姚麗華，查建軍，李亞麗，潘小翠，于紅梅，束良佐*

（1.浙江師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江 金華 321000；2.南方科技大學(xué)臺(tái)州研究院，浙江 臺(tái)州 318000；3.臺(tái)州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

銻（Sb）是一種有毒的類金屬元素，在地殼中的自然含量約為0.2～0.3 mg·kg-1，土壤中銻的背景含量約為0.3～2.3 mg·kg-1[1]。我國(guó)是產(chǎn)銻大國(guó)，銻礦儲(chǔ)量位居世界第一，產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的79%[2]。近年來(lái)，由于銻礦開(kāi)采以及含銻產(chǎn)品的不合理利用，導(dǎo)致環(huán)境中銻的含量急劇上升[3-4]，尤其是湖南、貴州、廣西等銻礦較集中的地區(qū)土壤銻含量遠(yuǎn)超過(guò)其土壤背景值[5-8]。宋書巧等[9]在廣西刁江沿岸農(nóng)田土壤的調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)，該地土壤中的銻含量高達(dá)1 000 mg·kg-1。何孟嘗等[1]對(duì)湖南錫礦山銻礦附近不同地點(diǎn)取樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域土壤的銻濃度為100.6～5 045.0 mg·kg-1。環(huán)境中高含量的銻會(huì)影響作物生長(zhǎng)，進(jìn)而通過(guò)食物鏈被人體吸收，危害人體健康。

水稻（Oryza sativa）是世界第二大糧食作物，在我國(guó)三大糧食作物中產(chǎn)量居首位，其播種面積約占糧食作物播種總面積的30%，產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的40%[10-11]。香港食品安全指南限制了水稻中允許的最大銻含量為1 mg·kg-1[12]。然而，在銻污染地區(qū)種植的水稻中銻含量可高達(dá)5.79 mg·kg-1[13]。何孟嘗等[14]對(duì)湖南省錫礦山銻冶煉廠周邊生長(zhǎng)的水稻進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)水稻體內(nèi)富集了大量銻，其含量具體表現(xiàn)為根＞莖＞葉。水稻對(duì)銻具有一定的吸收富集能力，且水稻是銻礦富集區(qū)主要的糧食作物。對(duì)銻礦山周邊居民日常攝入食物中銻來(lái)源調(diào)查表明，攝入的銻中有33%來(lái)源于稻米，因此，種植和食用水稻已成為礦區(qū)居民接觸銻的主要途徑[15]，這對(duì)礦區(qū)居民的健康造成很大的危害。

環(huán)境的pH值對(duì)植物吸收利用土壤養(yǎng)分有著重要影響，同時(shí)也是影響土壤中重金屬存在形態(tài)與活性的關(guān)鍵因素[16]。WILSON等[17]繪制了不同系統(tǒng)下的pe-pH圖，表明不同的pH值使得銻有著不同的沉淀形態(tài)和離子形態(tài)。酸性環(huán)境下，礦石中的碳酸鹽、碳酸氫鹽和氧化物會(huì)不斷溶解，使得銻從沉淀形態(tài)轉(zhuǎn)換為離子形態(tài)，并且礦石結(jié)構(gòu)會(huì)變得十分疏松，進(jìn)一步促進(jìn)銻的釋放[18-19]。此外土壤吸附重金屬的能力以及重金屬的遷移能力在很大程度上也受土壤pH值影響。TIGHE等[20]研究發(fā)現(xiàn)土壤中非結(jié)晶Fe氫氧化物對(duì)Sb（Ⅴ）的吸附量在pH為4時(shí)最大。CAI等[21]研究也發(fā)現(xiàn)銻在鈣質(zhì)土壤中的遷移性和pH有關(guān)，鈣質(zhì)土壤的pH大于7是銻遷移性高的重要原因。因此，不同的pH在不同的土壤環(huán)境中對(duì)銻的影響存在差異。由于土壤中重金屬的存在形態(tài)和遷移能力會(huì)嚴(yán)重影響植物對(duì)重金屬的吸收量，且我國(guó)銻污染區(qū)域土壤pH差異較大[22-23]，但是pH對(duì)水稻吸收銻的影響機(jī)制尚不明確。

