符佳豪 范少茹 莊秋榮 徐敏月 劉清泉 佟海英 湯詩杰 原海燕

摘要：為探究砷（As）脅迫下SNPs對油菜幼苗生長、砷（As）積累及土壤As形態(tài)的影響，以油菜為材料，通過培養(yǎng)基中添加SNPs和As，研究了As脅迫下SNPs對油菜幼苗生長和As積累的影響，并通過As污染土壤中添加SNPs研究了SNPs對As污染土壤中As化學(xué)形態(tài)的影響。結(jié)果表明，As脅迫顯著抑制了油菜的生長，而SNPs添加不僅不同程度地緩解了As（Ⅴ）和As（Ⅲ）對油菜的毒害效應(yīng)，還增加了根系和地上部As積累，100～300 mg/L SNPs處理下油菜株高、根長、干質(zhì)量、地上部和根系A(chǔ)s含量分別較單一As（Ⅴ）處理增加30.0%～42.9%、20.0%～28.9%、1.0%～9.3%、55.4%～173.0%、7.6%～31.0%，較單一As（Ⅲ）處理增加22.3%～40.0%、14.0%～31.5%、13.3%～29.8%、21.8%～30.0%、4.4%～14.0%。同時，油菜中As的轉(zhuǎn)運系數(shù)（TF）和耐受指數(shù)（TI）也顯著提高。另外，SNPs暴露1個月內(nèi)As污染土壤中有效態(tài)As含量較原始As污染土壤有明顯提高，15 d時提高18.1%，SNPs的添加增加了As污染土壤中松散結(jié)合態(tài)砷（L-As）、鋁形態(tài)砷（Al-As）含量，且一定程度上降低了鐵形態(tài)砷（Fe-As）、鈣形態(tài)砷（Ca-As）和閉蓄態(tài)砷（O-As）含量。研究表明，SNPs在緩解油菜As毒害的同時還可增加其對As的積累，提高As污染土壤中As的生物有效性。

關(guān)鍵詞：納米硫;砷;油菜;植物修復(fù);元素積累

中圖分類號：S634.301 文獻標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）12-0051-08

收稿日期：2022-03-14

基金項目：江蘇省水利科技項目（編號：2021078）;江蘇省重點研發(fā)項目（編號：BE2018715）。

作者簡介：符佳豪（1997—），男，河南沈丘人，碩士研究生，主要從事植物種質(zhì)資源抗逆性評價、研究與利用研究。E-mail：fujiahao2333@163.com。

通信作者：原海燕，博士，副研究員，主要從事植物種質(zhì)資源抗逆性評價與利用研究。E-mail：yuanhaiyan416@163.com。

砷（As）是一種有毒的類金屬元素，土壤As污染不僅毒害農(nóng)作物、降低土壤生產(chǎn)力，且As的生物蓄積性可通過食物鏈對人類健康造成威脅[1-2]。目前，我國土壤As污染依然嚴(yán)峻，其中農(nóng)田污染對人類的影響更甚[3]。利用重金屬超積累植物原位修復(fù)污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)，因其無二次污染、投資少、不破壞生態(tài)環(huán)境等優(yōu)勢被認(rèn)為是治理土壤重金屬污染非常有前景的綠色方法[4-5]，然而目前國內(nèi)外已發(fā)掘的可用于實地修復(fù)的應(yīng)用型重金屬超積累植物資源卻甚少，而且多數(shù)被發(fā)現(xiàn)的重金屬超積累植物，亦普遍因生長緩慢、生物量小、修復(fù)深度不佳、效率低下等不足，阻礙了該技術(shù)的應(yīng)用與快速發(fā)展[6]。而針對我國人口壓力大、耕地資源緊張的國情和現(xiàn)狀，在中低As污染土壤上利用外源物強化植物修復(fù)并進行非食用生產(chǎn)較其他修復(fù)技術(shù)而言更具有應(yīng)用前景和現(xiàn)實意義。

