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磷酸盐对硒酸盐和亚硒酸盐生物有效性的影响

赵文龙  
【摘要】:硒是人体必需的微量元素之一,其缺乏或过量均对人体有害,对缺硒地区进行饮食补硒和硒污染地区进行植物修复已成为环境化学的一个研究热点。磷肥作为作物生长必需的大量元素,被广泛用于农业生产中来提高作物产量。磷与硒间的相互作用将直接影响硒在环境介质中的迁移转化、吸收累积及其生物有效性。本文通过砂培试验和盆栽试验相结合,研究了磷酸盐与硒酸盐或亚硒酸盐相互作用对小白菜生长、生理代谢、磷硒吸收及土壤硒各形态转化的影响,旨在为安全有效地进行补硒和硒污染土壤的植物修复提供理论依据。得到如下主要结果: 1.砂培条件下,单施亚硒酸盐和硒酸盐均对小白菜的生长产生抑制作用,但施磷可缓解硒对小白菜的毒害作用。施磷时低浓度的亚硒酸盐和硒酸盐可通过增加谷胱甘肽过氧化物(GSH-Px)的活性来增强小白菜的抗氧化性,表现为过氧化物酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和抗坏血酸含量下降,亚硒酸盐处理下的膜质过氧化物丙二醛(MDA)含量也随之下降;而高浓度的硒对小白菜产生过氧化作用,导致抗氧化酶(SOD、CAT、GSH-Px)活性和抗氧化剂(抗坏血酸)含量升高,同时亚硒酸盐处理下的MDA含量升高。综合生长和生理指标可以看出,施磷时,亚硒酸盐和硒酸盐均在1.0mg Se·L-1处理时,适宜于小白菜的生长。高磷处理小白菜的各生理指标均低于低磷处理,表明小白菜的抗氧化性随磷浓度的增大而增加。因此,磷对两种价态硒产生的毒害效应的缓解作用源于施磷增加了小白菜抗氧化性。 2.盆栽条件下,亚硒酸盐能够抑制植物对磷的吸收,且能降低磷对小白菜根长的促进作用。磷对小白菜硒吸收的影响与磷、硒浓度有关,当硒浓度较高时(≥2.5mg·kg-1),施磷能够促进小白菜硒的吸收;与低磷处理相比,高磷处理显著降低了小白菜地下部硒浓度,表明适量磷可促进小白菜对硒的吸收,但过量磷却能抑制小白菜对硒的吸收。高硒处理下,磷能抑制硒由小白菜地下向地上的转运。小白菜对亚硒酸盐或磷酸盐吸收的选择吸收性随环境中其浓度增大而下降;但小白菜对磷酸盐吸收的选择性要高于亚硒酸盐。 3.盆栽条件下,在试验浓度范围内硒酸盐对小白菜产生毒害作用,各生长指标均随硒浓度增大而下降;由于磷营养的增加所产生的生物稀释效应,能明显缓解硒酸盐的毒害作用。施磷导致小白菜地上部和地下部硒浓度的下降,但却显著增加了小白菜硒的吸收量和硒利用率,且同等硒浓度下低磷处理的小白菜硒的利用率高于高磷处理,表明适量施磷能提高硒的利用率。磷硒复合处理对小白菜地上部磷浓度无显著影响,但却由于硒的毒害作用导致磷吸收量的下降。 4.不施硒时,土壤中硒以残渣态(F5)为主;施硒后,亚硒酸盐和硒酸盐处理的土壤硒分别以可交换态及碳酸盐结合态硒(F2)和可溶态硒(F1)为主。施磷可导致亚硒酸盐和硒酸盐处理土壤中硒由不稳定态向稳定态的转化,表现为稳定态硒含量、所占总硒的百分比增加,同时施磷能够增加亚硒酸盐和硒酸盐处理的IR值,且硒酸盐处理的土壤硒更易受磷酸盐的影响。随着施入亚硒酸盐和硒酸盐浓度的增加,土壤硒回到平衡状态的所需时间更长,施磷可缩短硒酸盐污染土壤恢复到平衡状态所需要的时间,但却延缓了亚硒酸盐处理土壤中硒向稳定态的转化。同时,磷酸盐可通过促进小白菜对硒的吸收累积而影响到硒酸盐和亚硒酸盐处理土壤中硒的结合强度及转化。


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