向日葵盆栽實驗

4.2.3.1 高有機質土壤孔隙水重金屬濃度分析

植體吸收重金屬主要係以水為媒介，故每日監測土壤孔隙水重金屬 含量即表示植體當日可吸收重金屬之濃度。向日葵種植於高有機質土壤 植體生長天數約12 天，圖 4.16 為向日葵盆栽於高有機質土壤每日孔隙水 重金屬變化情形，控制組盆栽孔隙水重金屬銅鋅含量平均約為 1.34 及 10.45 mg/L；檸檬酸組銅鋅含量則有些許提升平均約為 2.42 及 13.44 mg/L；EDDS 組銅鋅含量則平均約為 4.48 及 19.62 mg/L；而 EDTA 及 DTPA 組土壤孔隙水重金屬含量彼此間則無明顯之差異，銅約為10.06 及 10.86 mg/L，鋅則為 41.51 及 41.96 mg/L。土壤孔隙水重金屬含量以 DTPA 及 EDTA 為最，EDDS 次之，檸檬酸則係最差。影響土壤孔隙水之重金屬含 量主要原因為重金屬與土壤鍵結之情形，經序列萃取結果顯示添加螯合 劑可改變土壤鍵結型態將弱鍵結比例提升，而土壤孔隙水重金屬含量與 螯合劑提升弱鍵結趨勢相同，皆係以 DTPA 效果最好，EDTA 及 EDDS 次之，檸檬酸則是最差。

高有機質土壤 - Cu

4.2.3.2 向日葵重金屬吸收情形(高有機質)

高有機質盆栽向日葵地上及地下重金屬銅鋅累積量如圖4.17 所示，

添加螯合劑對於生質能之植物向日葵具有提升吸收之功效。在高有機質 盆栽中，向日葵植體吸收重金屬以根部為主要累積處。控制組向日葵盆 栽地上地下銅累積量分別為56.68±5.96 及 132.44±21.74 mg/kg，而鋅累積 量則分別為263.74±26.13 及 963.77±113.77 mg/kg。添加檸檬酸組之向日 葵地上及地下部位重金屬銅累積量約可提升1.27 及 1.16 倍，重金屬鋅則 提升1.67 及 1.08 倍；EDDS 組盆栽重金屬銅地上地下累積量分別約提升 6.70 及 4.68 倍，鋅則提升 2.19 及 1.45 倍；EDTA 組銅累積量分別提升 2.39 及 4.08 倍，鋅則提升 8.67 及 2.67 倍；DTPA 組銅累積量則提升至 2.79 及5.53 倍，鋅則為 4.62 及 2.56 倍。將添加螯合劑組之向日葵地上地下累 積量與控制組做統計分析，如表 4.10 所示，檸檬酸組地下部位重金屬銅 鋅 P 値約為 0.15 及 0.26，其他螯合劑 P 値皆小於 0.01，由統計分析添加 螯合劑對於植體向日葵重金屬銅鋅累積具提升之功效。

螯合劑添加對於植體重金屬累積具提升功效，其中地上部位重金屬 銅累積以EDDS 效果最佳，其次為 DTPA、EDTA，檸檬酸則無明顯之增 加；地下部位銅累積效果則係以DTPA>EDDS>EDTA>檸檬酸。而地上部 位重金屬鋅則以EDTA 最好，其次為 DTPA、EDDS，檸檬酸最差，地下 部位重金屬累積效果以EDTA>DTPA>EDDS>檸檬酸。

地上 地下

表4.10、向日葵對重金屬累積量做統計分析(高有機質)

高有機質 檸檬酸 EDDS EDTA DTPA

地上部位 0.0034 4.70*10^-5 0.0041 0.0003 銅

地下部位 0.1522 5.66*10^-6 3.08*10^-5 5.87*10^-5 地上部位 0.0002 0.0015 0.0001 4.77*10^-5 鋅

地下部位 統 計 P

値 0.2626 0.0007 8.37*10^-5 0.0002

4.2.3.3 向日葵重金屬傳輸及累積係數分析(高有機質)

進一歩分析植體內部重金屬之傳輸能力及累積能力，可藉由植體 BCF 及 TF 値進行探討，BCF 主要是係表示植體對於土壤重金屬吸收效 益是否良好，TF 則表示植物對於重金屬之傳輸能力。高有機質盆栽向日 葵植體累積係數及傳輸係數如表4.11 所示，控制組向日葵銅鋅 BCF 値為 0.17±0.03 及 0.21±0.03，TF 値則為 0.43±0.04 及 0.28±0.05，由 BCF 値比 較發現添加螯合劑對於根部重金屬銅鋅累積有明顯之優勢，其 P 値皆小 於0.01，但其中穩定常數較差者檸檬酸對於 BCF 則僅有些許影響，檸檬 酸銅鋅 P 値分別為 0.5579 及 0.2611。而植體傳輸係數 TF 則以檸檬酸效 果較差，其他螯合劑DTPA、EDTA 及 EDDS 對於重金屬鋅之傳輸能力則 有顯著之提升，P 値皆小於 0.01。

表4.11、向日葵 TF、BCF 值及統計分析 (高有機質)