近年來，越來越多的研究表明，納米顆粒（NPs）對改善作物產(chǎn)量、養(yǎng)分管理、食品安全以及環(huán)境修復(fù)均具有較好的效果[7-9]，其中，利用納米材料強化植物吸收重金屬進而提高植物修復(fù)效率的納米-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)因環(huán)境友好性和高效性逐漸引起關(guān)注[10-12]。Singh 等研究了二氧化鈦（TiO2）納米顆粒對大豆（Glycine max）鎘（Cd）積累的影響，結(jié)果表明，土壤中添加300 mg/kg TiO2納米顆粒可使植株地上部Cd積累量增加約2.6倍[13]。Huang 等在不同劑量納米零價鐵（NZVI）對多年生黑麥草（Lolium perenne L.）生長和鉛（Pb）積累影響的研究中發(fā)現(xiàn)，100 mg/kg NZVI處理下多年生黑麥草的生物量和Pb積累量均顯著增加，Pb積累量較對照增加25.4%[14]。硫（S）作為植物必需大量營養(yǎng)元素對調(diào)節(jié)植物抵御逆境脅迫起著非常重要的作用。S元素作用的關(guān)鍵在于巰基（—SH）功能團，其中，非蛋白巰基半胱氨酸（Cys）、γ-谷氨酰半胱氨酸（γ-ECS）、谷胱甘肽（GSH）和植物螯合肽（PCs）等是植物體內(nèi)As解毒的重要物質(zhì)。Dhankher等研究發(fā)現(xiàn)，砷酸鹽脅迫下，過表達γ-ECS基因后轉(zhuǎn)基因擬南芥（Arabidopsis thaliana L.）植株鮮質(zhì)量和As積累耐性均大大增強[15]。Wei等在砷酸鹽脅迫下添加外源Na2SO4和GSH 不僅促進了As超積累植物蜈蚣草（Pteris vittata L.）As吸收，而且促進了As向植物地上部轉(zhuǎn)移[16]。楊世杰等發(fā)現(xiàn)，土壤中施用單質(zhì)S前期可提高有效態(tài)As含量，后期逐漸降低[17]。硫納米顆粒（SNPs）作為一種新興納米材料，在農(nóng)藥、殺菌劑、醫(yī)藥、纖維工業(yè)等方面均有著重要的應(yīng)用[18-19]，筆者前期研究表明，外源SNPs不僅可以提高油菜產(chǎn)量，而且較普通硫肥對緩解植物重金屬Hg、Pb毒害效果更佳[20-21]。

油菜（Brassica napus L.）為全球廣泛種植的除食用外還具有多種工業(yè)用途的重要經(jīng)濟作物，不僅生物量大，適應(yīng)性強，對重金屬還具有較強的積累和耐受能力[22-25]，是極具大面積推廣應(yīng)用前景的優(yōu)良植物修復(fù)材料。目前國內(nèi)外就SNPs對植物As積累影響的相關(guān)研究僅見Meselhy等在水稻（Oryza sativa L.）上的報道[26]，As脅迫下SNPs對油菜生長和As積累的影響國內(nèi)外尚未見報道。因此，本研究以油菜為試驗材料，采用培養(yǎng)基培養(yǎng)與土壤培養(yǎng)，研究As脅迫下SNPs對油菜生長、As積累和土壤As形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響，對As污染環(huán)境下SNPs的環(huán)境效應(yīng)和生物效應(yīng)進行評估，為今后SNPs在As污染土壤修復(fù)研究與應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

砷酸鈉（Na2HAsO4·7H2O）和亞砷酸鈉（NaAsO2），購自山東西亞化學(xué)股份有限公司;硫納米顆粒（SNPs，99.99%，47 nm）購自美國研究納米材料公司;油菜種子（秦優(yōu)10號）由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供;供試土壤取自湖南省常德市石門縣。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 不同濃度As（Ⅴ）與As（Ⅲ）對油菜生長的影響

