<p> 全 國(guó) 土壤 污 染 狀 況 調(diào) 查 公報(bào) 顯 示 ，我 國(guó) 砷 污 染 土壤 中 輕 微 至 中 度 污 染的 樣 本 數(shù) 占 污 染 土壤 樣 本總 數(shù)的 90%左右 ，在中 度 及 以 下 砷 污 染 農(nóng) 田中種植作 物 ，可 能會(huì)導(dǎo)致 農(nóng)產(chǎn) 品 中 砷 含量 超 標(biāo) ，而 種植 砷 低 吸 收 作 物可 在 一定 程 度 上 減 少 作 物 對(duì) 砷 的 吸收 ，降低農(nóng) 產(chǎn) 品 中 砷 超 標(biāo) 的 風(fēng) 險(xiǎn) ，是 一 種 較 經(jīng) 濟(jì) 、環(huán) 保 的 土壤 砷 摘 要： 為 準(zhǔn) 確 、 快 速 比 較 作 物 對(duì) 砷 吸收能力 的 差異 ，建立 適 合 砷 低 吸收 作 物 篩 選 的 方 法 ，以 5個(gè) 生 菜 品 種為對(duì) 象 ， 以 土培 法 為 基 準(zhǔn) ， 對(duì) 旺 盛 生長(zhǎng)期水 培 、全 生 育 期水 培 和 短 期脅迫 培 養(yǎng) 等方 法 下生 菜 砷 吸收能力 等 進(jìn)行 了 比 較 。結(jié)果表明： 旺 盛 生長(zhǎng)期水 培 、全 生 育 期水 培所 得 出 的不同 品 種生 菜 對(duì) 砷 吸收能力 與 土培 法 基 本一 致 ， 各 品 種 間 差異 顯著 ，且 旺 盛 生長(zhǎng)期 以 后生 菜 地 上部 砷 含量 不 再 隨 時(shí) 間 和 生 物量 的 變 化 而 出 現(xiàn) 顯著 變 化； 短 期脅迫 培 養(yǎng) 下 各 品 種生 菜 地 上部 砷 含量 盡 管 有 一定 差異 ，且其 獲 得 的不同 品 種生 菜 對(duì) 砷 吸收能力 的 順序 與 其 他 方 法 基 本一 致 ， 但 相 互 間 差異 不顯著。 5個(gè) 生 菜 品 種中紫 羅 馬 生 菜 對(duì) 砷 吸收 的 能力 最 弱 ，在 輕 微 和中 度 砷 污 染 土壤 中地 上部 砷 含量 分 別 為 0.42mg· kg -1 和 0.77mg· kg -1 ， 僅 為 其 他 品 種生 菜 的 49.8%72.4%， 各 品 種生 菜 砷 吸收能力 的大 小 排 列 順序 為 耐 抽 薹 生 菜 綠 蘿 美國(guó) 大 速 生 羅 沙 綠 紫 羅 馬 。 綜 合 本 研究結(jié)果， 旺 盛 生長(zhǎng)期水 培 可 以 作為 砷 低 吸收 生 菜 篩 選 的 優(yōu) 選 方 法 。 關(guān)鍵詞： 砷 ；水 培 法 ；生 菜 ；低 吸收 中圖分類(lèi)號(hào) ： X171.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 ： A 文章編號(hào) ： 1672-2043（ 2018） 04-0632-08 doi:10.11654/jaes.2017-1484 Comparisonofthreetypesofhydroponicsmethodsinscreeningforlowarsenicuptakelettuces ZHANGQian,ZENGXi-bai * ,BAILing-yu,WANGYa-nan,SUShi-ming,WUCui-xia （ InstituteofEnvironmentandSustainableDevelopmentinAgriculture,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofAgro- Environment,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China） Abstract： Inordertoaccuratelyandefficientlycomparethelowarsenicuptakecapabilitiesofvegetablesandtobuildupappropriate screeningmethods,theAsuptakecapabilitiesoffivelettuce（ var.ramosa Hort.） varietieswerestudiedbyusingthreehydroponicsmethods： vigorousgrowthperiod,wholegrowthperiod,andshort-termstressuptake.Potexperimentswereconductedasthereferencemethodtoverify