.17c 0.481±0.049d 26.37±3.14c Cd1Zn5P150 34.71±2.42b 0.643±0.019c 35.35±2.43b Cd1Zn10P150 45.96±1.39a 0.761±0.027b 46.72±1.39a Cd1Zn20P150 45.01±1.38a 0.809±0.013b 45.82±1.39a Cd1Zn50P150 44.63±3.02a 0.895±0.037a 45.53±3.04a Cd1Zn100P150 41.53±1.88a 0.810±0.022b 42.34±1.90a Cd1Zn10P0 15.01±1.30d 0.319±0.011e 15.32±1.29d Cd1Zn10P50 30.69±2.40c 0.502±0.037d 31.20±2.36c Cd1Zn10P100 42.56±3.29b 0.632±0.063c 43.20±3.35b Cd1Zn10P150 45.96±1.39b 0.761±0.027c 46.72±1.39b Cd1Zn10P200 54.85±2.97a 0.866±0.016b 55.72±2.95a Cd1Zn10P250 51.50±1.68a 0.686±0.035a 52.19±1.71a 1)数据为平均值±标准误差; 同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(P＜0.05), 下同

表 2 Zn和Cd交互作用对小白菜产量的影响1)/g·pot-1 Table 2 Effect of interaction of P, Zn, and Cd on yield of Brassica campestris L./g·pot-1

不同P、Zn和Cd组合对小白菜根系生长的影响总体趋势与地上部一致, 但根系对外源添加元素的响应不如地上部敏感.从小白菜整体生长情况来看, 外源添加1mg·kg^-1的Cd可显著抑制小白菜生长, P和Zn均可显著缓解Cd的毒害作用, 以200 mg·kg^-1的P联合10 mg·kg^-1的Zn缓解效果最好, 小白菜生物量可恢复至接近无外源添加Cd的水平. Zn和P使用量与Cd含量比为10:200:1时, 小白菜产量最高, 可食用部分Cd含量较低, 小白菜产量最大, 55.72 g·pot^-1.

Cd引起的氧化胁迫是其对作物危害的主要原因之一.本文测定了不同P、Zn和Cd组合水平下, CAT、POD活性和植物氧化胁迫产物MDA的含量, 结果如图 1所示.当外源Cd添加量为0.3 mg·kg^-1时, CAT活性与对照(CK)处理无明显变化, 而当外源Cd添加量大于0.3 mg·kg^-1时, 随Cd添加量的增加CAT活性显著下降[图 1(a)]; POD活性对Cd胁迫更为敏感, 0.3 mg·kg^-1的外源Cd即可使其活性显著下降[P < 0.05, 图 1(b)].固定1mg·kg^-1的外源添加Cd条件下, 适量Zn可增强CAT活性, 当外源Zn添加量为50 mg·kg^-1, CAT活性达到最高, 为526.58 nmol·(min·g)^-1, 但Zn添加量大于50 mg·kg^-1时, CAT活性开始下降[图 1(a)]; POD活性受Zn影响不大, 不同处理之间无显著差异[图 1(b)].50~200 mg·kg^-1的外源P可使CAT活性显著增加, 但对POD活性则无明显影响, 外源P超过200 mg·kg^-1时则抑制了CAT活性, 但刺激了POD活性的增加.

图 1

Fig. 1

不同小写字母表示同一元素不同处理间差异显著(P < 0.05), 下同 图 1 P、Zn和Cd交互作用对小白菜抗氧化酶活性及MDA含量的影响 Fig. 1 Effect of interaction of P, Zn, and Cd on antioxidant enzyme activity and MDA content in Brassica campestris L.

MDA的含量随着Cd添加量的增加而增加, 当外源Cd超过0.6 mg·kg^-1时, MDA含量急剧上升[图 1(c)].Zn的添加并未降低MDA的积累, 而添加外源P则明显著降低了MDA的含量(P < 0.05), 以添加量在150~200 mg·kg^-1时降低幅度最大, MDA含量较无P处理下降50%以上.但P添加量超过200 mg·kg^-1时, MDA含量有明显上升, 与无P处理接近.