本研究以水稻為研究對(duì)象，通過(guò)水培試驗(yàn)，探究不同pH條件下銻污染對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)及生理機(jī)制的影響，為銻污染區(qū)水稻的安全生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

化學(xué)試劑：酒石銻酸鉀（C8H4K2O12Sb2），分析純；供試材料選取水稻（Oryza sativaL.），品種為秈粳雜交稻嘉優(yōu)中科3號(hào)（浙江省臺(tái)州市臺(tái)農(nóng)種業(yè)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法與處理

挑選籽粒飽滿的種子用5%NaClO溶液消毒20 min后，用去離子水清洗干凈，將消毒洗凈的種子放入32℃的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中避光催芽，催芽期間每日更換3次蒸餾水，3 d后將露白萌發(fā)的種子均勻?yàn)⒃谟绫P（含1/2強(qiáng)度營(yíng)養(yǎng)液）中培養(yǎng)，育苗盤中的營(yíng)養(yǎng)液以剛好浸沒(méi)種子為宜。待幼苗長(zhǎng)至兩片真葉時(shí)，挑選6株長(zhǎng)勢(shì)基本一致的幼苗（用海綿固定在帶孔的蓋子上）移栽到2 L黑色塑料水培桶，水培桶中含有全強(qiáng)度的木村B營(yíng)養(yǎng)液[24]，每桶設(shè)置3穴，每穴2株。營(yíng)養(yǎng)液 配 方為0.36 mmol·L-1（NH4）2SO4，0.55 mmol·L-1MgSO4·7H2O，0.36 mmol·L-1Ca（NO3）2·4H2O，0.27 mmol·L-1K2SO4，0.18 mmol·L-1KH2PO4，9.10 μmol·L-1MnCl2，20 μmol·L-1H3BO3，0.77 μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.32 μmol·L-1CuSO4·7H2O，0.15 μmol·L-1（NH4）6Mo7O24·4H2O，20 μmol·L-1Fe-EDTA。幼苗生長(zhǎng)前期每隔1 d換一次營(yíng)養(yǎng)液，待苗培養(yǎng)至30 d后每日更換營(yíng)養(yǎng)液。用0.1 mol·L-1NaOH或HCl調(diào)節(jié)pH值，每日3次，保持pH值處于設(shè)定梯度，期間pH值變化不超過(guò)0.5。試驗(yàn)在人工培養(yǎng)室中進(jìn)行，光源由LED燈提供，光照時(shí)間設(shè)置為12 h·d-1，光照強(qiáng)度為200 μmol·m-2·s-1[25-26]，溫度為26.0±1℃，相對(duì)濕度為60%～70%。

待幼苗在全強(qiáng)度營(yíng)養(yǎng)液中適應(yīng)一周后，以酒石銻酸鉀的形式向營(yíng)養(yǎng)液中加入銻，銻濃度分別為0、0.016 mmol·L-1，該濃度的設(shè)置基于向猛等[26]和LONG等[27]的研究。銻處理40 d后收樣。用NaOH或HCl將營(yíng)養(yǎng)液的pH值調(diào)節(jié)至4.0、5.0、6.0、7.0共4個(gè)梯度，因此試驗(yàn)共8個(gè)處理：（1）pH=4 Sb0（營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)不加Sb）；（2）pH=5 Sb0；（3）pH=6 Sb0；（4）pH=7 Sb0；（5）pH=4 Sb（營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)含0.016 mmol·L-1Sb，下同）；（6）pH=5 Sb；（7）pH=6 Sb；（8）pH=7 Sb。每個(gè)處理重復(fù)4次，共32盆。在幼苗生長(zhǎng)期內(nèi)每日隨機(jī)調(diào)整桶的位置。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 葉綠素含量的測(cè)定

選取植株第3片葉的中上部位（避開(kāi)大葉脈），采用SPAD-502型便攜式葉綠素儀多點(diǎn)測(cè)定SPAD值。每盆測(cè)定4株，取各株平均值代替該盆水稻葉片葉綠素含量。