thefeasibilityofthetestedhydroponicsmethods.TheresultsindicatedthattheAsuptakecapacitiesofthefivelettucevarietiesviathevig- orousgrowthandwholegrowthperiodmethodswerebasicallyidenticalwiththeresultsofthepotexperiments.ThevariationofAscontentin theabovegroundbiomassofthefivelettucevarietiesbetweenthevigorousgrowthperiodandthewholegrowthperiodmethodsshowedno difference.However,nosignificantdifferencesinarseniccontentbetweenlettucevarietieswereobservedintheshort-termstressabsorption method.TheAsconcentrationintheabovegroundbiomassoftheZiluomalettucewasthelowestamongallvarieties,at0.42mg· kg -1 and 0.77mg· kg -1 intheslightandmiddleAs-contaminatedsoils,respectively.ThecapacitiesofAsuptakefromhightolowwereintheorder： Naichoutai,Lvluo,Meiguodasusheng,Luoshalv,andZiluoma.ThehydroponicsmethodofvigorousgrowthcanbeusedtoscreenlowAsup- takevegetables. Keywords： arsenic;hydroponics;lettuce;lowuptake 收稿日期 ：2017-09-22 錄用日期 ：2018-01-26 作者簡(jiǎn)介 ：張 騫 （ 1990）， 男 ， 碩 士 研究生， 主要從事污 染 農(nóng) 田 修 復(fù)研究 。 E-mail： zhangqianxsfoxmail.com *通信作者 ：曾希 柏 E-mail： zengxibaicaas.cn 基金項(xiàng)目 ：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 （ 41541007） Projectsupported： TheNationalNaturalScienceFoundationofChina（ 41541007） 2018， 37（ 4） :632-639 2018年 4月 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) J0urnal0fAgr0-Envir0nmentScience 張 騫 ， 曾希 柏 ， 白 玲 玉 ， 等 .應(yīng) 用 水 培 方 法 篩 選 砷 低 吸收 生 菜 的 比 較 研究 J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) ,2018,37（ 4）： 632-639. ZHANGQian,ZENGXi-bai,BAILing-yu,etal.ComparisonofthreetypesofhydroponicsmethodsinscreeningforlowarsenicuptakelettucesJ. Journalof Agro -EnvironmentScience ,2018,37（ 4）： 632-639. 應(yīng) 用水培方法 篩選砷低吸 收生 菜 的 比較研究 張 騫，曾希柏 * ，白玲玉 ， 王亞男 ， 蘇世鳴 ， 吳翠霞 （中 國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境 與 可 持續(xù) 發(fā) 展 研究 所 /農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 ， 北 京 100081） 第 32卷第 1期 2018年 4月 表 1培養(yǎng) 液及兩 種 土壤主 要元 素含量 和理 化 性 質(zhì) Table1Themainelementsandphysicalandchemicalpropertiesofculturesolutionandtwokindsofsoil 注 ： 營(yíng) 養(yǎng)液 中 各 元 素含量 單位 為 mg· L -1 ， 土壤 中為 mg· kg -1 。 