铅(Pb)是土壤污染中最典型的重金属元素之一，具有高毒性、难降解、迁移能力强等特点。Pb在土壤中过量积累会抑制种子萌发和植株生长，并积累在植株体内和果实中，对作物的生长发育及农产品的产量和品质产生不利影响^[1]。随着我国沿海地区工业快速发展，部分沿海盐碱地土壤中的重金属含量已超标，滨海盐碱地的土壤Pb污染已经成为当前必须重视的环境问题之一^[2]。植物修复能够通过植物对重金属的吸收将土壤中的重金属富集到植物体内，对植物进行收割和处理，将重金属转变为可控制风险的安全状态^[3]，具有易实施、成本低等优点，在重金属污染农田修复上被广泛应用^[4]，但同时也存在修复周期较长、生长速度慢、修复效率低等方面的问题^[5]，需要采用合理的辅助措施来提高植物修复的效率^[6]。

盐生植物有特殊的结构和生理机制来适应盐胁迫环境，其对高盐环境具有较强的耐受性。如减少盐离子的吸收或限制盐离子的向上运输，通过盐腺将盐离子分泌到体外或者主动将盐离子和重金属离子进行区域化隔离，同时盐生植物对重金属有一定的吸收作用。因此，盐生植物是盐渍化土壤重金属污染修复的主要植物^[7-10]。盐地碱蓬(Suaeda salsa)是一种真盐生植物，生长于海滨、荒漠等盐碱荒地上，肉质的叶片以及独特的耐盐机制，具有极强的耐盐性，能够在 3% 的重盐碱地中生长，并且可以显著降低土壤盐分、改良土壤结构^[11]。研究表明，盐地碱蓬对重金属铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)的吸收率最高能达到 31、101、34、62 mg·(kg·d)^{−1 [12]}，其根际微生物互作也能够降低土壤中重金属Cd的毒性^[13]；因此，盐地碱蓬在重金属污染的土壤修复中具有显著的效果。但是在盐碱土条件下的盐地碱蓬对重金属污染的生物修复效果研究尚未开展。

盐碱地往往氮供应不足，不利于植物的生长，限制了盐生植物对重金属的生物富集量，因此增施氮肥是盐碱地重金属污染生物修复有效的增效措施。施肥不仅直接影响植物对重金属的吸收，施加氮肥还会引起土壤酸度的变化，改变金属离子的水解平衡从而改变其可溶性，影响重金属的生物有效性^[14]。目前，氮肥对盐碱地重金属修复研究主要集中在不同形态的氮肥，而在不同施肥方式方面对盐生植物生物修复效果的研究较少。为探究施氮肥对重盐碱地盐地碱蓬土壤Pb污染的修复效果，本研究采用盆栽试验方法，分析不同氮肥施用方式对不同盐胁迫条件下盐地碱蓬生长和Pb富集特征的影响，探索不同盐分条件下氮肥施用方式对盐地碱蓬Pb富集的影响效应，以期为盐碱地Pb污染的植物修复提供理论依据。

1.   材料与方法

1.1   试验设计

试验在中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心温室进行。盐地碱蓬的种子采集于河北省海兴县滨海盐碱地(117°32′～117°58′ E, 38°19′～38°29′ N)。供试土壤采集于海兴县滨海轻度盐碱地0－20 cm的表层土壤，土壤中可溶性盐含量为1.59 g·kg⁻¹，Pb含量为3.20 mg·kg⁻¹，全氮含量为0.630 mg·g⁻¹。本试验中设置土壤Pb含量为20 mg·kg⁻¹，将定量的醋酸铅[(CH₃COOH)₂Pb]溶液均匀喷淋至定量的摊平风干土上，混合均匀，填装入直径14 cm、高18 cm的圆形塑料花盆中，每盆装风干土2 kg。土壤盐分设3个水平，以初始土壤含盐量为对照(S₀)，在此基础上分别外加 NaCl 5 g·kg⁻¹ (S₁)和10 g·kg⁻¹ (S₂)溶液，配制 NaCl 溶液分次浇灌直至目标盐分含量以模拟不同盐分含量的盐碱土，对照处理浇灌相同体积的清水。设3种施肥处理，按照施肥方式分别设置不施肥(N₀)、底肥(N₁)和追肥(N₂)。将种子预先播种于育苗盘中，待幼苗长至4～5 cm时，选取生长健康、长势一致的幼苗移栽至花盆中，每盆保留幼苗3株，待幼苗在花盆中缓苗7 d后开始进行施肥和盐胁迫处理。施肥处理所施氮肥为尿素，施肥量为150 kg·hm⁻²，底肥处理(N₁)在幼苗移栽前将尿素与NaCl混合溶液浇入盆中，追肥处理(N₂)待盐地碱蓬移栽15 d后将尿素溶液浇入盆中。为防止盐分和养分的淋洗，花盆放在托盘上，托盘中的渗出液用注射器吸取返还盆中土壤。温室中温度为15～25 ℃，为防止盐地碱蓬开花，试验的光周期为13 h/11 h (光照/黑暗)，试验处理60 d后对盐地碱蓬进行采样及各项指标的测定。

