近年来，设施农业飞速发展，大量施用的化肥农药使得我国部分土壤已达砷中轻度污染，产自该部分土壤蔬菜的安全问题越来越受关注。本研究通过温室实验研究蜈蚣草与蔬菜轮作对五种常食的绿叶菜（白菜、菠菜、 韭菜、苋菜、生菜）砷吸收和积累的影响，并以苋菜和生菜作为实验材料，研究水培模式下，磷肥的不同施用方式对蔬菜砷吸收的影响。结果表明，蜈蚣草与蔬菜轮作可以适当降低绿叶菜根部砷积累，但可能会增加绿叶菜可食部分砷积累；施磷肥的不同方式对苋菜地上部砷含量没有显著影响，但显著影响其根部砷含量；施磷肥的不同方式对生菜地上部和根部砷含量均没有显著影响，但若不施磷，则其根部砷含量显著增加。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1研究轮作蜈蚣草对降低绿叶菜中砷积累的效果3
1.1.1样品采集3
1.1.2样品分析3
1.2研究磷肥的不同施用方式对绿叶菜砷吸收积累的影响4
1.2.1样品采集4
1.2.2样品分析4
1.3质量控制和统计方法4
2结果与分析4
2.1轮作蜈蚣草对降低绿叶菜中砷积累的效果4
2.1.1轮作蜈蚣草对绿叶菜砷吸收的影响4
2.1.2轮作蜈蚣草对土壤有效砷和总砷含量的影响6
2.2磷肥的不同施用方式对绿叶菜砷吸收积累的影响7
3讨论 7
3.1轮作蜈蚣草对降低绿叶菜中砷积累的效果8
3.2磷肥的不同施用方式对绿叶菜砷吸收积累的影响8
致谢9
参考文献10
不同绿叶菜对砷的吸收积累及调控措施
引言
引言
砷（As）是一种公认的致癌、有毒化学元素，具有较强的环境移动性，可以通过呼吸道、食物和饮水等途径进入人体，危害人体健康。目前，全球范围内共有数万个砷污染区域，其土壤最高污染浓度达26500mg/kg[1]。中国的土壤砷污染主要集中在贵州、云南、湖南等省份[26],此外，就江苏而言，苏南部分检测点As污染严重，超标达43%[7]，高邮地区蔬 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
菜产地As的单项污染指数超标94%[8]，砷污染趋势明显。土壤砷污染的来源较为广泛，包括自然因素如土壤母质、火山喷发等以及人为因素如含砷染料、皮革的使用、矿山开采冶炼等。砷酸铅、亚砷酸钠、亚砷酸钙等杀虫剂和土壤处理剂和诸如稻脚青、稻宁等杀菌剂曾被广泛用作农药，大量含砷试剂的施用使土壤中的砷显著增高[34]。近年来，我国设施农业飞速发展，大量化肥农药的施用使得我国部分土壤达到了砷中轻度污染，土壤砷含量明显超出了土壤背景值。
目前，世界卫生组织（WTO）建议的每日砷摄入量上限为0.143mg[14]，砷污染地区蔬菜含砷量最高可达5.3mg/kg，如果每日摄取蔬菜按0.5kg计，则日摄取As为2.6mg，达WTO规定的健康标准的6倍左右[15]。而中国设定的蔬菜砷含量限值为0.5mg/kg[16]，也就是说，含砷土壤种植的蔬菜进入食物链很有可能威胁到人体健康[11]。所有蔬菜中，绿叶类蔬菜被人们食用的频率最高，且相较于其他蔬菜，绿叶类蔬菜的重金属污染程度较高[1213]。换言之，绿叶菜存在砷含量超标风险，对人体健康存在潜在威胁，必须加以重视。
不同种类的蔬菜对砷的吸收积累具有较大差异且不同人对于同一种蔬菜的报道也不尽相同。蔡保松等[15]曾对湖南郴州污染土壤上的蔬菜做过研究，研究表明：该污染区砷积累较低的蔬菜有萝卜、辣椒、葱、姜、白菜、小白菜、莴笋和甘薯等，而砷积累较高的几种蔬菜主要有生菜、菠菜和茼蒿。肖细元[35]曾对国内外文献中关于田间条件下蔬菜砷含量的研究作过统计，数据显示，芹菜的砷富集系数最高，其次是荠菜、茼蒿等，砷富集系数最低的一类蔬菜有花椰菜、韭菜、甜菜、南瓜、番茄、大白菜、萝卜、土豆、青菜等。水培条件下，芹菜、苋菜、空心菜、生菜和莴苣中，生菜和莴苣对砷具有较高的耐受性，5种蔬菜对砷的积累量为：空心菜＞芹菜＞苋菜＞生菜＞莴苣[36]。