培 養(yǎng) 介 質(zhì) 氮 /堿 解 氮 磷 /有 效 磷 鉀 /有 效 鉀 總 砷 有 效 砷 pH 營(yíng) 養(yǎng)液 112 22.94 184.86 0、 2、 4 6.47.2 S1 111.5 21.6 69.1 58.4 0.93 4.89 S2 106.2 28.1 121.0 130.6 2.94 5.22 張 騫 ， 等 ： 應(yīng) 用 水 培 方 法 篩 選 砷 低 吸收 生 菜 的 比 較 研究 污 染 應(yīng) 對(duì) 策略 1-3 。 近 年 來(lái) ， 砷 等重金 屬 低 吸收 作 物 越 來(lái) 越 受到 研究 者 的 重 視 ， 很 多 研究 已 證 明不同 類(lèi) 型 作 物 或 品 種 之 間 砷 吸收能力 差異 較 大并 能 穩(wěn)定 遺 傳 ， Norton等 4 對(duì) 76個(gè) 水稻 品 種 砷 吸收能力 的研究顯 示 ， 兩 個(gè) 不同 土壤 砷 濃 度 地 區(qū) 種植的 76個(gè) 水稻 品 種 谷 粒 中 砷 含量 有 顯著 相 關(guān) 性 （ r=0.802）， 其 中 熱 帶 粳稻 谷 粒 中 砷 含量 最 低 ， 可 作為 砷 低 吸收 水稻 品 種 重 點(diǎn) 培育 。 目 前 常 用 的 砷 低 吸收 作 物 篩 選 方 法 有 土培 法 、調(diào) 查 取 樣法 、水 培 法 等 5-7 。 土培 法 一 般 采 集 污 染 土壤 進(jìn) 行 盆 栽 試驗(yàn)， 或 在 污 染 區(qū) 布置 田 間 小區(qū) 試驗(yàn)進(jìn)行 比 較 ，通過(guò)不同作 物可 食 部 分 砷 含量 的 高低 來(lái) 篩 選 砷 低 吸收 作 物 ，且 篩 選 結(jié)果 準(zhǔn) 確 ， 是 一 種 最 常 用 的 方 法 ， 但 存 在 工 作 量 大、 效 率低等 問(wèn)題 。 調(diào) 查 取 樣法 綜 合分析 砷 污 染地 區(qū)土壤 和作 物 中 砷 含量 的 高低 ，判 斷 不同作 物 砷 吸收能力 的大 小 ， 該 方 法 可 一 次 性 調(diào) 查 多 種作 物 ，但 準(zhǔn) 確 性 較 差 。 除 此 之 外 ，一 些 研究 也 證 明 可 通過(guò) 與 砷 吸收能力相 關(guān) 的 根 系 滲 氧能力 、 磷 或 硅 含量等 指 標(biāo) 篩 選 砷 低 吸收 作 物 。 吳川 等 8 研究表明水稻 根 系 滲 氧能力 與 砷 吸收能力有 顯著 相 關(guān) 性， 滲 氧能力 越 強(qiáng) 砷 吸收 量 越 少 ，并 提出 可 通過(guò) 篩 選 滲 氧能力 強(qiáng)的水 稻 品 種 減 少 砷 吸收 。 亦 有 研究表明作 物 磷 、硅 等 元 素 含量 與 砷 含量 之 間 存 在顯著 正 相 關(guān) 或 負(fù) 相 關(guān)關(guān) 系 ， 通過(guò) 磷 、硅 含量可 間接 判 斷 作 物 對(duì) 砷 的 吸收能力 ，采 用 這 種 方 法 可 減 少 砷 污 染并 能提 高 篩 選效 率 ， 但 因 相 關(guān) 研究 較少 ， 其 結(jié) 論 的 準(zhǔn) 確 性和 普 適 性 還 有 待 進(jìn) 一 步 驗(yàn) 證 9-10 。水 培 方 法 以 其 快 速 、 操 作 簡(jiǎn) 單 等 優(yōu) 點(diǎn) 而 受到 許 多 研究 者 的 重 視 ， 但 由 于水 培 環(huán)境 與 土培 環(huán)境 差異 較 大， 一 些 學(xué) 者 對(duì)水 培 方 法 篩 選 砷 低 吸收 作 物也 提出 了 質(zhì) 疑 。 Cox等 11 研究 發(fā) 現(xiàn) 油 菜 在水 培 和 土培 中 對(duì) 砷 的 耐 性并不 相 同， 營(yíng) 養(yǎng)液 中 磷 含量 過(guò) 高可 能會(huì) 影 響 油 菜 對(duì) 砷 的 吸收 ，而 且 傳統(tǒng)水 培 方 法 也 存 在 污 染 環(huán) 境 、效 率 較 低等 問(wèn)題 ， 因此其 準(zhǔn) 確 性 仍 需 進(jìn) 一 步 驗(yàn) 證 ， 篩 選效 率也 有 待 進(jìn) 一 步 提 高 。 