不同價態(tài)無機砷對水稻秧苗生長及土壤微生物的影響.pdf

1、稻米砷污染問題是一個關系到人類健康的重要環(huán)境問題。砷在土壤中的大量積累不但會導致土壤性質發(fā)生改變、影響水稻的產(chǎn)量和稻米的質量，而且通過食物鏈最終危害人類的健康。本研究以水稻品種汕優(yōu)63和明恢63為材料，探討土培條件下，不同濃度(0 mg/kg(soil)、60 mg/kg(soil)和120 mg/kg(soil))、不同價態(tài)的無機砷(As(Ⅲ)(As2O3)、As(V)(Na2HAsO4》對水稻秧苗形態(tài)及其光合生理特性的影響，并進一步

2、分析了無機砷處理后對水稻根際土壤微生物的影響。 主要結果如下： 1、水稻形態(tài)指標分析結果表明，無機砷處理后均顯著抑制兩種水稻的根長、株高、干重。以砷濃度為120mg/kg(soil)處理下的水稻品種汕優(yōu)63為例，與對照相比，As(Ⅲ)處理后水稻的根長、株高和干重分別下降43.37％、38.65％、51.31％。而As(V)處理后則分別下降31.72％、23.75％、37.50％?？梢?，無機砷對水稻的干重影響最大，其次是根

3、長，對株高影響最小。其中，As(Ⅲ)對水稻秧苗的影響比As(V)更大。 2、水稻光合作用的分子生理特性分析結果表明，無機砷處理下，兩個水稻品種幼苗的各項光合生理指標均下降，光合作用關鍵酶活性降低，光合作用關鍵酶相關基因表達量下調。以砷濃度為120mg/kg(soil)處理下的水稻品種汕優(yōu)63為例，即與對照相比，經(jīng)As(Ⅲ)處理后，水稻的凈光合速率、氣孔導度、細胞間隙CO2濃度、蒸騰速率、氣孔限制值、葉綠素含量分別下降60.15％

4、、42.05％、30.38％、50.94％、51.33％、44.73％；光合作用關鍵酶--核酮糖1，5-二磷酸羧化酶(RuBPcase)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和乙醇酸氧化酶(GO)活性則下降了59.59％、56.27％、47.31％；三種光合作用關鍵酶(RuBPcase、 PEPC和GO)的相關基因表達量則分別下調了8.69倍、6.72倍、5.38倍。而As(V)處理后，水稻的凈光合速率、氣孔導度、細胞間隙CO2濃度、蒸騰

5、速率、氣孔限制值、葉綠素含量分別下降38.46％、23.11％、21.10％、27.36％、24.45％、33.72％； RuBPcase、PEPC和GO活性則分別下降了47.70％、36.45％、38.25％；三種光合作用關鍵酶(RuBPcase、PEPC和GO)的相關基因表達量分別下調了5.86倍、3.79倍、3.81倍。可見砷處理后能顯著抑制水稻的光合作用，其中As(Ⅲ)對水稻光合作用的影響大于As(V)。 3、無機砷對土

6、壤微生物生理生化特性研究結果表明，無機砷對水稻土壤微生物量碳(MBC)、土壤呼吸強度(MBR)和各種土壤酶活性均有一定的抑制作用。以120mg/kg(soil)土壤種植的水稻品種汕優(yōu)63為例，即與對照土壤相比，添加As(Ⅲ)后，土壤MBC和MBR分別下降了45.83％、44.83％；土壤中脲酶、蛋白酶和蔗糖酶的活性分別下降了56.35％、53.54％、60.78％。而添加As(V)后，土壤MBC和MBR分別下降了31.06％、26.03

7、％；土壤中脲酶、蛋白酶和蔗糖酶的活性分別下降了48.28％、38.19％、43.71％。無機砷對土壤微生物區(qū)系的研究結果表明，無機砷對水稻土壤中的細菌、真菌和放線菌數(shù)量具有不同程度的抑制作用。即與對照土壤相比，添加As(Ⅲ)后，土壤中細菌、真菌和放線菌數(shù)量分別下降41.13％、42.60％、30.05％，而添加As(V)后則分別下降22.61％、27.22％、17.29％?？梢?，無機砷對水稻土壤中微生物的生理生化特性均存在一定的抑制作用