1.2   测定项目与方法

1.2.1   生长特征及生物量测定

定期测定盐地碱蓬地株高，试验结束后收割地上部，称地上部鲜重，然后置于烘箱105 ℃杀青30 min，于75 ℃ 烘干至恒重，测定干重，并计算植株含水量。

1.2.2   Pb含量和盐离子测定

将地上部样品粉碎研磨后，称0.10 g样品加6 mL浓硝酸，过夜后放置在消解箱中消解2 h，取出后加0.5 mL高氯酸再消煮2 h至溶液变成透明黄豆大小液滴，冷却后定容至50 mL。利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP−MS, Thermo SCIENTIFIC, USA)测定消煮液中Pb²⁺浓度。Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺利用原子吸收光谱仪(WYX−420C, JASCO Corporation, Japan)测定。

1.2.3   渗透调节物质测定

采用苯酚硫酸法测定可溶性糖含量，称取 0.10 g样品加入 5～10 mL蒸馏水，在沸水中提取 30 min，吸取0.5 mL提取液于试管中，依次加入1.5 mL蒸馏水、1 mL的9%苯酚溶液，摇匀后，加入5 mL浓硫酸，最后利用分光光度计测定485 nm下的吸光值，并按照标准曲线计算可溶性糖含量。采用茚三酮比色法测定游离脯氨酸含量，称取0.10 g样品加 5 mL 3%的磺基水杨酸，沸水浴中提取15 min得到脯氨酸的提取液，吸取2 mL提取液、2 mL冰醋酸及 2 mL酸性茚三酮试剂，沸水浴中加热30 min，冷却之后，加入 4 mL甲苯，振荡30 s，放置一段时间，取上层液至10 mL的离心管内，以3 000 r·min⁻¹离心 5 min，利用分光光度计测定520 nm 下的吸光值，并按照标准曲线计算脯氨酸的含量。

1.3   数据分析

用SPSS 26.0软件(IBM Corp., Armonk, NY, USA)对数据进行统计分析。对数据进行单因素方差分析、双因素方差分析、Duncan多重比较和Pearson相关性分析，P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著。利用Origin软件进行数据绘图，图表中数据为平均值 ± 标准误差。

2.   结果与分析

2.1   盐地碱蓬地上部分生长特征

双因素方差分析结果表明(图1)，盐分和氮肥均显著影响盐地碱蓬株高、植株含水量(P < 0.05)，盐分和氮肥互作对植株含水量影响极显著(P < 0.01)。与S₀相比，S₁盐分水平下株高并无显著变化，但均显著增加了N₁、N₂处理下植株含水量，与S₀的各施肥处理相比，S₁、S₂盐分水平下N₀、N₁、N₂施肥处理植株含水量分别降低了0.79%和上升了8.09%、3.57%和1.59%、12.31%、6.16%；与N₀相比，N₁处理显著降低了株高，并且在S₂盐分水平下株高最低，N₁、N₂处理显著增加了S₁、S₂盐分水平下植株含水量，且随着盐胁迫的加剧增幅越大；与N₀的各盐分水平相比，N₁处理下S₀、S₁、S₂盐分水平的株高分别下降了13.91%、22.09%、34.75%，而植株含水量分别上升了0.10%、9.06%、10.66%，在N₁S₂处理下株高最低，植株含水量达最大；N₂处理下，S₀、S₁、S₂盐分水平株高并无显著差异，较N₀处理中不同施肥处理S₀盐分水平的植株含水量增幅(3.27%)均低于S₁、S₂盐分水平的增幅(7.81%和7.93%)，且N₁处理下S₁、S₂盐分水平的植株含水量增幅均高于N₂处理，但株高却显著低于N₂处理。如图2所示，在N₀、N₂处理下，随着盐分的增加株高变化并不明显，但在N₁处理下，S₂盐分条件显著降低了株高，N₁、N₂处理下盐地碱蓬的生长状况较好，与N₀处理相比有更多的侧枝，且侧枝生长旺盛，也未出现N₀处理下的植株变黄和枯萎的现象。