1.3.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定

在水稻幼苗培養(yǎng)至第40天時(shí)，選取第3片葉片用暗適應(yīng)葉夾對(duì)葉片進(jìn)行充分的暗適應(yīng)，30 min后，用葉綠素?zé)晒鈨xMINI-PAM-II（Walz，德國(guó)）測(cè)定不同處理下水稻葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)，包括PSⅡ電子傳遞速率（ETR）、光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）和非光化學(xué)猝滅系數(shù)（NPQ）、最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）。每盆選取4株水稻葉片測(cè)量并取其平均值代表該重復(fù)。

1.3.3 葉綠素?zé)晒饪焖俟忭憫?yīng)曲線的測(cè)定

待幼苗培養(yǎng)至第41天，利用葉綠素?zé)晒鈨xMINIPAM-II（Walz，德國(guó)）測(cè)定不同處理下水稻葉片的快速光響應(yīng)曲線。儀器內(nèi)置光強(qiáng)（PAR）梯度分別為0、63、86、120、184、276、406、607、793、1 110、1 447 μmol·m-2·s-1，每個(gè)光強(qiáng)梯度持續(xù)20 s，每盆以不同水稻葉片重復(fù)測(cè)量5次，取平均值。

1.3.4 幼苗生長(zhǎng)特性的測(cè)定

每盆選4株水稻植株用卷尺測(cè)量其株高，并用直尺測(cè)定中上部充分展開(kāi)葉片的葉寬、葉長(zhǎng)。根據(jù)公式計(jì)算該葉片面積[28]，葉面積（cm2）=長(zhǎng)度（cm）×寬度（cm）×K，校正系數(shù)K=0.75。

1.3.5 保護(hù)酶和丙二醛含量

超氧化物歧化酶（SOD）活性采用抑制氮藍(lán)四唑光還原比色法測(cè)定；過(guò)氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測(cè)定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法[29]測(cè)定。均采用鮮樣含量。

1.3.6 根系與地上部銻的含量

銻處理40 d后收樣，將植株地上部和根部用去離子水洗凈后，放置于70℃烘箱中干燥48 h后研磨，稱取過(guò)200目篩的植物樣品0.1 g于聚四氟乙烯管中，并加入2 mL HNO3和1 mL H2O2溶液密封24 h后，在180℃的烘箱中消化12 h，冷卻至室溫，然后放置在160℃的電熱板上加熱趕酸，直至液體呈黃豆粒大小，用去離子水將其轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶，定容、過(guò)濾。采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定水稻各部位銻含量。同時(shí)做空白和標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行質(zhì)量控制。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016處理，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示，采用SPSS 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在95%置信水平下，采用LSD法進(jìn)行單因素方差分析，復(fù)合實(shí)驗(yàn)采用雙因素方差分析。采用Sigma-Plot 14.0軟件制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同pH處理對(duì)銻脅迫下水稻植株銻吸收的影響

銻脅迫下，不同pH處理對(duì)水稻植株各器官銻的吸收量存在顯著差異（表1）。在pH 7條件下，水稻根部吸收的銻含量分別較pH 4、pH 5、pH 6條件下減少了21.76%、27.30%、25.12%。pH 4處理時(shí)，水稻植株地上部吸收的銻含量達(dá)到167 mg·kg-1，是中性pH（pH 6、pH 7）處理均值的1.41倍，與pH 5處理之間的差異未達(dá)到顯著水平。這可能是營(yíng)養(yǎng)液中酸性條件下銻主要以Sb（Ⅲ）為主，隨著pH增加水稻根表的鐵斑會(huì)將其氧化形成Sb（Ⅴ）[30]，水稻對(duì)Sb（Ⅴ）的吸收能力弱于Sb（Ⅲ），進(jìn)而導(dǎo)致水稻中吸收的銻含量減少[31]。

表1 不同pH值條件下銻處理對(duì)水稻植株銻含量的影響Table 1 Effects of Sb stress on Sb uptake in rice plants under different pH conditions

