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麥冬和青綠薹草對土壤苯并[a]芘的去除率及葉片生理響應(yīng)特征

2022-09-01 09:00:34張靈巧朱夢婷宋林姝
西北植物學(xué)報 2022年7期
關(guān)鍵詞:中苯青綠麥冬

張靈巧,朱夢婷,彭 穎,宋林姝,劉 燕*

(1北京林業(yè)大學(xué) 園林學(xué)院,北京 100083;2花卉種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083;3國家花卉工程技術(shù)研究中心,北京 100083;4城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境北京實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)

苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)在環(huán)境中分布廣泛,性質(zhì)穩(wěn)定,是國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測的重要指標(biāo)之一[1],也是美國環(huán)保局(EPA)公布的優(yōu)先監(jiān)測的16種多環(huán)芳烴中的一種,是致癌性最強(qiáng)的物質(zhì)之一[2]。研究表明暴露在苯并[a]芘中會對動物造成各種傷害,引起機(jī)體的氧化應(yīng)激作用,還會影響細(xì)胞周期,對DNA造成損傷,同時干擾動物的內(nèi)分泌[3]。環(huán)境中的苯并[a]芘大多數(shù)存在于地表土壤中[4],生物合成、自然起火和火山活動構(gòu)成了苯并[a]芘的天然本底值,人類活動是造成苯并[a]芘污染的主要原因[5]。

國內(nèi)外文獻(xiàn)均報道人居環(huán)境土壤中含有不同濃度的苯并[a]芘。波蘭克拉科夫(Cracow)各交通干線及鋼鐵廠周圍土壤中含有苯并[a]芘等多環(huán)芳烴,其濃度高達(dá)0.8 mg/kg[6];日本大阪市區(qū)土壤中苯并[a]芘含量達(dá)1.190~4.930 mg/kg,高于郊區(qū)約100倍[7];立陶宛的維爾紐斯市(Vilnius)大氣沉降物中每年都有苯并[a]芘的積累[8]。中國河北省的土壤苯并[a]芘含量最大值為0.298 mg/kg,其污染以鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)的城市及其附近的區(qū)域?yàn)楹诵腫9];西安、廣州、深圳、廣州等8個城市污泥及土壤中的苯并[a]芘平均含量為1.69 mg/kg[10];上海市部分土壤中苯并[a]芘含量高達(dá)0.73 mg/kg[11];烏魯木齊污灌區(qū)農(nóng)田土壤中苯并[a]芘平均含量為0.92 mg/kg[12]。北京市3個帶狀公園綠地土壤樣品中含量最高的多環(huán)芳烴是苯并[a]芘,濃度為0.6 mg/kg左右[13];北京市區(qū)公園綠地和居住區(qū)綠地表層土壤樣品普遍受到多環(huán)芳烴的污染,其中苯并[a]芘的貢獻(xiàn)率在10%以上,平均濃度達(dá)0.58 mg/kg,且隨年份推移,污染程度呈增加趨勢[14];根據(jù)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)GB36600-2018[15],北京地區(qū)園林綠地土壤中的苯并[a]芘濃度達(dá)到了第一類用地的土壤篩選值0.55 mg/kg,存在一定的風(fēng)險。

植物可以從土壤中吸收苯并[a]芘等多種多環(huán)芳烴,但會對植物的生長造成傷害[16-18]。研究顯示,不同濃度的多環(huán)芳烴對植物的生長會造成不同的影響[4,19-22],但目前主要集中在對菲、芘等多環(huán)芳烴的研究,而對于多環(huán)芳烴中致癌性最強(qiáng)且分布廣泛的苯并[a]芘研究尚不夠重視,對清除苯并[a]芘的植物選擇研究較少,僅見黑麥草、地毯草、白三葉、蘇丹草及部分羊茅屬草坪草植物的報道[23-26],其去除機(jī)制主要有直接吸收、根部釋放分泌物和酶促進(jìn)其分解、植物強(qiáng)化根際微生物的降解作用等[24,27]。因此,選擇更多可以清除土壤苯并[a]芘的植物種類用于環(huán)境綠化建設(shè)有重要意義。

麥冬(Ophiopogonjaponicus)和青綠薹草(Carexbreviculmis)是北京綠地中的常綠地被植物,有一定耐陰性,可在北京露地越冬[28-32],本研究旨在考察這兩種園林植物對土壤不同濃度苯并[a]芘的耐受性、去除率及其在苯并[a]芘脅迫下葉片的生理變化,為今后選擇可清除土壤有機(jī)污染的園林植物提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)設(shè)計

