试验处理：盆栽土壤取自武汉城郊黄陂熟地蔬菜基地，经风干后，过5mm 筛，每盆装土5kg。4个处理，Ca（OH）2的加入量分别为：0g·kg-1土，1g·kg-1土，2g·kg-1土，4g·kg-1土，分别以CK、处理1、处理2、处理3表示，各处理3 个重复。施入底肥为P2O50.2g/kg，K2O0.3g/kg，施N水平为0.2g/kg（以纯N 计，尿素为氮源），Cd 水平为2.0mg/kg（以纯Cd 计，以3CdSO4·8H2O 为镉源），所有试剂均在播种前一次施入、混匀、浇水为田间持水量的60%～70%、平衡培养一周，平衡后pH 值分别为7.33、7.76、7.83、8.38。每盆播种15粒，幼苗稳定后定植8株。生长期间浇灌用水为蒸馏水，定时定量浇灌。
（一）镉与硝酸盐复合污染下施用不同浓度石灰对小白菜物理性质的影响
镉与硝酸盐复合污染下施用石灰对小白菜的株高、单株重、根重、根长、叶面积均有不同程度的影响，如表2.36所示，就株高、单株重、根长而言，处理1均显著（P＜0.05）高于对照，与对照相比，分别提高5.72%、16.95%、19.26%。其中，对于株高和根长的处理2和处理3与对照相比，差异不显著；对单株重而言，处理2与处理3 显著（P＜0.05）低于对照，与对照相比，分别低于16.17%、30.33%。就根重而言，与对照相比处理1 与处理2 差异不显著（P＜0.05），处理3显著（P＜0.05）低于对照。施用石灰对小白菜叶面积有一定程度影响，与对照相比，处理1与对照相比差异不显著（P＜0.05），处理2、处理3 与对照相比差异也不显著（P＜0.05），处理2与处理3间差异不显著（P＜0.05）。
表2.36 在氮镉复合污染下不同浓度的石灰对小白菜物理性质的影响（成熟）
注：不同小写字母的处理平均水平值表示在P＜0.05水平差异性显著，表中数据为3个重复的平均值。
（二）施用不同浓度石灰对小白菜品质的影响
由表2.37可知，在镉与硝酸盐复合污染情况下，施用不同浓度的石灰对小白菜叶绿素和维生素C（Vc）均有不同程度的显著性（P＜0.05）提高，与对照相比分别提高48.37%、63.73%、7.19%；40.26%、 19.91%、37.96%。
表2.37 在氮镉复合污染下不同处理的石灰对小白菜品质的影响（成熟）
注：1.不同大写字母的处理平均水平值表示在P＜0.05水平差异极显著，表中数据为3个重复的平均值。
2.叶绿素列中的数值是通过测量叶片在两种波长下（650nm 和940nm）光学浓度差来确定叶片当前叶绿素的相对含量。
与对照相比，不同浓度的石灰对小白菜体内硝酸盐与镉的积累均有不同程度影响，对小白菜体内硝酸盐积累而言。与对照相比，处理1与处理2显著（P＜0.05）降低16.89%和26.18%，处理3与对照相比有降低趋势，降低0.81%，但是，差异不显著。就小白菜体内镉积累而言，与对照相比，处理1显著降低（P＜0.05）小白菜体内镉的累积量，降低21.50%，处理2与处理3与对照相比差异不显著。
（三）施用不同浓度石灰对小白菜地镉与硝酸盐含量的影响
由图2.12可知，不同处理的石灰对土壤有效镉的转化均有不同程度的影响，与对照相比，处理1差异不显著，但是有降低的趋势，土壤有效镉降低1.36%。处理2和处理3均显著高于对照。由图2.13可知，施用石灰对土壤硝酸盐的转化有显著的影响，与对照相比，处理1 与处理3 显著低于对照，分别降低37.86%和66.37%，处理2显著高于对照，提高38.62%。
图2.12 石灰对土壤有效镉的影响
图2.13 石灰对土壤硝酸盐的影响
由图2.12和表2.37可知，在镉与硝酸盐复合污染下土壤中的有效镉与小白菜中镉累积成正相关，同时，土壤中硝酸盐与小白菜硝酸盐积累不具有显著的相关关系。同时，随着石灰浓度的增加pH 呈逐渐递增现象，分别为7.33、7.76、7.83、8.38，处理3pH增加至8.38，但是，土壤中的有效镉并没有随着pH 的增加而降低，这可能与硝酸盐有关，也可能是浓度梯度不够明显所致，需要进一步研究。