图  1  施氮肥对盐胁迫下地碱蓬株高和植株含水量的影响

N₀、N₁、N₂分别表示不施肥、施底肥和施追肥；S₀、S₁、S₂分别表示0、5和10 g·kg⁻¹外加NaCl盐分水平。不同小写字母表示相同施肥水平下不同盐分处理差异显著(P < 0.05), 不同大写字母表示相同盐分水平在不同施肥处理差异显著(P < 0.05)，下图同。

Figure  1.  Effects of nitrogen fertilizer application on the plant height and water content of Suaeda salsa under salt stress

N₀, N₁, and N₂ indicate no fertilization, base fertilization, and topdressing, respectively. S₀, S₁, and S₂ indicate 0, 5 and 10 g·kg⁻¹ NaCl salt levels, respectively. Different lowercase letters for the same fertilization level indicate significant differences among salt treatments at the 0.05 level, and different uppercase letters for the same salt level indicate significant differences among different fertilization treatments at the 0.05 level.

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图  2  施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬的生长状况

Figure  2.  Effects of nitrogen fertilizer application on the growth of Suaeda salsa under different salt stress

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2.2   盐地碱蓬地上部分生物量

双因素方差分析表明(图3)，盐分、施肥和两者互作均极显著影响盐地碱蓬的干重和鲜重(P < 0.01)。与S₀相比，S₁盐胁迫均显著增加了盐地碱蓬的干重和鲜重(P < 0.05)，S₂盐胁迫下在不同施肥处理变化有所不同，但随着盐胁迫的加剧干重和鲜重的增幅逐渐下降；与S₀的各施肥处理相比，S₁盐胁迫下N₀、N₁、N₂施肥处理干重和鲜重分别显著增加26.10%、34.63%、41.84%和22.88%、89.38%、65.64%，S₂盐胁迫下N₀、N₁、N₂施肥处理盐地碱蓬的干重和鲜重分别显著增加31.29%、−32.43%、39.91%和39.79%、19.12%、77.26%；与N₀相比，N₁、N₂处理均显著增加了盐地碱蓬地上部干重和鲜重的积累，且积累效应表现为N₁ > N₂ > N₀， N₁处理下盐地碱蓬的干重和鲜重随着盐胁迫的加剧其增幅下降，而在N₂处理下干重和鲜重随着盐胁迫的加剧其增幅趋于稳定；其中，与N₀的各盐分水平相比，N₁处理下S₀、S₁、S₂盐分水平的干重和鲜重分别显著增加285.94%、289.68%、92.97%和292.00%、504.20%、234.12%，干重和鲜重积累量在N₁S₁处理下达到最大；N₂处理下各盐分水平的干重和鲜重分别增加149.94%、180.46%、165.87%和181.00%、280.00%、257.00%，且与N₀处理相比N₂处理各盐分水平下干重和鲜重的平均增幅(165.42%和239.33%)均小于N₁处理(285.53%和343.44%)。

图  3  施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬干重和鲜重的影响

Figure  3.  Effects of nitrogen fertilizer application on the dry and fresh weights of Suaeda salsa under salt stress

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2.3   盐地碱蓬铅吸收特征

双因素方差分析表明(图4)，盐分对盐地碱蓬Pb含量和Pb富集量影响极显著(P < 0.01)，但是施用氮肥对Pb含量无显著影响(P > 0.05)，却极显著增加了Pb富集量，盐分和施肥两者互作显著影响Pb含量和Pb富集量(P < 0.05)。随着盐分的增加盐地碱蓬的Pb含量和Pb富集量均有所增加。与S₀相比，S₁、S₂盐分水平下N₀、N₂处理的盐地碱蓬Pb含量均有所上升但差异不显著，S₂盐分水平显著降低了N₂处理下盐地碱蓬Pb含量，且在相同施肥处理下，S₂盐分水平下Pb含量均高于其他盐分处理，在N₁S₂处理下Pb含量达最大； S₁、S₂盐分水平下N₁、N₂施肥处理的Pb富集量较N₀处理均显著增加。不同施肥处理下盐地碱蓬Pb含量变化有所不同，但施肥均显著增加了Pb富集量。与N₀相比，N₁处理降低了S₀、S₁盐分水平下的Pb含量，但差异不显著；N₂处理下Pb含量在S₀、S₁盐分水平下并无显著差异，但S₂盐分却显著降低了Pb含量，N₁、N₂处理均显著增加了Pb富集量。与N₀的各盐分水平相比，N₁处理的S₀、S₁、S₂盐分水平下Pb含量分别下降了28.0%、21.7%和增加了22.7%，N₁、N₂处理下Pb富集量在S₀、S₁、S₂盐分水平下分别增加了178.9%、222.4%、188.5%和121.4%、208.2%、148.6%，且在N₁S₂处理下达到最大。