供試植物麥冬(O.japonicus)和青綠薹草(C.breviculmis)為2年生的工程苗,購自北京綠普方圓花卉科技有限公司。試驗(yàn)用盆栽土源自北京林業(yè)大學(xué)實(shí)習(xí)圃三頃園的園土(褐色砂壤土),其苯并[a]芘的背景值為0.0302 mg/kg,有機(jī)質(zhì)含量為19.29 g/kg,有效磷為5.95 mg/kg,速效鉀為271.33 mg/kg,水解氮為125.9 mg/kg。用于土壤污染處理的苯并[a]芘購于上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司,純度>96%。

中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行) (GB36600-2018)》[15]規(guī)定,第一類用地(包含公園綠地中的社區(qū)公園和兒童公園用地等)和第二類用地(包含綠地及廣場用地等)土壤苯并[a]芘濃度的篩選值分別為0.55和1.5 mg/kg,管制值分別為5.5和15 mg/kg。其中,篩選值是指污染物含量等于或低于該值的,對人體健康的風(fēng)險可以忽略,超過該值后對人體健康可能存在風(fēng)險;管制值是指污染物含量超過該值的,對人體健康通常存在不可接受的風(fēng)險,應(yīng)當(dāng)采取風(fēng)險管控或修復(fù)措施。依據(jù)以上規(guī)定,本試驗(yàn)設(shè)置4個土壤苯并[a]芘濃度:即園土背景值(對照,CK)、5.5 mg/kg(T1)、15 mg/kg(T2)、30 mg/kg(T3)。污染土壤具體制備參考劉世亮等[23]方法:首先稱量出每個處理所需的供試土壤,根據(jù)所需要土壤的污染濃度分別計算所需苯并[a]芘的量,先用丙酮溶解所需的苯并[a]芘,加到上述所稱的少部分供試土壤中,待1~2 d丙酮揮發(fā)后,再將它們拌入全部供試土壤中,充分混勻,獲得所需的不同苯并[a]芘污染濃度土壤。1周后用于種植植物。

試驗(yàn)于2020年1月15日-4月15日在北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)科技股份有限公司試驗(yàn)基地(40°01′61″N,116°35′19″E)進(jìn)行,為避免空氣成分干擾,于溫室(溫度15 ℃,濕度40%左右,自然光照)中進(jìn)行。定植前采集園土樣品,測定苯并[a]芘濃度,作為對照組(CK)背景值。采用80 cm×40 cm塑料容器,裝入不同苯并[a]芘濃度的土壤,1月15日在苗圃選取大小一致的植株種植并移入溫室。每個容器定植12株,設(shè)置3個重復(fù),即每個處理共36株植物。4月15日采收植物,測量株高、根長及干重,并測定葉片的生理指標(biāo)和采收后土壤苯并[a]芘濃度。

1.2 測定指標(biāo)及方法

1.2.1 株高、根長和干重將整株植物從土壤中取出,用自來水初步?jīng)_洗干凈,用直尺測量株高及根長。株高為植物根頸至葉片最高部位的距離;根長為植物根頸至根系最長部位的距離。用去離子水進(jìn)一步?jīng)_洗整株植物后,于烘箱內(nèi)烘干至恒重,稱重后得到植株干重。

1.2.2 土壤中苯并[a]芘含量采用中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ784-2016[33]土壤和沉積物多環(huán)芳烴的測定-高效液相色譜法測定,并作一定調(diào)整[13]。采用超聲波提取法進(jìn)行樣品的提取,而后使用柱層析凈化法,采取硅膠層析柱進(jìn)行凈化,使用液相色譜儀測定。色譜柱為PAH色譜柱(4.6×250 mm,5 μm);柱溫為25 ℃;流動相為水/乙腈,梯度洗脫條件為V(水)∶V(乙腈)初始值為60∶40,0.66 min后比值為60∶40,20 min后降至0∶100,27 min后升至60∶40,30 min后結(jié)束。流動相流速為2 mL/min,進(jìn)樣量為10 μL。檢測器為可變波長紫外檢測器,監(jiān)測波長為290 nm。采用方法空白、空白加標(biāo)、基質(zhì)加標(biāo)、平行樣品進(jìn)行質(zhì)量控制。苯并[a]芘的檢出限為1.0 μg/kg,定量限為2.0 μg/kg,最終的結(jié)果經(jīng)過回收率校正。