2.2 對(duì)水稻生長(zhǎng)特性的影響

銻對(duì)植物是一種非必需元素，當(dāng)植物體內(nèi)銻累積到一定含量時(shí)會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害效應(yīng)[32]。具體表現(xiàn)為植株矮小、葉片發(fā)黃、生長(zhǎng)緩慢以及生物量減少等。經(jīng)銻處理的植株，其株高均顯著低于無(wú)銻處理組（表2），pH 7、pH6、pH5、pH 4分別下降了4.3%、4.98%、11.72%和9.16%。但銻處理后的葉片長(zhǎng)、水稻葉寬和葉面積受毒害作用的大小隨pH變化存在較大差異。從pH 7降到pH 4，地上部株高和葉片長(zhǎng)分別降低了4.09%、4.42%，葉寬、葉面積未產(chǎn)生顯著性變化。低pH條件和銻處理均會(huì)顯著降低水稻地上部及根部的生物量（圖1）。這與前人在水稻、玉米和小麥中的研究結(jié)果相似[33-36]。植物吸收的銻會(huì)占用必需元素Fe2+、Zn2+、Ca2+等轉(zhuǎn)運(yùn)離子通道并與鋅、鈣轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合，從而影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能，破壞植物體內(nèi)離子平衡，引起植株?duì)I養(yǎng)失衡[36]，同時(shí)又會(huì)抑制可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和淀粉的合成進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)[37]。由表2可知，pH和銻對(duì)水稻地上部生長(zhǎng)特性均有極顯著的交互作用（P＜0.01），兩者的交互作用使低pH條件（pH 4、pH 5）下水稻的株高、葉長(zhǎng)下降均值是中性pH條件（pH 6、pH 7）的2.25倍和2.29倍；水稻葉寬、葉面積也較中性pH下減少了18.32%和23.95%。隨著pH降低，水稻植株地上部和根部的生物量下降幅度也逐漸增加。這表明重金屬脅迫和低pH可能產(chǎn)生復(fù)合脅迫，進(jìn)一步抑制水稻的生長(zhǎng)。一方面在低pH條件下，水稻幼苗根系細(xì)胞膜透性增大，促進(jìn)銻的跨膜運(yùn)輸，增加細(xì)胞內(nèi)銻的含量，加重銻對(duì)根系的傷害，另一方面銻脅迫下，水稻植株根系的細(xì)胞膜被破壞，H+-ATP酶活性受到抑制，增加細(xì)胞外H+進(jìn)入，減少細(xì)胞內(nèi)H+流出，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)酸化加劇，使根系損傷加重[38-39]。

圖1 不同pH條件下銻對(duì)水稻生物量的影響Figure 1 Effects of antimony on biomass accumulation of rice seedlings under different pH conditions

表2 不同pH條件下銻對(duì)水稻地上部生長(zhǎng)的影響Table 2 Effects of Sb on shoot growth of rice seedlings under different pH conditions

2.3 對(duì)水稻葉片SPAD值的影響

葉綠素是植物光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量高低在一定程度上能夠反映植物葉片光合作用功能強(qiáng)弱。本研究中經(jīng)銻處理的植株，pH 4、pH 5、pH 6和pH 7條件下葉片SPAD值較無(wú)銻處理的植株分別下降了14.64%、15.15%、12.73%和12.23%（圖2）。一方面銻脅迫可能會(huì)抑制有關(guān)葉綠素合成酶的活性，使葉綠素的合成受阻；另一方面會(huì)大量誘導(dǎo)產(chǎn)生的活性氧破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，使葉綠體膜膨脹破裂，進(jìn)而導(dǎo)致葉綠素被降解[40-41]。pH 6和pH 7條件下水稻葉片SPAD值無(wú)顯著性差異，但其均值較低pH條件（pH 4、pH 5）顯著增加。由方差分析結(jié)果可知，銻處理和pH值對(duì)水稻葉片SPAD值存在極顯著的交互作用（P＜0.01），在低pH條件下（pH 4、pH 5）降幅高于中性pH處理。這和前人在花椰菜、菹草上的研究結(jié)果相似[16，42]，其研究表明植物在酸性條件下易失綠，葉綠素轉(zhuǎn)變?yōu)槿~褐素，進(jìn)而影響植物的光合作用。本研究結(jié)果也表明在相同銻濃度下，pH 6、pH 7條件下水稻葉片光合色素遭受的損傷較小，受銻脅迫影響較輕。磷、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素在保證葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上至關(guān)重要，而在pH處于中性條件時(shí)大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)元素有效性高，促進(jìn)水稻植株對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收[43]，從而在一定程度上緩解了銻脅迫造成的水稻吸收營(yíng)養(yǎng)元素減少帶來(lái)的毒害效應(yīng)[44]。