图  4  施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬铅含量和铅富集量的影响

Figure  4.  Effects of nitrogen fertilizer application on lead content and accumulation in Suaeda salsa under salt stress

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2.4   盐地碱蓬盐离子含量

施肥对盐地碱蓬地上部Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺和K⁺/Na⁺均具有极显著影响(P < 0.01)，盐分和施肥互作对Na⁺、Cl⁻含量及K⁺/Na⁺有极显著影响(P < 0.01)，盐肥互作对K⁺含量具有显著影响，但盐肥互作对Mg²⁺、Ca²⁺含量无显著影响(P > 0.05) (图5)。与S₀相比，S₁、S₂盐分水平降低了N₀、N₂处理下Mg²⁺含量，但却显著增加了Na⁺含量；与S₀的各施肥相比，S₁和S₂盐胁迫下N₀、N₁、N₂施肥处理K⁺分别下降48.52%、2.97%、10.24%和38.24%、−71.14%、3.35%，Na⁺离子含量分别显著增加40.07%、98.62%、47.63%和66.45%、108.00%、74.36%，K⁺/Na⁺分别下降63.18%、52.39%、38.97%和62.77%、20.60%、40.25%；与N₀相比，N₁处理显著增加了不同盐分水平下盐地碱蓬地上部Ca²⁺含量，且随着盐分胁迫的增加其增幅越大；N₂处理对Ca²⁺含量并无显著影响；其中，与N₀的各盐分水平相比，N₁处理下S₀、S₁、S₂盐分水平的Ca²⁺含量分别增加了35.06%、39.54%、50.77%，且Ca²⁺含量在N₁S₂处理下达最大。N₁、N₂处理显著降低了K⁺含量和K⁺/Na⁺，显著增加了S₁、S₂盐分条件下Na⁺、Cl⁻含量；N₁处理下，S₀盐分水平的K⁺下降幅度(73.60%)均高于S₁和S₂盐分水平的下降幅度(50.25%和26.86%)，K⁺/Na⁺下降幅度(69.30%)均高于S₁、S₂盐分水平的下降幅度(60.30%和34.53%)，S₁盐分水平下的Na⁺的增幅(96.57%)低于S₂盐分水平下的增幅(108.00%)；N₂处理下，S₀盐分水平的K⁺下降幅度(51.84%)均高于S₁和S₂盐分水平的下降幅度(16.03%和24.64%)，K⁺/Na⁺下降幅度(55.66%)均高于S₁、S₂盐分水平的下降幅度(26.50%和28.85%)，S₁盐分水平下的Na⁺的增幅(47.63%)低于S₂盐分水平下的增幅(61.76%)。

图  5  施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬离子含量的影响

Figure  5.  Effects of nitrogen fertilizer application on the ion content of Suaeda salsa under salt stress