土壤中苯并[a]芘的降低值以及去除率的計算方式如下:

苯并[a]芘降低值=土壤苯并[a]芘污染濃度-植物采收后土壤苯并[a]芘濃度;

去除率=苯并[a]芘降低值/土壤苯并[a]芘污染濃度×100%。

1.2.3 葉片光合色素含量參照Ma等[34]的方法,取新鮮植物葉片0.1 g,將葉片剪碎后浸沒在3 mL 95%乙醇中48 h,至葉片完全變成白色。8 000 r/min離心5 min后,取上清液測定其在665、649及470 nm下的吸光度,計算總?cè)~綠素及類胡蘿卜素的含量。

1.2.4 葉片丙二醛含量采用2-硫代巴比妥酸(TBA)顯色法[35]。取葉片0.1 g,放入預(yù)冷的研缽中,分兩次加入1 mL三氯乙酸在冰上研磨,至勻漿后倒入2 mL離心管中。4 ℃、10 000 g 離心 15 min,取上清液用于測定組織中 MDA 的含量。取2 mL離心管依次加入 0.8 mL上清液、0.8 mL 0.67% 的TBA,混勻后,將扎好孔的離心管放入恒溫水浴鍋中100 ℃煮15 min,隨后取出置于冰上冷卻10 min。再次10 000 g 離心 5 min,取出后用紫外分光光度計測定在波長450、532及600 nm 處的吸光度值,據(jù)此計算 MDA含量。

1.2.5 葉片過氧化氫(H2O2)和羥自由基(-OH)含量取葉片0.3 g,分兩次加入雙蒸水共1.5 mL,在冰上研磨至勻漿后倒入2 mL 離心管中,4 ℃、10 000 g離心15 min,取上清液。分別采用南京建成過氧化氫試劑盒A064-1-1和羥自由基測定試劑盒A018-1-1進(jìn)行測定,后續(xù)步驟具體參照試劑盒說明書。

1.2.6 葉片抗氧化酶活性取葉片0.1 g,分兩次加入0.05 mol/L的磷酸緩沖液(pH7.8),在冰上研磨至勻漿,定容到10 mL后倒入離心管,在 4 ℃下10 000 g離心15 min,取上清液作為待測粗酶液。

(1)過氧化氫酶(CAT)活性:采用改進(jìn)后的紫外分光光度法測定[36]。在5 mL離心管中加入200 μL粗酶液、1.5 mL pH 7.0磷酸緩沖液和1.0 mL蒸餾水;渦旋混勻,置于冰上,加入300 μL 0.1 mol/L過氧化氫溶液,迅速倒入石英比色杯中混勻,以磷酸緩沖液提取液為對照,用紫外分光光度計測定240 nm處的吸光度值;立即開始計時,每隔30 s讀數(shù)1次,共測 3 min,以此計算過氧化氫酶活性。

(2)過氧化物酶(POD)活性:采用愈創(chuàng)木酚法[35]測定。在試管中依次加入2.9 mL的0.05 mol/L磷酸緩沖液、1 mL 2% H2O2、1 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚溶液和0.1 mL粗酶液;用95 ℃的水浴鍋煮沸5 min的粗酶液作為對照;在加了上述試劑的試管中加入粗酶液后,立即于37 ℃水浴中保溫15 min,然后迅速轉(zhuǎn)入冰浴中,并加入2 mL的20%三氯乙酸終止反應(yīng);然后5 000 g離心10 min,在470 nm波長下測定其吸光度,每1 min讀一次值,共讀3次,以此計算過氧化物酶活性。

(3)過氧化物歧化酶(SOD)活性:采用氮藍(lán)四唑 (NBT) 法[35]測定。取5 mL指形管若干支,2支為對照管,其他為測定管;依次加入0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH7.8)1.5 mL、130 mmol/L的甲硫氨酸溶液0.3 mL、750 μmol/L氮藍(lán)四唑溶液0.3 mL、100 μmol/L EDTA-Na2溶液0.3 mL、20 μmol/L核黃素溶液0.3 mL、上清粗酶液0.05 mL(2支對照管以緩沖液代替上清液)、蒸餾水0.25 mL,混勻,此過程在避光條件下進(jìn)行。混勻后將其中一支對照管放置于黑暗中,其他各管放置于4 000 Lx燈下反應(yīng)10 min,最后放置于暗盒終止反應(yīng)。至反應(yīng)結(jié)束后,以不照光的對照管作為空白,用紫外分光光度計迅速測定560 nm處的吸光度值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2019和SPSS Statistics 25.0進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析,并使用Excel 2019進(jìn)行圖表繪制。采用常規(guī)單因素(one-way ANOVA)和鄧肯(Duncan)法進(jìn)行方差分析和多重比較(α=0.05)。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥冬和青綠薹草對土壤中不同濃度苯并[a]芘的耐受性

