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，當(dāng)生長至第30d時，溶液中的pH達到8.07，增加了34.1%。有研究指出，當(dāng)施用硝態(tài)氮肥時，植物根系吸收的氮素以硝態(tài)氮為主，植物根際會釋放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，溶液的pH在不同生長時期均表現(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，而當(dāng)溶液中As（Ⅴ）濃度達到10mg·L^-1時，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時達到3.87，然后隨著生菜的生長和適應(yīng)能力的增強，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，大部分植物會分泌有機酸，這被認為是對不利條件的適應(yīng)。當(dāng)As濃度達到30mg·L^-1時，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，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，作用并不明顯。當(dāng)腐植酸的添加量為10mg·L^-1時，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，在生菜各個生長期均有明顯的升高，第10d時pH回升最明顯，達到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時對不同處理組的培養(yǎng)液進行測定，發(fā)現(xiàn)各處理組培養(yǎng)液中的砷主要以As（Ⅴ）存在，未檢測到有機砷和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，根中無機砷最高累積濃度達到328.07mg·kg^-1，不同砷酸鹽處理組，生菜各組織中無機砷的含量均隨著處理濃度的增加而在各生長時期呈現(xiàn)出不同的增加趨勢。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)合物被認為會儲存在液泡中，從而減少了砷對細胞質(zhì)基質(zhì)及細胞器中各種生理代謝活動的影響，達到植物解毒的作用。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，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，促進了砷向生菜莖和葉中的轉(zhuǎn)運。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胞壁的延展性而刺激Pb2+的轉(zhuǎn)運和積累。這是因為腐植酸與植物根部分泌的有機酸以及根際微生物活動的相互作用會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，從而促進植物對腐植酸-重金屬絡(luò)合物的吸收，增加了植物對重金屬的轉(zhuǎn)運。

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）濃度達到10mg·L^-1時，生菜生長早期根部無機砷含量最高可達328.07mg·kg^-1，As（Ⅴ）濃度從0.5mg·L^-1增長到10mg·L^-1時，生菜根中砷的含量由隨時間增加逐漸變?yōu)殡S時間而減少。有研究指出當(dāng)植物受砷脅迫較嚴(yán)重時，根部的膜轉(zhuǎn)運蛋白將砷排出到外部介質(zhì)中，增強植物根際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，相比V-10處理組，無機砷的含量在生菜各生長期整體呈下降趨勢，但是進一步提高腐植酸的添加濃度（10mg·L^-1），對根部無機砷的積累不但沒有降低作用，反而有明顯的回升趨勢，所以，適量的腐植酸添加可以降低根部無機砷的積累。

如圖2B所示，生菜莖部無機砷含量隨著砷酸鹽添加濃度的升高逐漸增加，但對于相同砷酸鹽處理組，無機砷的積累均隨著生菜生長呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。在添加腐植酸處理組中，隨著腐植酸添加濃度的增加，莖部無機砷含量在生菜各生長期均逐漸下降，在生菜生長早期，無機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了莖部早期無機砷的積累，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砷含量基本保持一致。

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