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2.5   盐地碱蓬地上部渗透调节物质

双因素方差分析结果表明(图6)，盐分、施肥和两者互作均极显著影响盐地碱蓬地上部可溶性糖含量(P < 0.01)，施肥也极显著影响脯氨酸含量，盐分和盐肥互作显著影响脯氨酸含量(P < 0.05)。与S₀相比，S₁、S₂盐分水平降低了N₀处理下可溶性糖含量，对N₁处理下可溶性糖含量并无显著影响(P > 0.05)，S₂盐分水平显著降低了N₂处理下可溶性糖含量；S₂盐分水平均显著增加了N₁处理下脯氨酸含量，对N₂处理下脯氨酸含量无显著影响；与S₀的各施肥相比，S₁、S₂盐胁迫下N₀、N₂施肥处理可溶性糖含量分别下降12.12%、14.31%和42.18%、39.09%；与N₀相比，N₁处理显著降低了S₀、S₁盐分水平下可溶性糖含量，但却显著增加了脯氨酸含量，N₂处理下可溶性糖含量在S₀、S₁盐分水平下显著下降，但脯氨酸含量并无显著变化。其中，与N₀的各盐分水平相比，N₁处理可溶性糖含量在S₀、S₁、S₂盐分水平下分别下降51.82%、44.41%、2.94%，而脯氨酸含量分别增加230.34%、202.43%、367.98%，在N₁处理下可溶性糖含量和脯氨酸含量均随着盐胁迫的增加增幅逐渐增加；而N₂处理盐地可溶性糖分别下降了14.42%、16.55%、9.85%，脯氨酸含量与N₀处理差异并不显著。说明在N₁处理下盐地碱蓬的主要有机渗透调节物质为脯氨酸，而在N₂处理下主要有机渗透调节物质是可溶性糖。

图  6  施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬可溶性糖含量和脯氨酸含量的影响

Figure  6.  Effects of nitrogen fertilizer application on the soluble sugar and proline contents of Suaeda salsa under salt stress

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2.6   施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬各指标之间的相关性分析

相关性分析结果表明(表1)，盐地碱蓬Pb富集量与Pb含量、生物量、Na⁺含量、脯氨酸含量极显著正相关(P < 0.01)，与Ca²⁺、K⁺、可溶性糖含量显著(P < 0.05)或极显著(P < 0.01)负相关；生物量与脯氨酸含量极显著正相关，与地上部Na⁺含量显著正相关，与Mg²⁺、Ca²⁺和可溶性糖含量极显著负相关，与株高显著负相关；Na⁺与可溶性糖含量显著负相关，与脯氨酸含量显著正相关；K⁺与可溶性糖含量显著负相关；Ca²⁺与可溶性糖含量显著正相关，与铅富集量和生物量极显著负相关；Mg²⁺含量与生物量极显著负相关，与Ca²⁺含量极显著正相关；脯氨酸含量与可溶性糖含量极显著负相关。

表  1  施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬各指标相关性分析

Table  1.  Correlation analysis of between different indices of Suaeda salsa under salt stress and increases in applied nitrogen fertilizer

指标 Index	PH	B	Pbc	Pba	SS	Pro	Ca2+	Mg2+	Na+	K+
株高 Height (PH)	1.000
生物量 Biomass (B)	−0.304*	1.000
铅含量 Pb content (Pbc)	−0.217	−0.269	1.000
铅富集 Pb accumulation (Pba)	−0.481**	0.620**	0.463**	1.000
可溶性糖 Soluble sugar (SS)	0.364*	−0.601**	−0.134	−0.575**	1.000
脯氨酸 Proline (Pro)	−0.747**	0.445**	0.216	0.630**	−0.536**	1.000
Ca 2+含量 Ca2+ content (Ca2+)	0.020	−0.472**	−0.044	−0.381**	0.373*	−0.120	1.000
Mg2+含量 Mg2+ content (Mg2+)	−0.072	−0.392**	0.157	−0.224	0.012	−0.015	0.456**	1.000
Na+含量 Na+ content (Na+)	−0.256	0.304*	0.329*	0.581**	−0.317*	0.296*	−0.218	0.201	1.000
K+含量 K+ content (K+)	0.248	−0.350*	−0.034	−0.348*	−0.351*	0.161	−0.110	0.364*	−0.198	1.000
*, P < 0.05; **, P < 0.01.