（四）施用不同浓度石灰对小白菜地土壤酶活性的影响
在土壤中酶是最活跃的有机成分之一，土壤酶驱动着土壤的代谢过程，对土壤圈中养分循环和污染物质的净化具有重要的作用，土壤酶活性的大小综合反映了土壤理化性质和重金属浓度的高低。
（1）施用石灰对土壤酸性磷酸酶活性的影响
磷酸酶是表征土壤生物活性的重要酶，在土壤磷素循环中起重要作用，可以表征土壤磷素有效化强度。由图2.14可知，3种不同处理的石灰均能不同程度地显著提高土壤酸性磷酸酶的活性，与对照相比分别提高24.33%、14.16%、19.25%，但是处理间差异不显著，这说明在试验范围内，施用不同处理的石灰均能不同程度地提高土壤酸性磷酸酶的活性。
图2.14 石灰对土壤酸性磷酸酶活性的影响
（2）施用石灰对土壤蔗糖酶活性的影响
蔗糖酶活性反映了土壤有机碳累积与分解转化的规律，一般情况下土壤肥力越高，蔗糖酶活性越强，可用来表征土壤生物学活性强度和土壤肥力。由图2.15可知，供试土壤施用的3种不同处理的石灰对土壤蔗糖酶活性有不同程度的影响，与对照相比处理1和处理3差异性不显著（P＜0.01），且处理1 与处理2 间差异性也不显著（P＜0.05），但是，处理3与对照相比显著降低了土壤蔗糖酶的活性，降低17.89%。
图2.15 石灰对土壤蔗糖酶活性的影响
（3）施用石灰对土壤蛋白酶活性的影响(www.xing528.com)
蛋白酶是催化有机态氮分解为无机态氮的酶类，其活性高，说明土壤可利用态氮丰富。由图2.16可知，施用不同处理的石灰均能显著地提高土壤蛋白酶活性，与对照相比分别提高25.29%、32.02%、16.15%，说明在氮镉交互作用下，施用石灰能够提高土壤蛋白酶活性。
（五）结论与讨论
（1）讨论
石灰对土壤重金属修复的基本原理在于土壤中增施石灰后，土壤pH 值上升，降低土壤交换性酸和交换性铝的含量，从而有效缓解铝和其他重金属的毒害，增加阳离子交换量，增加阳离子交换量，并补充钙、镁等营养元素以实现对土壤的改良，同时使镉与氢氧根离子形成络合离子或沉淀。也可能与碳酸氢根离子生成碳酸氢根沉淀。当pH 值提高到8～9，可生成［Cd（OH）］+络离子；pH 值在10以上时，可生成Cd（OH）2沉淀；当pH 值达到11时，则生成［Cd（OH）3］+络离子。在镉污染土壤上施入石灰和钙镁磷肥时，可减少镉的溶解度。Cd-CaO-P2O5体系比Cd-CaO 体内更能减少镉的溶解度，Ca2+，Mg2+与镉产生共沉淀作用。
图2.16 石灰对土壤蛋白酶活性的影响
在本研究中虽然有氮素的复合，但使用不同浓度的石灰仍有显著的修复效果，且对小白菜体内硝酸盐的累积也有一定的缓解效果，针对机理将进一步研究。本次研究是基于盆栽模拟研究完成，对于大田推广可能会有一定的出入。
（2）结论
①施用不同处理（1g/kg 土、2g/kg土、4g/kg 土）的石灰，对镉与硝酸盐复合污染的菜地小白菜的物理指标有一定的显著影响，通过比较，处理1（1g/kg土）对株高、单株重、根重、根长、叶面积均有显著的积极表现。处理2（2g/kg 土）、处理3（4g/kg 土）次之。
②施用不同处理（1g/kg土、2g/kg土、4g/kg土）的石灰，对镉与硝酸盐复合污染的菜地小白菜的品质指标影响效果显著，3个不同的处理均显著高于对照。但对小白菜体内累积镉与硝酸盐而言，通过综合考虑，处理1（1g/kg土）表现最佳。
③施用不同处理（1g/kg土、2g/kg土、4g/kg土）的石灰，对镉与硝酸盐复合污染的菜地土壤酶活性而言，3种不同的处理均显著提高土壤酸性磷酸酶活性和土壤蛋白酶活性，对蔗糖酶来讲，与对照相比，处理1和处理2差异不显著，处理3显著抑制了土壤蔗糖酶活性。
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