结合小白菜产量分析, 当外源添加Cd达到0.6 mg·kg^-1, 对小白菜生长未见影响, 生物量反而较CK及无Cd处理增加, 但体内CAT和POD酶活性已经受到影响, MDA含量有所增加, 说明小白菜可以忍耐较低水平Cd引起的氧化胁迫; 而当外源添加Cd水平达到1mg·kg^-1时, 小白菜CAT和POD酶活性显著下降, MDA大量积累, 生物量显著下降.P和Zn主要通过提高CAT活性而提高小白菜抗氧化胁迫能力, 从而缓解Cd毒害, 而对POD活性影响不大.

如图 2所示, 小白菜地上部Cd含量随外源Cd添加量增加而显著上升, 当Cd添加量超过1 mg·kg^-1时, 小白菜可食部分Cd含量超过食品中Cd的限量标准(GB 2762-2017).外源Zn的添加显著降低小白菜地上部Cd含量, 其中Zn添加量为20 mg·kg^-1时, 较无Zn处理下降最大, 达28.2%.但Zn添加量为100 mg·kg^-1时, 较无Zn处理无差异.小白菜Cd含量随外源P的添加显著降低, 但外源P添加量大于150 mg·kg^-1时, 小白菜地上部Cd含量无明显变化[图 2(a)].

图 2

Fig. 2

图 2 P、Zn和Cd交互作用下小白菜Cd含量变化 Fig. 2 Effect of interaction of P, Zn, and Cd on Cd content of Brassica campestris L.

不同P、Zn和Cd组合对小白菜根系Cd含量的影响总体趋势与地上部一致, 且Cd元素更易在根系中累积.地下部中Cd含量随外源Cd的添加呈线性上升[图 2(b)].外源P和Zn的添加显著降低小白菜地下部Cd累积量.结合地上部Cd含量, 小白菜在50 mg·kg^-1 Zn和250 mg·kg^-1 P处理下整体Cd积累量最少, 较无Zn无P处理分别下降34.7%和50.1%.但结合小白菜生长等情况, 外源P为200 mg·kg^-1时, 生长情况最好且食用部Cd积累量较低.

外源Cd和P的添加均会降低小白菜中Zn含量(图 3), 如图 3所示, Cd添加量为1mg·kg^-1时, 小白菜地上部Zn含量较无Cd处理下降22.35%, 但Cd添加量为0.6 mg·kg^-1时较无Cd处理无显著变化.地上部Zn含量随Zn添加量的增加显著增加[图 3(a)].随外源P的添加, 小白菜地上部Zn含量下降25.2%~45.0%.地下部Zn含量与地上部变化趋势相似, 但P添加量为100~150 mg·kg^-1时, 较无P处理, 小白菜地下部Zn含量反而增加. 200 mg·kg^-1 P处理时, 地下部Zn含量又急剧下降[图 3(b)].结合地上部地下部分析, 小白菜Zn含量随外源Zn添加显著增加, 外源Cd可显著抑制Zn在小白菜中的积累.外源P的添加也会造成小白菜Zn含量下降, 但P添加量为150 mg·kg^-1时, 较无P处理无显著变化.

图 3

Fig. 3

图 3 P、Zn和Cd交互作用下小白菜Zn含量变化 Fig. 3 Effect of interaction of P, Zn, and Cd on Zn content of Brassica campestris L.

由表 3可知, 外源P的添加显著增加了土壤有效P含量, 进而促进了小白菜生长(表 2).随着土壤中外源Cd添加量的增加, 有效P质量分数呈先上升后下降的趋势, 但变化趋势不显著.其中Cd添加量为0.3mg·kg^-1时, 土壤有效P较无Cd处理略有增加, 这可能是少量Cd添加小白菜产量上升的一个原因.外源Zn的添加量显著降低土壤有效P含量, 但不同Zn添加量之间变化不显著.

表 3 (Table 3)