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3.   讨论

3.1   施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬生长的影响

植物面对胁迫时会通过改变自身的形态结构来提高对逆境的适应能力。本研究发现，底肥显著降低了盐地碱蓬的株高，并且在S₂盐分水平下盐地碱蓬的株高进一步下降，而追肥和不施肥处理对盐地碱蓬的株高并无显著影响。这与王界平和田长彦^[15]的研究结果有所不同，该研究表明施用氮肥均明显促进了株高的生长。这种差异可能是该试验中氮肥的施入都采用同一种施肥方式，并且不涉及重金属的影响，而本研究不仅存在施肥方式的差异还有重金属Pb的影响。此外，底肥和追肥处理下盐地碱蓬侧枝生长得更好并且植株更茂盛，但随着盐分的增加盐地碱蓬的侧枝逐渐减少，并且植株有发黄枯萎的现象。相关性分析表明盐地碱蓬的株高与生物量积累显著负相关，说明盐胁迫时增施氮肥盐地碱蓬会通过增加侧枝的生长来提高生物量积累，并且在底肥处理下盐地碱蓬会通过降低株高来减轻环境压力，植株株高下降有利于根部的营养物质和水分向上运输促进植物的生长^[16]。盐地碱蓬的干重和鲜重在施肥处理下均显著增加，在盐分和施盐肥互作下也显著增加，但在高盐胁迫下施肥处理不同变化不同。底肥处理下，盐地碱蓬地上部物生物量随着盐分的变化呈现出先增加后下降的变化趋势，在中盐条件下生物量积累达到最大，这表明适宜的盐分是盐生植物生长必不可少的条件之一，并且能够有效缓解逆境对植物带来的伤害^[17]，但过高的盐分则不利于盐地碱蓬的生长。

重金属Pb是植物生长的一种非必需元素，过量的Pb进入植物体内会造成毒害，当植物体内Pb过量时，植物会出现根系减少、叶片失绿，导致植物地上部的生物量下降^[18]。相关性分析结果表明盐地碱蓬生物量与Pb富集量呈极显著正相关关系，说明在盐胁迫下增施氮肥盐地碱蓬主要通过增加生物量积累来增加对Pb的富集。李志贤等^[19]对玉米(Zea mays)在不同施氮水平下吸收和富集重金属Cd、Pb的研究中发现，施尿素能够促进玉米生长，并能显著增强玉米对重金属的吸收与转运。施娴等^[20]通过盆栽试验发现不同水平的氮肥能够显著增强小麦(Triticum aestivum)对重金属的吸收和富集。这与本研究结果一致，说明底肥和追肥对盐地碱蓬的生长有促进作用，且增加了盐地碱蓬对Pb的富集量。植物富集重金属的主要部位是地上部，要利用植物对重金属污染进行修复就要增加植物地上部生物量积累。而氮素是盐碱地限制植物生长的主要因素，增施氮肥能够促进盐碱地重金属生物修复的主要原因就是氮肥能够促进植物生长、增加生物量。

3.2   施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬铅富集的影响

本研究发现，施肥处理显著增加了盐地碱蓬Pb富集量，并显著促进盐地碱蓬地上部生物量积累；这与王学文等^[21]研究结果相反，主要原因是本研究中盐地碱蓬通过地上部富集重金属，而不是增加对重金属的耐受来达到重金属修复目的。土壤中的重金属的存在形态将直接影响植物对重金属的吸收与积累^[22]，有研究表明，施肥会影响土壤pH、植物生长和生理代谢过程、带入重金属离子和提供能沉淀、络合重金属的基团从而影响植物对重金属的吸收^[23]。徐明岗等^[24]认为氮肥的施入首先改变了土壤的pH，并且随着土壤盐分的增加，土壤溶液的导电率增加，从而增加土壤中重金属的溶解度。与S₀相比，S₁盐分水平对盐地碱蓬Pb含量并无显著影响，S₂盐分水平显著增加底肥处理下盐地碱蓬Pb含量并达最大值，而追肥处理的各盐分水平下，盐地碱蓬Pb含量没有显著差异。Pb是冶炼、采矿和自然气候过程导致土壤污染的主要重金属离子^[25-26]，相较于追肥，底肥与土壤充分混合对土壤性质影响更大，增加了土壤中有效态Pb含量，从而使Pb更容易被盐地碱蓬吸收。

本研究中，盐胁迫、施肥处理及盐肥互作均显著增加了盐地碱蓬地上部的Pb富集量，且随着盐胁迫的增加Pb富集量也逐渐增加，但S₁、S₂盐分水平下盐地碱蓬Pb富集量差异并不显著，说明盐分能够促进盐地碱蓬对重金属Pb的富集；这一结果与吴玉洁等^[27]研究结果一致。有研究表明，与0.1% NaCl相比，1% NaCl下根际可吸收Pb的浓度提高35%左右^[28]。说明一定的土壤盐分有助于提升盐生植物对重金属的吸收能力，盐胁迫可以调节植物体内的渗透相关酶系统进而减轻和缓解重金属胁迫对植物造成的损伤和对细胞渗透稳态的影响；盐分的增加可增加盐地碱蓬对无机离子的吸收，保持金属离子与矿物质的平衡^[29]。