植物吸收砷受土壤中砷的总量和形态的影响。一般而言，在植物的耐受范围内，土壤溶液中砷含量越高，植物中的砷含量也越高，但也有些植物可以自动调节质膜转运系统对As(Ⅴ)和P(Ⅴ)的亲和力来减少对砷的吸收，如发草和绒毛草[37]。砷在土壤中的价态主要有As(Ⅲ)和As(Ⅴ)，利用砷酸盐和亚砷酸盐进行土培实验，发现施用亚砷酸盐土壤中植物的砷含量较砷酸盐高[34]，究其原因，As(Ⅲ)是由水通道蛋白进入植物[38]，此过程不需要能量的参与，而As(Ⅴ)是由质膜转运系统进入植物的[37]，该过程需要提供能量。蜈蚣草是一种砷超积累植物，在大田修复实验中，其每年从土壤中吸收的As可高达61kg/亩[910]，因此，蜈蚣草可用来修复土壤砷污染，以保障蔬菜砷含量低于标准限值。
土壤中的As通过质体流途径到达植物根表[17]，再由共质体进入植物体内[18]。一般而言，金属离子会因植物共质体细胞壁的高阳离子交换量而不易向地上部迁移[19]，但蜈蚣草中的As大多以亚砷酸盐的形式存在，木质部的阻碍作用大大减弱。蜈蚣草各部位砷含量依次为：羽叶＞叶柄＞根系[10]。通常，蜈蚣草吸收的As(Ⅴ)大多在根部被还原为As(Ⅲ)，优先被转移到羽叶中[9]，但当As处理浓度较高时，As(Ⅴ)含量会超出根部的还原能力，来不及还原的As(Ⅴ)会直接被运输至地上部，在羽叶中被还原，即出现As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的竞争性转载。蜈蚣草细胞壁对砷有一定的储存能力，低砷浓度下，砷优先被蜈蚣草细胞壁固定，当砷浓度超出细胞壁储存能力后，绝大部分As都会通过区隔化作用聚集到羽叶的胞液中[20]。
As和P同属第Ⅴ族元素，在土壤中均以阴离子形式存在，化学性质和化学行为相似，对于它们的交互作用，国内外学者做出了深入的研究。主要说法有两种。其一，P抑制As的吸收，二者呈拮抗关系。水培条件下，Wang等 [21]发现P的供给越多，蜈蚣草吸收砷越少，砷酸盐的供给越多，根部P浓度越低；Tu等 [22]发现增加P的供给会抑制蜈蚣草对As(Ⅴ)的吸收，增加对As(Ⅲ)的吸收，但As在低浓度下（25mg/kg）会促进P的吸收[23]。进一步的研究表明，磷酸盐由于直接竞争而抑制砷酸盐的吸收，即砷酸盐是通过磷酸盐转运蛋白进入蜈蚣草根部的[24]。其二，P促进As的吸收，二者呈协同关系。陈同斌等 [25]通过盆栽实验发现当P＜400mg/kg时，P和As之间没有明显的相互作用；当P＞400mg/kg时，P促进蜈蚣草的As吸收；当P＞600mg/kg时，促进作用更甚。由此推断出，P和As可能并非由同一系统进入植物体内。廖晓勇等 [26]发现，蜈蚣草As积累量与P的施加量关系呈“钟”状分布，即施P量为200 kg/hm 2时，蜈蚣草As积累量达最大，继续增加P的施用，蜈蚣草地上部As含量反而减少。因此推断，磷酸盐和砷酸盐在植物根部可能存在吸附位点的竞争或根部过高的磷酸盐浓度会抑制As向地上部的运输。在土壤中，土壤胶体上的As可被磷酸盐解吸，使得土壤溶液中的有效As含量增多，表现为P的施加促进了蜈蚣草对As的吸收[2728]。

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