1.2.1.1 含As培養(yǎng)基的配制

無菌條件下，準(zhǔn)確稱取一定量的Na2HAsO4·7H2O[As（Ⅴ）]與NaAsO2[A（sⅢ）]分別置于裝有定量滅菌水的滅菌離心管中混勻，此為母液。待滅過菌的1/2 MS培養(yǎng)基冷卻至快凝固時，將含As母液取出定量分別與培養(yǎng)基混合，分別配制成濃度為100、300、500 μmol/L As（Ⅴ） 以及25、50、100 μmol/L As（Ⅲ） 的1/2 MS培養(yǎng)基，而后將培養(yǎng)基按每盒60 mL倒入培養(yǎng)盒中冷卻，同時做不含As的空白對照，共設(shè)CK、As（Ⅴ）100、As（Ⅴ）300、As（Ⅴ）500、As（Ⅲ）25、As（Ⅲ）50、As（Ⅲ）100等7個處理，每個處理均設(shè)置4個生物學(xué)重復(fù)（每個培養(yǎng)盒為1個生物學(xué)重復(fù)，下同）。

1.2.1.2 油菜種子的消毒與接種

油菜種子的消毒程序為70%乙醇（5 min）→0.1% HgCl2（10 min）→30% NaClO溶液（20 min）。而后移至超凈工作臺中用滅菌水清洗種子4～5次，每次 1 min，并將滅菌后的種子接種于冷卻的培養(yǎng)基中，每培養(yǎng)盒接種12粒種子。

1.2.1.3 油菜的培養(yǎng)

將接種后的培養(yǎng)盒放入人工氣候箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為晝22 ℃/夜20 ℃，每日光培養(yǎng)16 h、暗培養(yǎng)8 h，光照度為42 000 lx，種子生長10 d后收獲并測量其生長指標(biāo)。

1.2.2 As（Ⅴ）和As（Ⅲ）脅迫下添加SNPs對油菜生長和As積累的影響

1.2.2.1 SNPs懸浮液的配制

無菌條件下，取一定量的SNPs置于盛有定量滅菌水的滅菌三角瓶中，然后將三角瓶于超聲水浴鍋（KQ2200B，昆山超聲儀器公司生產(chǎn)，功率200 W）中常溫下超聲分散 40 min，待形成穩(wěn)定的懸浮液后備用。

1.2.2.2 As母液配制

無菌條件下，準(zhǔn)確稱取一定量的As（Ⅴ） 和As（Ⅲ）分別置于裝有定量滅菌水的滅菌離心管中混勻備用。

1.2.2.3 含As和SNPs的1/2 MS培養(yǎng)基的配制

無菌條件下，待滅過菌的1/2 MS培養(yǎng)基冷卻至快凝固時，將SNPs懸浮液取出定量分別與培養(yǎng)基混合后再加入定量的含As溶液配制成為所需濃度的培養(yǎng)基，而后按每盒60 mL倒入培養(yǎng)盒中冷卻待用，同時做不含As和SNPs的空白對照，共設(shè)置CK 、As（Ⅴ）300、As（Ⅴ）300+SNPs100、As（Ⅴ）300+SNPs200、As（Ⅴ）300+SNPs300、As（Ⅲ）50、As（Ⅲ）50+SNPs100、As（Ⅲ） 50+SNPs200、As（Ⅲ）50+SNPs300等9個處理，As濃度單位為μmol/L，SNPs濃度單位為mg/L，每個處理均設(shè)置4個生物學(xué)重復(fù)。

1.2.2.4 油菜種子的消毒、接種、培養(yǎng)油菜種子消毒、接種、培養(yǎng)同“1.2.1.2”節(jié)與“1.2.1.3”節(jié)。

1.2.3 不同濃度SNPs對As污染土壤有效As轉(zhuǎn)化效應(yīng)的影響

在330 mL塑料杯中裝入過2 mm篩的含As土壤150 g，將SNPs與土壤充分混合，調(diào)節(jié)土壤含水量為田間持水量的80%，將處理杯放在 5 ℃ 下恒溫培養(yǎng)，每3 d補充1次水分（質(zhì)量法），SNPs添加濃度設(shè)置為100、200、300 mg/kg。具體設(shè)置如下：As（CK）、As+SNPs100、As+SNPs200、As+SNPs300，4個生物學(xué)重復(fù)，于處理后15、30、45、60、90 d取樣，共計5次，每次取土樣10 g，置于室內(nèi)陰涼處通風(fēng)干燥，磨細(xì)過2 mm篩備用。