3.3   施氮肥对盐胁迫下盐地碱蓬生理的影响

植物面临盐胁迫时会通过无机离子来平衡体内渗透势。研究表明，K⁺通常是非盐生植物的渗透调节物质，高浓度的K⁺可以提高植物的耐盐性，而盐生植物的渗透调节物质主要是Na⁺和Cl⁻；其中，无机渗透调节以Na⁺、K⁺为主，有着较低的K⁺/Na^{+ [30]}。本研究发现，盐胁迫、施肥处理及盐肥互作均显著增加盐地碱蓬地上部Na⁺、Cl⁻含量。与不施肥处理的各盐分水平相比，S₁、S₂盐分水平下底肥和追肥处理均增加了盐地碱蓬地上部Na⁺、Cl⁻含量，降低了K⁺含量和K⁺/Na⁺，但在S₁盐分条件下N₀处理与N₂处理Cl⁻含量和K⁺含量差异并不显著。Cl⁻含量在S₁盐分水平时底肥处理达最大值，在S₂盐分水平时，追肥处理下达最大值。这与段德玉^[31]研究结果一致，在相同盐分水平下，随着氮肥的施入，盐地碱蓬地上部Na⁺含量显著增加，并且在高盐处理下这种增加更明显。在本研究中，底肥处理的各盐分水平下盐地碱蓬地上部Ca²⁺含量显著增加。大量研究表明Ca²⁺是一种信号传导物质对维持细胞稳定具有重要作用^[32]；植物受到盐胁迫时，Na⁺在体内大量聚集，会破坏细胞的离子平衡、影响质膜功能，细胞质膜上的Ca²⁺就会被Na⁺取代，结合Ca²⁺的酶就会失去活性，从而导致细胞膜磷脂的降解，使细胞膜的结构受到破坏，严重影响植物的生长发育^[33]。说明底肥处理下随着盐分的增加盐地碱蓬会增加Ca²⁺、Cl⁻含量维持细胞膜的稳定结构和离子平衡。

可溶性糖和脯氨酸是重要的有机渗透调节物质，其含量是植物维持渗透平衡能力的重要表现。在S₀、S₁盐分条件下施肥显著降低了盐地碱蓬地上部可溶性糖含量，S₂盐分条件下施肥对可溶性糖含量并无显著影响；底肥显著增加了盐地碱蓬地上部脯氨酸含量，随盐胁迫的增加脯氨酸含量逐渐增加。大量研究表明在一定盐分范围内，随盐分浓度升高，盐地碱蓬可溶性糖和脯氨酸含量都升高，但是随盐浓度的持续升高，脯氨酸的含量开始下降，可溶性糖含量却持续升高^[34-36]，这与本研究结果不一致。底肥与追肥处理下，盐地碱蓬地上部可溶性糖含量在S₀、S₁盐分水平下显著下降；底肥处理下脯氨酸含量显著升高，而追肥处理与无肥处理并无显著差异；相关性分析结果表明，盐地碱蓬地上部的脯氨酸和可溶性糖含量呈极显著负相关关系。这可能是由于底施氮肥可以有效地为盐地碱蓬提供氮源，并合成氨基酸进行渗透调节适应盐胁迫的环境，而不施肥或者追肥条件下，植株氮肥缺少，在缺少氨基酸渗透调节的条件下，积累可溶性糖类进行渗透调节；Ca²⁺与脯氨酸含量呈负相关关系，这可能是由于胞内Ca水平的提高可以通过诱导脯氨酸合成酶的转录来增加脯氨酸的生物合成，控制植物细胞的渗透调节作用，以对外界刺激做出积极响应^[37-38]。

4.   结论

施用氮肥促进盐地碱蓬的Pb富集，特别是在高盐土壤中，且底肥效果大于追肥，氮肥通过促进盐地碱蓬侧枝生长，增加地上部生物量，进而增加Pb富集量。盐胁迫下，施肥方式影响渗透调节物质脯氨酸的积累，底施氮肥显著增加Ca²⁺的含量，并参与了渗透调节。因此，可采用底施氮肥的方法促进盐地碱蓬生长，以提高盐地碱蓬对盐碱地Pb污染的生物修复效果。本研究结果为利用盐生植物进行盐碱地土壤重金属污染的生物修复提供了依据。但本研究主要探讨了盐地碱蓬地上部重金属Pb富集量的变化，施肥对盐地碱蓬根系的影响及其对重金属的吸收需要进一步深入探讨。

参考文献