高有機質 控制組 檸檬酸 EDDS EDTA DTPA

TF 0.43±0.04 0.47±0.06 0.61±0.06 0.26±0.08 0.22±0.01 銅

BCF 0.17±0.03 0.18±0.02 0.73±0.06 0.64±0.07 0.87±0.10 TF 0.28±0.05 0.40±0.02 0.42±0.05 0.89±0.19 0.51±0.09 鋅

BCF 0.21±0.03 0.23±0.02 0.31±0.03 0.58±0.07 0.54±0.08 檸檬酸 EDDS EDTA DTPA TF 0.2611 0.0014 0.0081 0.0003 銅

BCF 0.5579 8.12*10^-6 3.59*10^-5 0.0001 TF 0.0042 0.0022 0.0023 0.0025 鋅

BCF

統 計 P

値 0.2611 0.0008 0.0001 0.0003

4.2.3.4 低有機質土壤孔隙水重金屬濃度分析

向日葵植體於低有機質盆栽中生長天數約為8 天，圖 4.18 為低有機 質土壤每日土壤孔隙水重金屬含量變化，低有機質盆栽控制組孔隙水重 金屬銅鋅含量較高有機質盆栽濃度大，其主要原因為低有機質盆栽土壤 與重金屬弱鍵結比例大。向日葵在生長期間控制組孔隙水平均重金屬銅 鋅濃度為 4.11 及 71.79 mg/L；檸檬酸組盆栽孔隙水平均銅鋅含量則為 11.10 及 125.31 mg/L；EDDS 組銅鋅含量則約為 17.03 及 224.46 mg/L；

EDTA 組孔隙水銅鋅平均濃度 28.75 及 331.38 mg/L；DTPA 組土壤孔隙水 重金屬含量最高，可達49.02 及 447.89 mg/L。添加螯合劑提升土壤孔隙

水重金屬之濃度以DTPA 效果最佳，其次為 EDTA、EDDS，檸檬酸則最

4.2.3.5 向日葵重金屬吸收情形(低有機質)

向日葵於低有機植盆栽地上及地下重金屬銅鋅累積量如圖 4.19 所 示，在低有機植盆栽控制組向日葵地上地下重金屬銅累積量分別為 70.27±15.49 及 340.93±55.61 mg/kg，而鋅累積量則分別為 765.24±52.20 及3420.67±367.56 mg/kg。螯合劑檸檬酸添加對於向日葵地上及地下部位 重金屬銅累積量約可提升1.81 及 1.70 倍，對重金屬鋅吸收則可提升 1.55 及 1.34 倍；添加 EDDS 植體銅地上地下累積量分別約提升 6.35 及 2.46 倍，鋅則分別提升至 3.91 及 1.60 倍；添加 EDTA 向日葵吸收銅則提升 3.30 及 2.71 倍，鋅則提升 4.88 及 2.07 倍；而添加 DTPA 向日葵對銅吸收 則提升 4.36 及 3.33 倍，對鋅吸收則為 4.34 及 2.53 倍。將添加螯合劑之 植體地上地下重金屬累積與控制組做統計分析，如表4.12 所示，唯獨檸 檬酸組向日葵地上部位重金屬鋅累積量與控制組差異不顯著，P 値約為 0.0237，而添加其他螯合劑之植體 P 値皆小於 0.01，由統計分析顯示螯 合劑之添加對於向日葵重金屬銅鋅吸收具有顯著之效果。

低有機質土壤 - Zn

表4.12、向日葵對重金屬累積量做統計分析(低有機質)

低有機質 檸檬酸 EDDS EDTA DTPA

地上部位 0.0049 0.0007 0.0073 0.0004 銅

地下部位 0.0007 5.01*10^-6 0.0002 6.69*10^-5 地上部位 0.0237 0.0011 0.0002 6.79*10^-5 鋅

地下部位 統 計 P

値 0.0033 5.69*10^-5 2.57*10^-5 1.95*10^-7

4.2.3.6 向日葵重金屬傳輸及累積係數分析(低有機質)

低有機質盆栽向日葵植體累積係數及傳輸係數如表4.13 所示，控制 組銅鋅 BCF 値分別為 0.39±0.06 及 0.78±0.08，TF 値則為 0.21±0.03 及 0.22±0.02，添加螯合劑對於低有機質盆栽重金屬銅鋅 BCF 値有明顯之提 升，統計分析之P 値皆小於 0.01，添加 EDDS 重金屬銅鋅 BCF 皆可提升 2.46 及 1.59 倍，添加 EDTA 則提升 2.72 及 2.06 倍，而 DTPA 添加則可 提升3.33 及 2.53 倍。而添加螯合劑 EDDS、EDTA 及 DTPA 對於植體內 部重金屬傳輸亦有明顯提升，唯獨檸檬酸植體傳輸係數沒有明顯之變 化，其檸檬酸銅鋅TF 之值分別為 0.5579 及 0.0133。但其中螯合劑 EDDS 對於植體重金屬銅鋅傳輸具有顯著增加，與控制組相比下可提升2.52 及 2.50 倍，其原因為螯合劑 EDDS 與重金屬鍵結產生之錯合物，亦穿透根 部卡氏帶進入到木質部進行重金屬傳輸，故能提升植體對於重金屬傳輸 係數(Luo et al., 2005)。

表4.13、向日葵 TF、BCF 值及統計分析 (低有機質)

低有機質 控制組 檸檬酸 EDDS EDTA DTPA

TF 0.21±0.03 0.22±0.02 0.53±0.08 0.24±0.05 0.27±0.02 銅

BCF 0.39±0.06 0.66±0.08 0.96±0.08 1.06±0.13 1.30±0.16 TF 0.22±0.02 0.26±0.02 0.55±0.10 0.53±0.07 0.39±0.05 鋅

BCF 0.78±0.08 1.04±0.08 1.24±0.10 1.61±0.14 1.97±0.10 檸檬酸 EDDS EDTA DTPA TF 0.5579 0.0004 0.2937 0.0098 銅

BCF 0.0005 4.24*10^-6 0.0001 7.36*10^-5 TF 0.0133 0.0019 0.0006 0.0008 鋅

BCF

統 計 P

値 0.0008 8.89*10^-5 2.58*10^-5 1.56*10^-7