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如图2C所示,生菜叶部无机砷含量随着砷酸盐添加浓度的升高逐渐增加,当As(Ⅴ)浓度达到10mg·L-1时,生菜生长早期叶部无机砷积累浓度最高可达0.68mg·kg-1。与茎部变化趋势相反,对于相同砷酸盐处理组,无机砷的积累均随着生菜生长呈现递增趋势,推断主要与茎部的无机砷向叶部转移有关。根据《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB2762—2017),由图2C可知,当As(Ⅴ)添加浓度为3.5mg·L-1时,生菜生长晚期叶部的无机砷含量已超过国家限量标准。与茎部一致,腐植酸的添加,在生长早期均不同程度地促进了无机砷的叶部积累,最高积累量也是在腐植酸添加浓度为1mg·L-1时,达到1.32mg·kg-1,是未添加腐植酸组的1.94倍,而在生菜生长中期,腐植酸的添加均不同程度地降低了无机砷的积累。当腐植酸添加浓度为5mg·L-1时,生菜叶部无机砷积累量最低为0.49mg·kg-1,相比未添加腐植酸组降低了33.78%。但生菜生长后期,腐植酸降低叶部无机砷含量的作用消失,无机砷的积累相比生长中期随着腐植酸添加浓度的增加产生明显的增加趋势,最高达到1.60mg·kg-1。由此推断,低于5mg·L-1的适量腐植酸添加在生菜生长中期具有明显降低生菜叶部无机砷积累的作用,均能使生菜早期叶部无机砷含量降至限量标准附近,但是随着生菜的生长,腐植酸的作用消失,并随着腐植酸的过量添加,呈现明显的无机砷吸收积累增加趋势,腐植酸的无机砷去除作用具有时间和浓度依赖性。
3、不同处理组生菜生长表现
如图3A所示,各处理组生菜鲜质量随生菜生长逐渐升高,不同处理组生菜的鲜质量随As(Ⅴ)添加浓度的升高而呈先升高后降低的趋势,当As(Ⅴ)浓度达到10mg·L-1时,生菜生长至第10、20、30d时的生物量较CK组分别下降了56.22%、68.66%、77.30%。CKHA与CK组的生物量并无显著差异,而在10mg·L-1 As(Ⅴ)处理组,生菜生物量随着腐植酸浓度的升高而升高,当腐植酸添加浓度为10mg·L-1时,生菜生物量达到最大49.77g,相比V-10增加了227.43%。说明腐植酸具有明显促进生菜生物量增加的作用,这与之前的研究报道一致。
如图3B和图3C所示,生菜株高、根长的变化与生物量变化趋势基本一致,相同处理组生菜株高与根长均随生菜生长逐渐增加,不同处理组生菜株高、根长与As(Ⅴ)浓度呈负相关,V-10处理组生菜的株高、根长均达到最低,生菜生长至第30d时,株高较CK组下降了11.50%,根长较CK组下降了47.62%。CKHA与CK组的株高并无显著差异,在10mg·L-1As(Ⅴ)处理组,腐植酸的添加对生菜株高并无显著作用,而对生菜根的生长具有不同程度的轻微促进作用。如图3D所示,相比CK,各处理组生菜生长早期随着As(Ⅴ)浓度的增加叶绿素呈递增趋势,而在生长后期叶绿素含量呈递减趋势,造成不同程度的叶绿体损伤。当As(Ⅴ)浓度提高到10mg·L-1时,在第30d时,叶绿素含量降至最低为19.75,相比CK下降了17.98%。相比CK,单纯的腐植酸添加并未显著引起生菜叶绿素变化。对于砷酸盐处理组,适当浓度的腐植酸添加在生菜各生长期均不同程度地增加了生菜的叶绿素含量,当腐植酸浓度为5mg·L-1时,生菜生长至第10、20、30d时,叶绿素含量分别提高了10.71%、11.18%、18.41%。而进一步提高腐植酸浓度到10mg·L-1时,叶绿素含量较腐植酸浓度为5mg·L-1时整体呈现不同程度的下降,说明适当浓度的腐植酸对降低砷酸盐的叶绿体损伤具有缓解作用。姜佰文等研究指出,适量的腐植酸添加会促进叶绿素合成,与本文结论一致。
综上,当As(Ⅴ)添加浓度为0.5mg·L-1时,生物量、株高、根长以及叶绿素的相对含量均高于CK组,说明低浓度的砷酸盐可促进生菜生长,具有低剂量兴奋作用,高浓度砷酸盐均不同程度地对生菜生长产生抑制作用,其中地上部的生长会比根的生长受到更大的影响。已有报道腐植酸对植物生长以及根系发育具有积极作用,从本文研究结果可看出,腐植酸对高浓度砷酸盐的生菜毒性作用有所缓解。
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