圖2 不同pH條件下銻對(duì)水稻葉綠素SPAD值的影響Figure 2 Effects of antimony on chlorophyll SPAD values of rice seedlings under different pH conditions

2.4 對(duì)水稻葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?/h3>

葉綠素?zé)晒鈪?shù)是探討植物光合性能的重要探針[41]。Fv/Fm能夠反映PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率，Y（Ⅱ）反映植物葉片實(shí)際光合效率，qP表征PSⅡ反應(yīng)中心吸收的光能用于光化學(xué)電子傳遞的份額，ETR反映實(shí)際光反應(yīng)過(guò)程中的表觀電子傳遞效率[45-46]。PSⅡ是植物光合作用的重要部位，同時(shí)也是重金屬脅迫的重要位點(diǎn)[45]。研究表明重金屬脅迫會(huì)影響水裂解端的電子流，抑制PSⅡ活性，降低PSⅡ的原初光能捕獲能力和電子傳輸能力，從而抑制植物光合作用[46-47]。本試驗(yàn)中經(jīng)銻處理的植株，F(xiàn)v/Fm、Y（Ⅱ）、ETR、qP值均顯著下降（表3），其中ETR值在pH 4、pH 5、pH 6和pH 7條件下較無(wú)銻處理分別下降了17.32%、17.32%、14.65%和14.11%；而表征熱耗散引起的熒光猝滅qN、NPQ表現(xiàn)出的規(guī)律正好相反，即銻處理后，qN、NPQ值均顯著上升，其在各pH下的均值分別上升了25.67%、16.83%。Fv/Fm、Y（Ⅱ）、ETR和qP值均隨pH的降低而降低，其中在pH 7和pH 6之間無(wú)顯著性差異，但均高于pH 5和pH 4處理；而qN值和NPQ值則在低pH下增加。這說(shuō)明銻脅迫破壞了光合機(jī)構(gòu)，使PSⅡ反應(yīng)中心光能轉(zhuǎn)換效率和電子傳遞能力降低，進(jìn)而抑制了植物的光合作用；而幼苗能夠通過(guò)自身的調(diào)節(jié)機(jī)制將過(guò)多激發(fā)能以熱能的方式耗散，從而降低對(duì)PSⅡ反應(yīng)中心的破壞程度，實(shí)現(xiàn)植株的自我保護(hù)。據(jù)雙因素方差分析可知銻處理和pH值對(duì)Fv/Fm、Y（Ⅱ）、qP、qN和NPQ值均有顯著的交互作用，使Fv/Fm、Y（Ⅱ）、qP值在低pH條件下的下降均值是中性pH條件下的2.22、1.48倍和1.65倍，而二者交互作用對(duì)ETR值未產(chǎn)生顯著性影響。這說(shuō)明銻脅迫對(duì)水稻幼苗光合作用的破壞程度在低pH條件下最重，可能是在低pH條件下，葉片內(nèi)蛋白酶活性降低，相關(guān)電子傳遞受阻，光能轉(zhuǎn)換效率隨之降低[48]；且幼苗在低pH和銻脅迫下qN和NPQ值增幅最大，一方面反映了葉片的自我保護(hù)機(jī)制，另一方面也表明了幼苗吸收的大量能量以熱能形式耗散，只有小部分能量被利用，從而導(dǎo)致其不能更好地進(jìn)行光合作用。

表3 不同pH條件下銻對(duì)水稻葉綠素?zé)晒獾挠绊慣able 3 Effects of Sb on chlorophyll fluorescence of rice seedlings under different pH conditions

2.5 對(duì)水稻葉綠素快速光響應(yīng)曲線的影響

α值、ETRm值、IK值是反映植物光合能力的重要指標(biāo)。不同pH下（pH 4～pH 7）銻處理使得水稻葉片的α值、ETRm值、IK值均較無(wú)銻處理分別下降了19.75%、24.15%和15.80%（表4）；α值、ETRm值、IK值均隨pH值升高而上升（表4），與pH 4相比，α值、ETRm值、IK值在pH 7條件下分別增加了0.07、0.15、0.05倍。pH值和銻濃度的交互作用對(duì)α、ETRm和IK的影響雖未達(dá)到顯著水平（P＜0.01），但均在低pH時(shí)下降幅度最大，其下降均值分別是中性pH條件下的1.15、1.14、1.07倍。這表明銻脅迫和低pH均會(huì)破壞植物的光合中心，降低植物的光合能力；且銻脅迫下，低pH值會(huì)加重破壞程度。