兩種植物在不同濃度苯并[a]芘土壤中生長3個月后均全部成活,且從外觀看,其葉色、株型等形態(tài)與對照組差異不明顯,均可保持其觀賞價值(圖1)。植物受傷害程度和耐受性的相關(guān)生長指標(biāo)(表1)顯示,兩種植物的株高、根長及生物量受土壤苯并[a]芘的影響不盡相同。其中,隨著土壤中苯并[a]芘濃度升高,兩種植物的株高、根長以及干重總體呈現(xiàn)降低的趨勢,但麥冬僅株高在T3(30 mg/kg)下與CK組差異顯著,其他指標(biāo)各污染濃度處理均與CK組差異不顯著;而青綠薹草株高和干重在各污染濃度下均顯著低于CK組,明顯受到苯并[a]芘的抑制,但各濃度之間差異不顯著。以上結(jié)果表明雖然苯并[a]芘處理下兩種植物生長受到一定影響,但麥冬和青綠薹草均可以耐受土壤中30 mg/kg苯并[a]芘的脅迫,并保持良好的景觀效果,但麥冬對苯并[a]芘的耐受性優(yōu)于青綠薹草。

表1 不同濃度苯并[a]芘土壤中植物生長變化Table 1 Changes of plant growth in soil with different concentrations of BaP

2.2 麥冬和青綠薹草對不同濃度處理土壤中苯并[a]芘的去除效率

麥冬和青綠薹草在不同濃度苯并[a]芘土壤中栽植100 d后,測定土壤中苯并[a]芘含量,與植物種植前進(jìn)行對比。結(jié)果(表2)表明,隨著土壤中苯并[a]芘濃度的加大,同種植物對土壤中苯并[a]芘濃度的降低量逐漸加大,且在各處理之間均差異顯著。同時,兩種植物對苯并[a]芘去除率在各濃度處理與CK組之間均存在顯著差異,且隨著土壤苯并[a]芘濃度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢;麥冬的去除率在T1(5.5 mg/kg)時最高(達(dá)76.9%),而青綠薹草的去除率在T2(15 mg/kg)時最高(達(dá)79.6%)。可見,植物對土壤中苯并[a]芘的去除率與植物種類和土壤苯并[a]芘濃度有關(guān)。

表2 兩種植物對不同濃度處理土壤中苯并[a]芘的去除率Table 2 Removal rates of BaP in soil by two plants under different concentration treatments

2.3 土壤中苯并[a]芘濃度對麥冬和青綠薹草葉片光合色素含量的影響

土壤中苯并[a]芘濃度對麥冬和青綠薹草葉片光合色素含量的影響不同(圖2)。其中,隨著土壤苯并[a]芘濃度增大,麥冬葉片中各類光合色素含量和總含量均呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢,并均在T2(15 mg/kg)時達(dá)到最低值,且此時除葉綠素b含量外,均與相應(yīng)CK組差異顯著,而其他兩個濃度處理均與CK組差異不顯著。與麥冬的表現(xiàn)不同,青綠薹草葉片中各類色素含量隨著土壤中苯并[a]芘濃度的增加呈先升高后降低的趨勢,并均在濃度T1

(5.5 mg/kg)時最高,但此時僅葉綠素b含量與相應(yīng)CK組差異顯著,其他兩個濃度處理各色素含量和總含量均低于CK組,但差異不顯著。以上結(jié)果說明兩種植物色素含量隨著土壤苯并芘濃度的變化趨勢不同,但僅T2處理麥冬光合色素含量顯著降低,以及T1處理青綠薹草葉綠素b含量顯著增加。

