Cadmium concentrations in cacao (Theobroma cacao L.) beans from South America often exceed trade limits. Liming soil is advocated as a remediation option, but amendments cannot be incorporated into the entire root zone without harming the trees. An experiment was set up to identify how Cd uptake varies within the root zone when surface and subsurface soil layers are either limed or not. The experiment used 22-cm-height pots with top and bottom layers using surface and subsurface soil samples from a cacao field. The potted soils were either surface limed or not or fully limed and layers spiked with stable 108 Cd isotope in various combinations to trace the plant Cd provenance. The root distribution was neither affected by liming nor by soil source; 70% of the root biomass was present in the top layer. Plants grown on the fully limed surface soil had 1.7 times lower Cd concentrations in leaves than the unlimed treatments, whereas this concentration was 1.2 times lower when only the top layer was limed (surface soil used in both layers). The isotope dilution data showed that surface soil liming enhanced Cd uptake from the unlimed bottom layer compared with the unlimed soil, suggesting compensating mechanisms. The pots containing surface soil over subsurface soil also showed that compensating effect but, due to lower phytoavailable Cd in the subsurface soil, surface liming still effectively reduced foliar Cd. We conclude that liming might be a feasible mitigation strategy, but its effectiveness is limited when Cd phytoavailability remains untreated in the subsurface layer.

中文翻译：

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表层土壤施石灰降低了可可 (Theobroma cacao L.) 幼苗的镉吸收，但会被增强的地下镉吸收抵消

来自南美洲的可可 (Theobroma cacao L.) 豆中的镉浓度经常超过贸易限制。石灰土被提倡作为一种补救措施，但不能在不伤害树木的情况下将修正物纳入整个根区。建立了一个实验来确定当表层和地下土壤层加石灰或不加石灰时根区内 Cd 吸收如何变化。该实验使用 22 厘米高的盆，带有顶层和底层，使用来自可可田的表层和地下土壤样本。盆栽土壤表面加石灰或不加石灰或完全加石灰，并以各种组合添加稳定的 108 Cd 同位素，以追踪植物 Cd 的来源。根系分布不受石灰和土壤来源的影响；70% 的根生物量存在于顶层。生长在完全施石灰的表层土壤上的植物叶子中的 Cd 浓度比未施石灰的处理低 1.7 倍，而当仅对顶层施石灰（两层都使用表层土壤）时，该浓度低 1.2 倍。同位素稀释数据表明，与未石灰土壤相比，表层土壤石灰增强了未石灰底层对 Cd 的吸收，表明存在补偿机制。含有表层土壤和地下土壤的盆也显示出补偿作用，但由于地下土壤中植物可利用的 Cd 较低，表面石灰仍然有效地降低了叶面 Cd。我们得出的结论是，石灰可能是一种可行的缓解策略，但当 Cd 植物有效性在地下层仍未得到处理时，其有效性是有限的。而当仅对顶层施石灰（两层均使用表层土壤）时，该浓度低 1.2 倍。同位素稀释数据表明，与未石灰土壤相比，表层土壤石灰增强了未石灰底层对 Cd 的吸收，表明存在补偿机制。含有表层土壤和地下土壤的盆也显示出补偿作用，但由于地下土壤中植物可利用的 Cd 较低，表面石灰仍然有效地降低了叶面 Cd。我们得出的结论是，石灰可能是一种可行的缓解策略，但当 Cd 植物有效性在地下层仍未得到处理时，其有效性是有限的。而当仅对顶层施石灰（两层均使用表层土壤）时，该浓度低 1.2 倍。同位素稀释数据表明，与未石灰土壤相比，表层土壤石灰增强了未石灰底层对 Cd 的吸收，表明存在补偿机制。含有表层土壤和地下土壤的盆也显示出补偿作用，但由于地下土壤中植物可利用的 Cd 较低，表面石灰仍然有效地降低了叶面 Cd。我们得出的结论是，石灰可能是一种可行的缓解策略，但当 Cd 植物有效性在地下层仍未得到处理时，其有效性是有限的。同位素稀释数据表明，与未石灰土壤相比，表层土壤石灰增强了未石灰底层对 Cd 的吸收，表明存在补偿机制。含有表层土壤和地下土壤的盆也显示出补偿作用，但由于地下土壤中植物可利用的 Cd 较低，表面石灰仍然有效地降低了叶面 Cd。我们得出结论，石灰可能是一种可行的缓解策略，但当在地下层中 Cd 植物有效性仍未得到处理时，其有效性是有限的。同位素稀释数据表明，与未石灰土壤相比，表层土壤石灰增强了未石灰底层对 Cd 的吸收，表明存在补偿机制。含有表层土壤和地下土壤的盆也显示出补偿作用，但由于地下土壤中植物可利用的 Cd 较低，表面石灰仍然有效地降低了叶面 Cd。我们得出的结论是，石灰可能是一种可行的缓解策略，但当 Cd 植物有效性在地下层仍未得到处理时，其有效性是有限的。