1.3 測定方法

1.3.1 生長指標(biāo)測定

將幼苗從培養(yǎng)基中取出，小心仔細(xì)清洗其根部培養(yǎng)基，分別用自來水和去離子水沖洗4～5次，幼苗的株高、根長使用直尺測量，然后將地上部分與根系分離，置于烘箱內(nèi)70 ℃連續(xù)干燥72 h，烘至恒質(zhì)量后測定干質(zhì)量、As含量。

1.3.2 油菜As含量測定

精確稱取0.1 g樣品粉末，加入5 mL HNO3混勻后應(yīng)用2步消解程序，在 1 000 W 下升溫10 min至180 ℃，然后在180 ℃下保持20 min，待樣品冷卻至50 ℃以下后移出樣品溶液并定容至40 mL，使用ICP-OES（PerkinElmer Optima 8000;南京農(nóng)業(yè)大學(xué)）測定As含量[20]。

1.3.3 土壤As含量測定

提取方法：取0.1 g土壤樣品，精確稱定，加入1 mL HNO3、3 mL HCl和 1 mL HF，石墨消解儀125 ℃消解2 h，定容至 40 mL，用ICP-OES測定As含量[20]。

1.3.4 土壤有效As測定

提取方法：取2.0 g土壤樣品，置于20 mL離心管中，加入0.5 mol/L的NaHCO3溶液20 mL，輕輕搖勻后置于搖床（120 r/min）振蕩2 h，離心過濾后用ICP-OES測定As含量[27]。

1.3.5 土壤As形態(tài)測定

精確稱取0.5 g土壤樣品，置于50 mL離心管中，加入 10 mL NH4Cl（1 mol/L）后，振蕩30 min，再離心（常溫，6 000 r/min，下同）5 min，過濾，濾液為松散結(jié)合態(tài)砷（L-As）;飽和NaCl溶液6.25 mL清洗2次后離心，濾渣加入10 mL NH4F（0.5 mol/L）后，振蕩 1 h，再離心過濾，濾液為鋁形態(tài)砷（Al-As）;飽和NaCl溶液6.25 mL清洗2次后離心，濾渣加入 10 mL NaOH（0.1 mol/L）后，振蕩17 h，離心過濾，濾液為鐵形態(tài)砷（Fe-As）;飽和NaCl溶液6.25 mL清洗2次后離心，濾渣加入10 mL H2SO4（0.5 mol/L）后，振蕩1 h，離心過濾，濾液為鈣形態(tài)砷（Ca-As）。以上收集到的濾液用 ICP-OES 測定As含量，閉蓄態(tài)砷（O-As）含量為總As減去以上4種形態(tài)As所得[28]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Office 016和SPSS 6軟件進行數(shù)據(jù)分析及差異顯著性檢驗，數(shù)據(jù)間的顯著性檢驗用單因素方差分析中的Duncans方法。所有數(shù)據(jù)均采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用OriginPro 021進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度As對油菜生長的影響

從圖1-A至圖1-D可以看出，隨著 As（Ⅴ）、As（Ⅲ）濃度的增加，油菜的株高與根長呈逐漸降低趨勢，100～500 μmol/L As（Ⅴ）與25～100 μmol/L As（Ⅲ）處理相較于對照均顯著降低了油菜的株高和根長，株高分別降低17.6%～48.2%、30.3%～85.4%，根長分別降低23.4%～43.0%、34.1%～93.3%。不同As（Ⅴ）濃度脅迫下油菜干質(zhì)量的分析表明，100 μmol/L As（Ⅴ）對油菜干質(zhì)量抑制不明顯，但300、500 μmol/L As（Ⅴ）均顯著降低了油菜干質(zhì)量，其中300 μmol/L As（Ⅴ）濃度下的油菜單株干質(zhì)量較對照顯著下降14.7%（P<0.05）。而25～100 μmol/L As（Ⅲ）均顯著降低了油菜干質(zhì)量，較對照下降13.0%～72.0%（P<0.05）。