本 研究 以 土培 法 作為 基 準(zhǔn) 方 法 ，比 較 研究 了 3種不同水 培 方 法 與 土培 方 法 下 5個(gè) 生 菜 品 種對(duì) 砷 吸收能力 的 差異 ，希望 為 砷 低 吸收 作 物 的 篩 選 提 供 更 加 準(zhǔn) 確 、高 效 的 篩 選 方 法 。 1 材料與方法 1.1試驗(yàn)材料 試驗(yàn) 選取 當(dāng)前種植 較 普遍 的 冬 春 季 代 表性 蔬 菜 生 菜 作為研究對(duì) 象 ，共 5個(gè)品 種，分 別 為 羅 莎 綠 、紫 羅 馬 、 綠 蘿 、 美國(guó) 大 速 生和 耐 抽薹 生 菜 （ 依 次 記 為 I-1、 I-2、 I-3、 I-4、 I-5）。為 更 好 地 模 擬 生 菜 在 自然 砷 污 染 農(nóng) 田中的生長(zhǎng) 狀 況 ，土培 實(shí) 驗(yàn) 用 土 采 自 湖 南 石 門(mén)雄 黃 礦 區(qū) 周 邊 砷 污 染 農(nóng) 田的 耕 層 （ 020cm） 土壤 ， 根 據(jù)其 距 離 礦 區(qū) 的 遠(yuǎn)近 ，分 別 采 集 了 總 砷 含量 分 別 為 58.4mg· kg -1 和 130.6mg· kg -1 （分 別 記 為 S1、 S2）的 兩 種 土壤 ， 采 用 全 國(guó) 土壤 污 染 狀 況 調(diào) 查 公報(bào) 中 土壤 污 染 等 級(jí) 的 劃 分 方 法 ， S1和 S2分 別 為 砷 輕 微 和中 度 污 染 土壤 ，兩 種 土壤 的 成 土 母 質(zhì) 均 為 板 頁(yè)巖 ，其 相 關(guān) 理 化 性 質(zhì) 如 表 1。水 培 實(shí) 驗(yàn) 營(yíng) 養(yǎng)液 根 據(jù) 華 南農(nóng)業(yè) 大 學(xué) 葉 類(lèi) 蔬 菜專(zhuān) 用 營(yíng) 養(yǎng)液 A配 方 配 制 并 略 加 改 進(jìn) 12 ，為 減 小 操 作 誤 差 ， 相 同處理 營(yíng) 養(yǎng)液 統(tǒng) 一 配 制 ，所 需 外 源 砷 采 用 稀 釋 濃 縮 液 （ Na 3 AsO 4 · 12H 2 O分析 純 配 制 ， 1000 mg· L -1 ）的 方 法 添 加 ，并 用 0.5mol· L -1 H 2 SO 4 和 2mol· L -1 NaOH調(diào)節(jié) 營(yíng) 養(yǎng)液 pH為 6.8（ 該 營(yíng) 養(yǎng)液 允 許 pH值 為 6.47.2）。 1.2試驗(yàn)方法 育 苗 ：挑 選 粒 大 飽滿(mǎn) 各 品 種生 菜 種 子 約 150粒 浸 泡 于 10%H 2 O 2 中 約 20min進(jìn)行 消 毒 殺 菌 ，再 用 去 離 子 水 清 洗 3遍 約 5min， 然 后 將 種 子 撒 播 于 純 蛭石 育 苗 盤(pán) 中， 每天 根 據(jù) 耗 水情 況 添 加 適 量自 來(lái) 水 使 蛭石 保 持 濕潤(rùn) 。在 人工 氣 候 箱 中進(jìn)行 育 苗 ， 培 養(yǎng) 條件： 溫 度 控 制 為 20 /18 （ 晝 /夜 ），光 照 周 期為 14h/黑 暗 10h， 相 對(duì) 濕 度 為 60%。 待 生 菜 長(zhǎng) 出 2片 真 葉后 挑 選 長(zhǎng) 勢(shì) 基 本一 致 的 幼 苗 進(jìn)行 移栽 定 植 。 定 植后 將 蔬 菜 移至日 光 溫 室內(nèi) 進(jìn)行后 續(xù) 試驗(yàn) 。 土培 試驗(yàn)： 兩 種 砷 含量差異 較 大的 土壤 風(fēng) 干 后過(guò) 2mm篩 ， 裝 于 內(nèi) 徑 和 高 分 別 為 80mm和 100mm的 聚乙烯 盆 中 ， 每 盆 裝 土 1kg。試驗(yàn)前 以 溶 液 的 形 式 施 入 NH 4 Cl、 KH 2 PO 4 、 K 2 SO 4 作為 底 肥 （ 施 入 量 為 N: P 2 O 5 : 633 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 第 37卷第 4期 0.06 0.04 0.02 0 生 菜 品 種 B aC aB bB aA aA aA bC aB bC aB I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 K 2 O=0.15: 0.18: 0.12g· kg -1 土 ），并 使 土壤 含 水 量 達(dá) 到 最 大田 間 持 水 量 的 60%左右 ，土 水 穩(wěn)定 平 衡 一 周 后 選 取 長(zhǎng) 勢(shì) 基 本一 致 的 幼 苗移栽 定 植 ， 每 盆 定 植 6株 幼 苗 ， 7d后 根 據(jù) 生長(zhǎng)情 況 間苗 3株 ， 每 個(gè) 處理 重 復(fù) 3 次 。