二、結(jié)果與討論

1、不同處理組培養(yǎng)液pH的變化如圖1所示，NP組pH在各時(shí)期基本維持穩(wěn)定。當(dāng)移入生菜后，CK中培養(yǎng)液的pH呈上升趨勢(shì)，當(dāng)生長至第30d時(shí)，溶液中的pH達(dá)到8.07，增加了34.1%。有研究指出，當(dāng)施用硝態(tài)氮肥時(shí)，植物根系吸收的氮素以硝態(tài)氮為主，植物根際會(huì)釋放OH^-、HCO^-3，導(dǎo)致根際環(huán)境pH升高。當(dāng)外源As（Ⅴ）濃度在1mg·L^-1以上時(shí)，溶液的pH在不同生長時(shí)期均表現(xiàn)出明顯的下降，說明在As（Ⅴ）的脅迫下，生菜體內(nèi)產(chǎn)酸代謝能力增強(qiáng)，而當(dāng)溶液中As（Ⅴ）濃度達(dá)到10mg·L^-1時(shí)，溶液中pH在生菜的各生長期均下降至最低，在生菜生長至第10d時(shí)達(dá)到3.87，然后隨著生菜的生長和適應(yīng)能力的增強(qiáng)，pH在生菜生長中、后期開始回升至5.60。有研究指出，在外界環(huán)境脅迫條件下，大部分植物會(huì)分泌有機(jī)酸，這被認(rèn)為是對(duì)不利條件的適應(yīng)。當(dāng)As濃度達(dá)到30mg·L^-1時(shí)，生菜在染毒至第10d出現(xiàn)了干枯死亡現(xiàn)象，溶液中pH與NP組一致，沒有明顯變化。

同時(shí)，在生菜的空白溶液中添加腐植酸后，溶液的pH變化與不添加腐植酸的CK處理中pH變化趨勢(shì)基本相同，說明單純添加腐植酸并未引起溶液的pH發(fā)生顯著變化，而pH的升高是由生菜自身代謝作用引起的。由圖1可看出，在As（Ⅴ）濃度為10mg·L^-1的培養(yǎng)液中添加腐植酸，對(duì)生菜的砷毒性具有一定的緩解作用，但是在腐植酸添加量為1、5mg·L^-1時(shí)，作用并不明顯。當(dāng)腐植酸的添加量為10mg·L^-1時(shí)，生菜的產(chǎn)酸代謝得到緩解，溶液中的pH與單純添加10mg·L^-1的As（Ⅴ）相比，在生菜各個(gè)生長期均有明顯的升高，第10d時(shí)pH回升最明顯，達(dá)到4.85。

2、不同處理組生菜葉中砷的累積變化規(guī)律研究初始在培養(yǎng)液中添加不同濃度的As（Ⅴ），并在第10、第20、第30d時(shí)對(duì)不同處理組的培養(yǎng)液進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)各處理組培養(yǎng)液中的砷主要以As（Ⅴ）存在，未檢測(cè)到有機(jī)砷和As（Ⅲ）。如圖2所示，砷的積累主要集中在生菜的根部，其次為莖部，葉中含量最少。在As（Ⅴ）添加濃度為10mg·L^-1時(shí)，根中無機(jī)砷最高累積濃度達(dá)到328.07mg·kg^-1，不同砷酸鹽處理組，生菜各組織中無機(jī)砷的含量均隨著處理濃度的增加而在各生長時(shí)期呈現(xiàn)出不同的增加趨勢(shì)。砷酸鹽處理組，生菜體內(nèi)砷主要是以As（Ⅲ）形態(tài)存在。有研究指出，砷酸鹽As（Ⅴ）被植物根吸收后，會(huì)與富含硫醇的肽絡(luò)合，從而在植物體內(nèi)很容易還原成As（Ⅲ），As（Ⅲ）與含硫酰基（-SH）的化合物如植物螯合素（PC）配位，As-PC復(fù)合物被認(rèn)為會(huì)儲(chǔ)存在液泡中，從而減少了砷對(duì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)及細(xì)胞器中各種生理代謝活動(dòng)的影響，達(dá)到植物解毒的作用。在CK及CKHA處理組中砷主要是以As（Ⅴ）形態(tài)存在于植物中。腐植酸富含含氧官能團(tuán)，可與As（Ⅴ）絡(luò)合增加其植物吸收能力。

從植物根、莖、葉中砷含量的結(jié)果看，腐植酸的添加降低了根中砷的積累，促進(jìn)了砷向生菜莖和葉中的轉(zhuǎn)運(yùn)。Park等研究表明，添加腐植酸增加了植物葉中Pb、Cu、Cd、Ni的積累；Xu等的研究指出，腐植酸是通過增加植物細(xì)胞壁的延展性而刺激Pb2+的轉(zhuǎn)運(yùn)和積累。這是因?yàn)楦菜崤c植物根部分泌的有機(jī)酸以及根際微生物活動(dòng)的相互作用會(huì)將腐植酸的超分子結(jié)構(gòu)分解為易被植物吸收的小分子單元，從而促進(jìn)植物對(duì)腐植酸-重金屬絡(luò)合物的吸收，增加了植物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)。

如圖2A所示，在0.5mg·L^-1的As（Ⅴ）添加濃度條件下，生菜根部生長早、中期主要以As（Ⅴ）吸附積累為主，到生長后期，隨著植物體內(nèi)砷的積累，逐漸被轉(zhuǎn)化為As（Ⅲ）。生菜根部無機(jī)砷含量隨著砷酸鹽添加濃度的升高逐漸增加，當(dāng)As（Ⅴ）濃度達(dá)到10mg·L^-1時(shí)，生菜生長早期根部無機(jī)砷含量最高可達(dá)328.07mg·kg^-1，As（Ⅴ）濃度從0.5mg·L^-1增長到10mg·L^-1時(shí)，生菜根中砷的含量由隨時(shí)間增加逐漸變?yōu)殡S時(shí)間而減少。有研究指出當(dāng)植物受砷脅迫較嚴(yán)重時(shí)，根部的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將砷排出到外部介質(zhì)中，增強(qiáng)植物根際As（Ⅲ）的外排能力。在添加腐植酸處理組中，當(dāng)腐植酸的濃度為1、5mg·L^-1時(shí)，相比V-10處理組，無機(jī)砷的含量在生菜各生長期整體呈下降趨勢(shì)，但是進(jìn)一步提高腐植酸的添加濃度（10mg·L^-1），對(duì)根部無機(jī)砷的積累不但沒有降低作用，反而有明顯的回升趨勢(shì)，所以，適量的腐植酸添加可以降低根部無機(jī)砷的積累。

如圖2B所示，生菜莖部無機(jī)砷含量隨著砷酸鹽添加濃度的升高逐漸增加，但對(duì)于相同砷酸鹽處理組，無機(jī)砷的積累均隨著生菜生長呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。在添加腐植酸處理組中，隨著腐植酸添加濃度的增加，莖部無機(jī)砷含量在生菜各生長期均逐漸下降，在生菜生長早期，無機(jī)砷含量明顯高于未添加腐植酸組，由此推斷腐植酸的添加促進(jìn)了莖部早期無機(jī)砷的積累，并呈現(xiàn)濃度依賴性，而隨著生菜生長至中、后期，腐植酸的作用逐漸消失，各腐植酸處理組與未添加組無機(jī)砷含量基本保持一致。

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