2.2 As脅迫下不同濃度SNPs對油菜生長的影響

由圖2可見，300 μmol/L As（Ⅴ）與 50 μmol/L As（Ⅲ）均顯著抑制了油菜地上部與根系的生長，As（Ⅴ） 脅迫下，油菜株高、根長、干質(zhì)量較對照分別顯著降低了43.8%、39.5%、14.7%，As（Ⅲ）脅迫下，油菜株高、根長、干質(zhì)量較對照分別顯著降低了37.5%、37.5%、31.8%。而SNPs的添加不同程度地緩解了As（Ⅴ）和As（Ⅲ）對油菜的毒害效應(yīng)，100～300 mg/L 濃度SNPs分別較單一As（Ⅴ）處理油菜株高、根長、干質(zhì)量分別增加30.0%～42.9%、20.0%～28.9%、1.0%～9.3%，較單一As（Ⅲ）處理油菜株高、根長、干質(zhì)量分別增加22.3%～40.0%、14.0%～31.5%、13.3%～29.8%。其中，較單一As脅迫，As（Ⅴ）和As（Ⅲ）脅迫下添加 00 mg/L SNPs即可顯著促進植物生長，200 mg/L與300 mg/L SNPs處理間差異不顯著。

2.3 As脅迫下SNPs對油菜As積累的影響

由圖3可見，單As脅迫下以及As和不同SNPs共同處理下油菜根系A(chǔ)s含量均遠(yuǎn)高于地上部。與單As脅迫相比，As（Ⅴ）、As（Ⅲ）脅迫下添加200～300 mg/L SNPs均顯著增加油菜地上部和根系A(chǔ)s含量，其中，As（Ⅴ）脅迫下添加200～300 mg/L SNPs使地上部As含量增加133.3%～173.0%，根系A(chǔ)s含量增加16.4%～31.0%（P<0.05）; As（Ⅲ）脅迫下添加 00～300 mg/L SNPs使地上部和根系A(chǔ)s含量增加22.6%～30.0%和6.7%～14.0%（P<0.05）。

2.4 As脅迫下SNPs對油菜As轉(zhuǎn)運和耐受能力的影響

As脅迫下添加不同濃度SNPs對油菜As轉(zhuǎn)運系數(shù)（TF）、耐受指數(shù)（TI）的影響見表1。由表1可見，As脅迫下添加不同濃度SNPs均能提高油菜中As的轉(zhuǎn)運系數(shù)和耐受指數(shù)。相較于單一As（Ⅴ）脅迫，200 mg/L SNPs的添加使油菜中As轉(zhuǎn)運系數(shù)和耐受指數(shù)分別顯著提高69.2%、9.3%（P<0.05），同時，200 mg/L SNPs添加較單一As（Ⅲ）脅迫下油菜中As轉(zhuǎn)運系數(shù)和耐受指數(shù)也分別顯著提高40.9%、24.3%（P<0.05）。

2.5 SNPs對As污染土壤中有效態(tài)As含量的影響

由圖4可見，SNPs暴露1個月內(nèi)As污染土壤中有效態(tài)As含量較原始As污染土壤有明顯提高，然而，隨著SNPs暴露時間的延長，As污染土壤中有效態(tài)As含量逐漸降低，其中200 mg/kg SNPs暴露15 d時效果最顯著，較原As污染土壤中有效態(tài)As含量顯著增加18.1%（P<0.05）。