2.4 土壤苯并[a]芘濃度對麥冬和青綠薹草葉片過氧化氫及羥自由基含量的影響

在不同苯并[a]芘濃度土壤中,兩種植物葉片的過氧化氫和羥自由基含量變化不同(圖3)。其中,麥冬葉片過氧化氫含量在T1(5.5 mg/kg)處理下比CK組略高,在T2(15 mg/kg)和T3(30 mg/kg)處理時顯著高于CK組;青綠薹草葉片過氧化氫含量在T1(5.5 mg/kg)處理時顯著低于CK組,在T2處理時顯著高于CK組,而在T3(30 mg/kg)處理時與CK組差異不顯著。隨著土壤苯并[a]芘濃度的升高,麥冬葉片中羥自由基含量先增加后降低,并在T2(15 mg/kg)時最高且顯著高于CK組,而其他濃度處理雖高于CK組,但差異不顯著;青綠薹草葉片羥自由基含量在各處理濃度下均顯著高于CK組,并明顯高于相應(yīng)處理的麥冬??梢?,兩種植物在土壤不同濃度苯并[a]芘脅迫下活性氧含量的響應(yīng)不同,但在T2(15 mg/kg)處理時均顯著高于相應(yīng)對照,且青綠薹草積累的活性氧更多。

2.5 土壤苯并[a]芘濃度對麥冬和青綠薹草葉片丙二醛含量和抗氧化酶活性的影響

圖4顯示,麥冬和青綠薹草葉片的POD和CAT活性在各土壤苯并[a]芘濃度處理下與對照組相比均無顯著變化;兩種植物葉片的SOD活性在各濃度苯并[a]芘下基本上比對照組不同程度升高,但僅在麥冬T1(5.5 mg/kg)處理和青綠薹草T3(30 mg/kg)處理時增幅達(dá)到顯著水平;同時,隨著土壤中苯并[a]芘濃度的升高,麥冬葉片丙二醛(MDA)含量與對照組相比無顯著變化,并始終處于較低水平;與此同時,青綠薹草葉片中MDA含量卻表現(xiàn)出大幅度逐漸上升的趨勢,且各濃度處理均顯著高于對照組,其中T3(30 mg/kg)處理時最高并顯著高于T1(5.5 mg/kg)處理。以上結(jié)果表明各濃度土壤苯并[a]芘污染對麥冬葉片的抗氧化酶活性和膜過氧化沒有顯著影響,耐受性較強(qiáng);同時也幾乎沒有誘導(dǎo)青綠薹草葉片抗氧化酶活性顯著增強(qiáng),從而使其受到嚴(yán)重的膜氧化損傷,MDA含量明顯高于麥冬,耐受性較弱。

3 討 論

植物株高、生物量等生長指標(biāo)的變化是植物受逆境傷害的最直觀表現(xiàn)[37],與植物的逆境耐性相關(guān)[38]。不同植物對土壤不同濃度苯并[a]芘有不同的耐受性,即耐受閥值不同,如5種羊茅屬植物葦狀羊茅、草原羊茅、毛稃羊茅、貧芒羊茅和細(xì)芒羊茅的耐受閾值為161.74 mg/kg[25],浮萍為0.5 mg/kg[39],油菜‘四月慢’為1.0 mg/kg[40],結(jié)縷草和細(xì)羊茅分別為80和40 mg/kg[23]。在閥值內(nèi)植物生長受到的抑制作用不明顯,甚至還能刺激植物的生長,但超過閥值后,植物的生長就會受到顯著抑制,這與植物自身的基因型特異性以及生理狀態(tài)有關(guān)。本研究中當(dāng)土壤苯并[a]芘濃度達(dá)到30 mg/kg時,麥冬植株的生長狀況受抑制作用不顯著,其耐受苯并[a]芘的閥值可能更大,可以繼續(xù)加大污染濃度,尋找閥值;而青綠薹草在苯并[a]芘為5.5 mg/kg時生長已受到顯著抑制,其耐受閥值可能約為5.5 mg/kg。在園林中保持景觀效果的前提下,對于可以清除污染的植物種類,研究其污染物耐受閥值具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