表 3 P、Zn和Cd交互作用下土壤有效Cd、Zn和P含量变化/mg·kg-1 Table 3 Effect of interaction of P, Zn, and Cd on available Cd, Zn, and P in soil/mg·kg-1 处理编号 土壤有效P含量 土壤有效Cd含量 土壤有效Zn含量 CK 0.64±0.154ab 0.052±0.012e 0.30±0.087 ab Cd0Zn10P150 6.32±0.234c 0.045±0.006e 0.83±0.018b Cd0.3Zn10P150 6.65±0.192ab 0.078±0.009d 0.98±0.048a Cd0.6Zn10P150 6.91±0.209abc 0.086±0.009d 1.05±0.094a Cd1Zn10P150 7.10±0.129a 0.132±0.006c 0.71±0.047bc Cd3Zn10P150 6.46±0.30bc 0.221±0.013b 0.80±0.042b Cd5Zn10P150 6.43±0.40bc 0.308±0.023a 0.64±0.072c Cd1Zn0P150 7.97±0.131a 0.083±0.003d 0.18±0.014c Cd1Zn5P150 6.95±0.111b 0.107±0.009c 0.66±0.046b Cd1Zn10P150 7.10±0.129b 0.132±0.005b 0.71±0.047a Cd1Zn20P150 7.13±0.237b 0.138±0.009ab 1.28±0.080a Cd1Zn50P150 6.98±0.305b 0.155±0.012a 1.27±0.020a Cd1Zn100P150 6.96±0.144b 0.109±0.008c 1.64±0.045a Cd1Zn10P0 0.698±0.156e 0.190±0.005a 0.50±0.018c Cd1Zn10P50 3.89±0.068d 0.147±0.007b 0.63±0.020b Cd1Zn10P100 6.00±0.512c 0.132±0.004b 0.63±0.020b Cd1Zn10P150 7.10±0.129b 0.132±0.005b 0.71±0.047a Cd1Zn10P200 9.10±0.129a 0.109±0.012c 0.63±0.022b Cd1Zn10P250 9.25±0.332a 0.088±0.003d 0.60±0.30b

表 3 P、Zn和Cd交互作用下土壤有效Cd、Zn和P含量变化/mg·kg-1 Table 3 Effect of interaction of P, Zn, and Cd on available Cd, Zn, and P in soil/mg·kg-1

土壤有效Cd随外源Cd的添加而呈线性上升, 当Cd添加量为5 mg·kg^-1时, 土壤有效Cd达到最大, 0.31 mg·kg^-1, 高于农用地土壤污染风险筛选值0.3 mg·kg^-1.随着Zn添加量的增加, 土壤有效Cd呈先上升后下降的趋势, 当Zn添加量为50 mg·kg^-1时, 土壤有效Cd最大, 为0.16 mg·kg^-1, 但Zn添加量为100 mg·kg^-1时, 土壤有效Cd较50 mg·kg^-1 Zn下降29.7%.土壤有效Cd随外源P的添加显著下降, P添加量为250 mg·kg^-1时, 土壤有效Cd较无P处理减少53.8%.结合小白菜Cd积累量分析, 小白菜Cd积累量和土壤有效Cd均随外源Cd的添加而显著上升, 随外源P的添加量下降.而随着外源Zn的添加, 土壤有效Cd含量上升, 小白菜中Cd积累量反而下降, 这说明Zn和Cd在小白菜中存在明显的拮抗作用, 而在土壤中主要是协同作用.土壤有效Zn随着外源Zn的添加显著增加(表 3), 随外源Cd添加量的增加呈先升后降的趋势.其中外源Cd添加量为0.6 mg·kg^-1, 土壤有效Zn显著高于无Cd处理(P < 0.05), 为1.05 mg·kg^-1, 这可能是小白菜产量增加的另一原因.适量外源P的添加量会促进土壤有效Zn增加, 这与小白菜Zn变化趋势相反, 可能是P、Zn在小白菜中的拮抗作用抑制了Zn的积累.

由图 4所示, 随着Cd添加量的增加, 土壤可交换态Cd质量分数显著增加, 这与土壤有效Cd变化趋势一致, 与小白菜中Cd积累量呈显著相关性.随外源Zn的添加, 土壤中可交换态Cd上升9.1%~90.9%, 铁锰氧化物结合态下降35.7%~71.4%.但Zn添加量为20~50 mg·kg^-1时, 残渣态Cd占比显著高于无Zn处理(P < 0.05), 这可能是小白菜Cd含量在这添加量区间下降的一个原因.Zn添加量为100 mg·kg^-1时, 可交换态Cd显著增加, 这可能对小白菜产量造成影响(表 2).与添加Zn相反的是, P的添加显著降低可交换态Cd占比, 残渣态Cd显著增加, 但P添加量为200 mg·kg^-1和250 mg·kg^-1时, 碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cd无显著变化.