表4 不同pH值條件下Sb對(duì)水稻葉綠素?zé)晒夤忭憫?yīng)曲線參數(shù)的影響Table 4 Effects of Sb on parameters of chlorophyll fluorescence photoresponse curve of rice under different pH conditions

2.6 對(duì)水稻抗氧化酶和MDA含量的影響

逆境脅迫會(huì)大量誘導(dǎo)植株產(chǎn)生活性氧自由基，產(chǎn)生過(guò)氧化反應(yīng)，使細(xì)胞膜系統(tǒng)受損，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)[49]，其產(chǎn)物MDA含量常作為反映細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化強(qiáng)度和質(zhì)膜受破壞程度的重要參數(shù)[50]。本試驗(yàn)中在銻處理后MDA含量顯著增加了28.27%，表明細(xì)胞膜受到破壞。植株為了抵抗這種逆境脅迫，自身會(huì)產(chǎn)生一種抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)來(lái)清除過(guò)多的自由基并維持正常生長(zhǎng)[51]。本試驗(yàn)中銻處理下水稻葉片的SOD、POD、CAT活性顯著增加，其均值較無(wú)銻處理分別增加了13.20%、20.28%和21.73%（表5），相較于pH 4，pH 7條件下水稻葉片的SOD、POD、CAT活性分別降低了5.60%、8.33%、12.50%。抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性的增加（表5），提高了清除自由基的能力，從而緩解了活性氧對(duì)細(xì)胞膜的傷害，但這是防止活性氧自由基累積從而導(dǎo)致植株死亡的刺激性機(jī)制[52]，故逆境脅迫造成的生長(zhǎng)抑制作用仍舊難以避免。方差分析結(jié)果可知pH值和銻處理對(duì)SOD和POD活性具有顯著的交互作用，而兩者的交互作用對(duì)MDA含量、CAT活性未產(chǎn)生顯著性影響，但其均使三種抗氧化酶活性在低pH條件下增長(zhǎng)最為明顯，分別是中性pH條件的1.51、1.32倍和1.05倍。這表明在pH 6、pH 7條件下，水稻受銻脅迫引起的氧化損傷較小，在pH 6、pH 7處理組中過(guò)氧化反應(yīng)產(chǎn)物MDA含量增幅較小也可證明這一點(diǎn)。

表5 不同pH值條件下銻脅迫對(duì)水稻植株抗氧化酶和MDA含量的影響Table 5 Effects of Sb stress on antioxidant enzymes and MDA content of rice plants under different pH conditions

3 結(jié)論

（1）銻處理后，水稻幼苗地上部和根部均大量吸收銻造成銻脅迫，其雖然能夠誘導(dǎo)水稻體內(nèi)的過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增加，但仍然使丙二醛含量升高，抑制水稻地上部生長(zhǎng)，降低干物質(zhì)質(zhì)量。

（2）銻處理顯著降低水稻葉片葉綠素相對(duì)含量，降低PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率、最大相對(duì)電子傳遞效率和半飽和光強(qiáng)等葉綠素?zé)晒鈪?shù)，同時(shí)葉片非熒光猝滅系數(shù)顯著提高。銻脅迫通過(guò)破壞水稻的細(xì)胞膜系統(tǒng)和光合中心來(lái)降低水稻光合能力。

（3）營(yíng)養(yǎng)液在pH=4、pH=5條件下會(huì)促進(jìn)水稻地上部和根部吸收銻，同時(shí)加劇銻對(duì)水稻的生長(zhǎng)、光合性能以及細(xì)胞膜的破壞，而在pH=6、pH=7條件下減輕了銻脅迫對(duì)水稻的毒害作用。綜上，對(duì)存在銻污染風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)可通過(guò)適當(dāng)改變土壤pH值來(lái)緩解銻的毒害作用。