園林植物的種植可以降低土壤苯并[a]芘濃度,改善土壤質(zhì)量。研究表明不同植物對土壤苯并[a]芘的去除效果不同,李軍[26]發(fā)現(xiàn)種植3個月后,白三葉對3.5 mg/kg的土壤苯并[a]芘去除效果最好,其次為黑麥草、細(xì)羊茅、蘇丹草和地毯草;羊茅屬的5種植物在土壤苯并[a]芘濃度為10.25~161.74 mg/kg范圍內(nèi),葦狀羊茅去除效果最好,草原羊茅、毛稃羊茅和貧芒羊茅次之,最差的是細(xì)芒羊茅[25]。本研究結(jié)果顯示,麥冬和青綠薹草對苯并[a]芘的去除效果與土壤中苯并[a]芘濃度相關(guān),其中在低濃度(CK和5.5 mg/kg)下麥冬的去除效果優(yōu)于青綠薹草,而高濃度(15和30 mg/kg)時,青綠薹草的去除效果則優(yōu)于麥冬。因此評價植物對土壤苯并[a]芘的去除能力時,應(yīng)該考慮具體土壤苯并[a]芘濃度才具有實(shí)踐意義。

葉綠素a和葉綠素b以及類胡蘿卜素是參與植物光合作用的主要色素,其含量是衡量植物生長狀況的重要指標(biāo)之一[40]。已有研究表明苯并[a]芘對各種植物葉綠素含量的影響不盡相同,如浮萍葉綠素含量隨著苯并[a]芘濃度的升高不斷降低[41];油菜葉綠素a和葉綠素b含量則隨著苯并[a]芘濃度的升高呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢[42]。本研究中,隨著土壤苯并[a]芘濃度的增加,麥冬葉片光合色素含量呈現(xiàn)先降后升的變化趨勢,青綠薹草則表現(xiàn)出先升后降的變化趨勢,出現(xiàn)這種情況的原因可能是在苯并[a]芘影響下,葉綠素的合成與降解都會得到增強(qiáng),但不同植物速率不同,導(dǎo)致兩種植物葉片葉綠素含量出現(xiàn)不同的變化趨勢[4]。

在逆境脅迫條件下,植物體內(nèi)會積累過量活性氧,其中起重要作用的是過氧化氫和羥自由基,可以與細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使膜脂過氧化產(chǎn)生丙二醛(MDA)[43],造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能受損[44-45],對細(xì)胞造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害[41,46];而過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)是主要的活性氧清除劑[47],其酶活性會隨著活性氧的產(chǎn)生而增強(qiáng)[48],以減緩膜脂過氧化等傷害發(fā)生。本研究顯示兩種植物的抗氧化酶活性變化均不活躍,其中麥冬低濃度T1(5.5 mg/kg)時SOD活性顯著升高,T1處理時CAT活性、T2(15 mg/kg)處理時POD和SOD活性以及T3(30 mg/kg)時POD、SOD、CAT活性均有不同程度升高,但均未達(dá)到顯著水平;青綠薹草在低濃度T1時3種抗氧化酶活性均降低,T2處理時僅SOD活性升高但差異不顯著,僅在較高濃度T3處理時SOD活性顯著高于CK組。結(jié)合兩種植物葉片活性氧變化情況,麥冬葉片在T1處理時羥自由基含量較高,在T2處理時過氧化氫和羥自由基含量均顯著高于CK組,在T3處理時過氧化氫含量顯著高于CK組;而青綠薹草在各濃度處理下羥自由基含量均顯著高于CK組,T2處理時過氧化氫含量顯著高于CK組,與羥自由基共同作用。但是,青綠薹草葉片中膜脂過氧化的產(chǎn)物丙二醛含量遠(yuǎn)高于相應(yīng)的麥冬,且處理濃度間存在顯著性差異,而麥冬葉片中丙二醛含量明顯較低且處理間無顯著差異,這可能也是麥冬對土壤苯并[a]芘耐受性強(qiáng)的原因。至于麥冬膜脂過氧化程度低可能與其葉片內(nèi)其他非酶類抗氧化物質(zhì)發(fā)揮了重要作用有關(guān),仍需進(jìn)一步的探索。

綜上所述,本研究結(jié)果表明,麥冬和青綠薹草可耐受苯并[a]芘污染濃度低于30 mg/kg的土壤環(huán)境,在保持景觀效果的前提下,可有效去除土壤中苯并[a]芘;其中土壤苯并[a]芘濃度小于5.5 mg/kg時麥冬的去除效果優(yōu)于青綠薹草,而高濃度(15~30 mg/kg)時,青綠薹草的去除效果則優(yōu)于麥冬。麥冬對苯并[a]芘土壤污染的耐受性強(qiáng)于青綠薹草,這與其在各種土壤苯并[a]芘污染濃度下的光合色素含量較穩(wěn)定、膜質(zhì)過氧化程度較低等密切相關(guān)。

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