营养调控影响滇杨幼苗镉积累的效应模型分析OA北大核心CSTPCD

营养调控是强化植物修复效率的重要手段。滇杨(Populus yunnanensis)作为修复土壤镉(Cd)污染的重要候选树种,Cd耐受能力较强,但Cd积累量不高。以滇杨为研究对象,采用“3414”试验设计,开展氮(N)、磷(P)、钾(K)三因素四水平(0、100、200、400 mg·kg^(-1))共15个处理的营养调控盆栽试验。通过肥料效应模型推算最佳施肥量、最大Cd积累量以及提升滇杨Cd积累量的最佳施肥方案。结果表明,施加N、P、K均能提升Cd胁迫下滇杨的生物量,提升比例为70.5%-132%,生物量随N、P和K浓度增加而呈现先增加后降低趋势,均在200 mg·kg^(-1)时达到最大值,施N对生物量的促进最显著。滇杨Cd积累量受N影响最大,其次为P,再次是K。无N处理(N0P0K0、N0P2K2)的Cd积累量最低,高N、高P处理(N2P4K2、N4P2K2)的Cd积累量最高。一元模型拟合结果显示,N以374.704 mg·kg^(-1)施加时可获得最大Cd积累量(2.168 mg·pot^(-1)),拟合方程为y=-0.0000090x^(2)+0.0067x+0.92;二元模型拟合时,N、P分别按344.125、278.633 mg·kg^(-1)施加时Cd积累量较大,达到2.057 mg·pot^(-1),拟合方程为y=0.091+0.0090x_(1)+0.0028x_(2)-0.000021x_(1)x_(2)-0.0000047x_(1)^(2)+0.0000074x_(2)^(2);三元模型拟合时,N、P、K分别按468.911、46.774、305.529 mg·kg^(-1)施加时Cd积累量较大,拟合方程为y=0.81+0.0025x_(1)-0.0015x_(2)+0.0029x_(3)+0.000012x_(1)x_(2)-0.0000065x_(2)x_(3)-0.000017x_(1)x_(3)+0.000011x_(2)^(2)+0.0000015x_(3)^(2)。结合实际最大处理(N4P2K2)与模型拟合结果,推荐基质营养背景下最佳施肥方案为:N 374.704 mg·kg^(-1)+P_(2)O_(5)200.000 mg·kg^(-1)+K_(2)O 200.000mg·kg^(-1)。由冗余分析可知,滇杨Cd积累量与生物量、土壤速效N、速效P呈正相关,与pH、速效K呈负相关,说明营养调控可通过改变滇杨生物量以及土壤性质影响Cd积累。研究结果可为滇杨修复Cd污染土壤的应用实践提供科学依据。