图 4

Fig. 4

图 4 P、Zn和Cd交互作用对土壤Cd各形态质量分数的影响 Fig. 4 Effect of interactions of P, Zn, and Cd on different forms of Cd in soil

本试验中, 随着外源P的添加, 小白菜Cd积累量显著下降.其原因在于：一方面是小白菜的稀释作用, 外源P的添加显著促进了小白菜的生长, 因为P能促进植物的光合作用、呼吸作用和离子转运等^[24]从而促进植物生长, 因此小白菜地上部和地下部鲜重均随P添加量的增加而增加(表 2); 同时添加P能促进小白菜抗氧化酶活性的增强, CAT和POD活性最大增加56.6%和40.2%(图 1).CAT和POD等抗氧化酶作为植物体内重要的抗氧化系统, 可消除或减少植物体内的自由基, 是植物体中一个重要的保护机制^{[38, 39]}, 而高含量Cd可导致POD、CAT和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高^[40], 这说明小白菜对Cd防御作用得到增强.另一方面, 土壤中有效Cd下降和更多的Cd被固定, 使进入小白菜中的Cd显著下降.适量P的添加会降低土壤中有效Cd含量, 同时土壤中残渣态Cd随外源P的添加而显著上升, 这与宋子腾等^[41]的研究结果一致.Zn处理与P处理对小白菜Cd的影响相似, ω(Cd): ω(Zn)为1:20时, 小白菜地上部Cd含量最低, ω(Cd): ω(Zn)为1:100时, 小白菜地下部分Cd含量最低.Adil等^[42]认为Zn的加入触发了免疫调节中更多的信号级联和解毒相关基因, 从而限制了植物细胞对于Cd的摄取.且Zn对植物积累Cd的作用是有争议的, 它取决于几个因素, 包括培养基中Cd和Zn的含量、暴露时间、植物种类及基因型和生长条件^[43].外源Zn的添加虽然提高了土壤交换态Cd比例, 但土壤有效Cd含量变化趋势不明显, 这是因为土壤pH、Eh、有机质和质地等均会影响重金属在土壤中的结合方式^[44].因此阻控植物Cd积累的Zn/Cd受土壤-植物的共同影响.

小白菜Zn含量随外源Zn添加量的增加而显著增加, 随Cd和P添加量的增加而减少.这是由于Zn和Cd为同族元素, 它们的化学性质相似, 当Zn²⁺和Cd²⁺同时竞争相同的转运蛋白时, 膜蛋白会优先结合小白菜生长发育所必需的Zn²⁺, 从而抑制了Cd²⁺在小白菜中的转运^{[45, 46]}.同时, 细胞壁中的[Si-半纤维素-Zn]络合物能和Cd产生共沉淀, 将Cd固定在细胞壁中, 从而抑制了Cd在细胞间的转运^{[47, 48]}.施P会抑制作物对Zn的吸收, 一是认为P和Zn配合施用可能会在土壤中反应生成磷酸锌沉淀, 从而降低了Zn的生物有效性^[49]; 二是有研究者从土壤化学角度分析, 认为施P或特定形态的P加强了土壤对Zn的吸附作用, 降低了土壤溶液中Zn含量, 进而降低了Zn的生物有效性^[50].

(1) Cd、P和Zn三者之间在小白菜体内具有显著交互作用.1 mg·kg^-1的外源Cd对小白菜生长表现出明显的毒害作用, 适量P和Zn的添加均能促进小白菜生长, 抑制Cd在小白菜中的累积, 其促生降Cd效果和添加比例有关.外源P和Zn添加比与模拟Cd胁迫比ω(Cd): ω(Zn): ω(P)为1:10:200时, 小白菜产量最高, 为55.72 g·pot^-1, 且可食部Cd含量低于国家规定绿叶蔬菜中Cd限量标准50 μg·kg^-1 (GB 2762-2017).但ω(Cd): ω(Zn): ω(P)分别为1:100:150和1:10:250时, 小白菜产量开始下降, 且ω(Cd): ω(Zn): ω(P)为1:100:150时还会促进Cd在小白菜中的累积.

(2) 外源添加Cd水平达到1 mg·kg^-1时, 小白菜抗氧化胁迫能力受到显著抑制, CAT和POD活性下降, MDA大量积累.而P和Zn主要通过提高CAT活性来提高小白菜抗氧化胁迫能力, 从而缓解Cd毒害, 而对POD活性影响不大.

(3) P和Zn通过不同机制缓解对小白菜Cd毒害作用.P主要通过降低土壤中Cd的有效性和提高小白菜抗逆性减少小白菜对Cd的吸收, 而Zn主要通过促进作物生长的稀释作用和植物体内生理拮抗作用抑制小白菜Cd的累积.