2.6 不同濃度SNPs對As化學(xué)形態(tài)的影響

SNPs對As化學(xué)形態(tài)的影響見表2，表2中數(shù)據(jù)為處理15 d時的結(jié)果，SNPs添加可增加松散結(jié)合態(tài)砷（L-As）、鋁形態(tài)砷（Al-As）含量，但Al-As含量增加幅度較小，與不添加SNPs處理無顯著差異，而L-As含量受影響較大，不同濃度SNPs添加均顯著提高了As污染土壤中L-As含量，且 00 mg/kg SNPs的效果最優(yōu)。與之相反，添加一定濃度SNPs在一定程度上降低了鐵形態(tài)砷（Fe-As）、鈣形態(tài)砷（Ca-As）和閉蓄態(tài)砷（O-As）含量， 其中不同濃度SNPs均顯著降低了Ca-As含量。

3 討論

As是一種公認(rèn)的致癌物質(zhì)，含As礦石的開采和冶煉，以及含As除草劑和殺蟲劑等的使用均可造成As污染[29]。As的形態(tài)復(fù)雜多樣，自然環(huán)境中主要以無機態(tài)五價砷[As（Ⅴ）]、三價砷[As（Ⅲ）]和有機態(tài)一甲基砷（MMA）、二甲基砷（DMA）為主。

As的存在形態(tài)決定了其毒性大小，通?？扇苄詿o機As的毒性遠(yuǎn)大于有機As，而無機As中As（Ⅲ）的毒性遠(yuǎn)大于As（Ⅴ） [30]。本研究中，300 μmol/L As（Ⅴ） 處理使油菜干質(zhì)量較對照降低14.7%，而50 μmol/L As（Ⅲ）處理下油菜干質(zhì)量則較對照下降32.7%，As（Ⅲ）對油菜的生物毒性遠(yuǎn)大于As（Ⅴ），這與前人研究結(jié)果[31-32]一致。As一旦進入植物體內(nèi)便會對植物形態(tài)、生理及生化過程造成一系列負(fù)面影響，如降低ATP合成，抑制酶活，減少營養(yǎng)元素吸收及光合色素合成，進而抑制植物生長[33-35]。

S是植物生長必需的大量元素。關(guān)于外源S緩解植物As毒害已有諸多報道，如Srivastava等對黑藻的研究顯示，2 mmol/L外源S施加增加了黑藻總巰基（—SH）含量，提高了黑藻的As耐性和積累[36]。Wei等發(fā)現(xiàn)，外源添加Na2SO4和GSH可緩解As超積累植物蜈蚣草As毒害且促進As積累，并增強As向植物地上部的轉(zhuǎn)運[16]。SNPs對植物吸收重金屬的研究報道甚少，本研究結(jié)果表明，外源添加SNPs可顯著緩解油菜As毒害，100～300 mg/L SNPs添加后油菜株高、根長、干質(zhì)量較單一As脅迫處理增加22.3%～42.9%、14.0%～31.5%、1.0%～29.8%。有研究表明，植物對As的解毒策略主要是通過體內(nèi)植物螯合肽（PCs）、金屬硫蛋白（MTs）、谷胱甘肽（GSH）等含S巰基蛋白與As相結(jié)合后將As轉(zhuǎn)運至液泡進而降低As毒害[37]，Pickering 等發(fā)現(xiàn)芥菜型油菜（B. juncea L.）與擬南芥地上部與根部中有 96%～100%的As都與—SH相結(jié)合[15，38]。S是含—SH化合物合成的必需物質(zhì)，因此，SNPs可能也通過增加—SH化合物的合成以提高植物對As的解毒能力。另外，納米顆粒除具有化學(xué)反應(yīng)活性強、吸附表面積大、低溫改性、活性原子性等特點外，還具有獨特的氧化還原特性[39-40]，SNPs可能通過加速As（Ⅴ）還原為 As（Ⅲ） 的進程進而加快As（Ⅲ）與巰基化合物的結(jié)合和解毒。筆者前期研究表明，SNPs較普通硫肥對緩解植物重金屬毒害效果更佳[20-21]。

運用納米材料治理重金屬污染水體以及土壤是近年來國內(nèi)外研究的熱點且已見諸多報道，但目前利用納米材料輔助植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究則甚少。而本研究表明SNPs在緩解As毒害的同時還增加了As積累，添加100～300 mg/L SNPs使油菜地上部與根系A(chǔ)s含量均顯著增加且油菜中As轉(zhuǎn)運系數(shù)和耐受指數(shù)也顯著提高，這對利用SNPs提高植物修復(fù)效率具有重要的意義。已有文獻報道，外源S的施加可增加土壤重金屬的生物有效性進而增強植物對金屬的吸收能力，Wang 等研究表明，外源S施加增加了土壤中Cu和Zn的生物有效性，進而促進了海州香薷對Cu的積累[41]。Cui 等發(fā)現(xiàn)，施硫量為200 mmol/kg時，土壤pH值下降約0.3，Zn和Cd的溶解度顯著增加[42]。劉濤等研究顯示，淹水條件下，外源添加硫酸鹽增強了污染土壤中As的活化速率，試驗15 d后，土壤溶液中As的濃度持續(xù)增加，硫酸鹽增加了土壤中As的釋放[43]。因此，SNPs增加油菜As積累可能是通過增加了As的生物有效性促進了油菜對As的吸收，另一方面SNPs增強了油菜的解毒能力，降低了As在細(xì)胞內(nèi)的生物活性，使得油菜處于較正常的代謝水平從而增加了對As的攝取。

土壤中As的存在形態(tài)很大程度上決定了其移動性、毒性程度以及生物對其的吸收利用[44-45]。因此，土壤中有效As含量及其As形態(tài)不僅是判斷土壤As污染的依據(jù)，也是評估As污染土壤修復(fù)效率的重要指標(biāo)，這對于評測土壤As的生物有效性和土壤As環(huán)境風(fēng)險具有十分重要的意義。本研究結(jié)果顯示，SNPs暴露短期內(nèi)可顯著提高As污染土壤中有效態(tài)As含量，其中200 mg/kg SNPs添加 15 d時較原As污染土壤中有效態(tài)As含量顯著增加18.1%。同時，SNPs的添加增加了As污染土壤中松散結(jié)合態(tài)砷（L-As）及鋁形態(tài)砷（Al-As）含量，且在一定程度上降低了鐵形態(tài)砷（Fe-As）、鈣形態(tài)砷（Ca-As）和閉蓄態(tài)砷（O-As）含量。已有文獻報道S可改變土壤As形態(tài)，鄒麗娜發(fā)現(xiàn)As污染土壤施加高濃度S肥顯著增加了非專性吸附態(tài)As含量，施加單質(zhì)S降低了無定形鐵氧化物態(tài)As含量[46]。楊世杰研究結(jié)果顯示，土壤中施用單質(zhì)S前期可提高有效態(tài)As含量，后期逐漸降低[17]，本研究結(jié)果與之相似。本試驗僅初步研究了SNPs單一因子對As污染土壤中有效態(tài)As含量的短期動態(tài)影響，而實地As污染農(nóng)田土壤SNPs如何影響土壤As生物活性及植物吸收仍有待進一步研究。

4 結(jié)論

（1）單一As脅迫下，油菜生長嚴(yán)重受阻，株高、根長、生物量均大幅降低，植物體As積累量明顯增加，As脅迫嚴(yán)重抑制了油菜的生長發(fā)育。（2）As脅迫下添加SNPs極大地緩解了As對油菜的毒害，與單一As脅迫相比，油菜株高、根長、生物量和As積累量均顯著增加，油菜中As轉(zhuǎn)移系數(shù)和耐受指數(shù)也相應(yīng)提高。（3）SNPs添加1個月內(nèi)可顯著提高As污染土壤中有效態(tài)As含量，隨著時間延長，有效態(tài)As含量逐漸降低，SNPs的添加增加了As污染土壤中松散結(jié)合態(tài)砷（L-As）、鋁形態(tài)砷（Al-As）含量，且在一定程度上降低了鐵形態(tài)砷（Fe-As）、鈣形態(tài)砷（Ca-As）和閉蓄態(tài)砷（O-As）含量。

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