每天 根 據(jù)土壤 耗 水情 況 添 加 2050mL自 來(lái) 水 ，生 長(zhǎng) 35d后分 別 收 獲 地 上部 和 根 系 。 旺 盛 生長(zhǎng)期 /全 生 育 期水 培 試驗(yàn) ： 幼 苗 首 先 定 植 于 裝 有 2L全 濃 度 營(yíng) 養(yǎng)液 的水 培 箱 中 ，每 個(gè) 水 培 箱 定 植 4株 幼 苗 ， 適應(yīng) 生長(zhǎng) 7d后進(jìn)行 加 砷 處理 ，共 設(shè) 置 0、 2、 4mg· L -1 3種 砷 濃 度 處理（ 以 下分 別 簡(jiǎn) 稱(chēng) CK、處 理 1 、處理 2）， 每 個(gè) 處理 重 復(fù) 3次 ，每 隔 7d更 換 一 次 含 砷 營(yíng) 養(yǎng)液 ，旺 盛 生長(zhǎng)期和 全 生 育 期試驗(yàn)分 別 在 加 砷 處理 2周 和 4周 后 收 獲 地 上部 和 根 系 。 短 期脅迫 培 養(yǎng) 試驗(yàn) ：幼 苗 定 植于 裝 有 2L全 濃 度 營(yíng) 養(yǎng)液 水 培 箱 中生長(zhǎng) 20d ，期 間每 隔 7d更 換 一 次 營(yíng) 養(yǎng)液 ， 20d后 將 植 株 轉(zhuǎn) 移至 含 砷 營(yíng) 養(yǎng)液 中生長(zhǎng) 2d，共 設(shè) 置 0、2、4mg· L -1 3種 砷 濃 度 處理 ， 2d后分 別 收 獲 地 上部 和 根 系， 每 個(gè) 處理 重 復(fù) 3次 。 樣 品 收 獲 后的處理 及總 砷 測(cè)定 見(jiàn) 參 考 文 獻(xiàn) 9 。 1.3數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù) 據(jù) 通過(guò) Excel2013整 理后 ，采 用 SPSS19.0 進(jìn)行 單因 素方差 分析 ，并 用 Tukey&#39; sHSD法 進(jìn)行 多 重 比 較 。顯著性 差異 水 平 取 0.05。 2 結(jié) 果 與分析 2.1土壤砷含量 對(duì) 不同品 種生 菜砷吸 收的影響 2.1.1 土壤 砷 含量 對(duì)不同 品 種生 菜 生長(zhǎng)的影響 圖 1為不同 品 種生 菜 在 兩 種 砷 含量 土壤 中地 上 部 和地下 部 生 物量 示 意 圖 。 從 圖 1可 以 看 出 ：在同 一 砷 含量 的 土壤 中 ，不同 品 種生 菜 地 上部 和地下 部 生 物量 有 顯著 差異 ，其 中地 上部 生 物量 以 品 種 I-2和 I-3最 高 ， 其 次 為 I-4和 I- 5，而 I-1則 最 小 ； 地下 部 生 物量 與地 上部 生 物量 有 較 好 對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系 ，亦 以 I-2和 I-3最 高 ， 約 為 其 他 品 種的 1.73.5倍 。 而 在 砷 含量 不同的 兩 種 土壤 中 ， 5個(gè)品 種 生 菜 地 上部 生 物量 （ 干 重 ） 間 沒(méi) 有 顯著 差異 ，且 實(shí) 際 生 長(zhǎng)過(guò)程中 S1和 S2兩 種 土壤 中生 菜 均 能 正 常 生長(zhǎng)， 沒(méi) 有出 現(xiàn) 任 何 砷 中 毒 癥 狀 ，該 結(jié)果 似 乎 意 味 著 生 菜 對(duì) 土 壤 砷 污 染 具 有 較 強(qiáng)的 耐 性。 但 是 ，生 菜 地下 部 生 物量 受 砷 的影響 則 較 為明顯， 品 種 I-2、 I-4和 I-5在 S2 土壤 中地下 部 生 物量 相 比 于 S1顯著增 加 ，增 加量 分 別 為 32.2%、 50.0%和 53.3%， I-1和 I-3則 差異 不顯 著。 根 據(jù)本 研究結(jié)果， 土壤 砷 含量 對(duì)生 菜 地下 部 生長(zhǎng) 的影響 更 為明顯， 因此 ，僅 通過(guò)地 上部 生 物量 的 變 化 來(lái)反 映 生 菜 受 砷 污 染的影響 是 不 全 面 的 。 2.1.2 土壤 砷 含量 對(duì)不同 品 種生 菜 砷 含量 的影響 從 圖 2可 以 看 出 ，不同 品 種生 菜 地 上部 砷 含量無(wú) 論 在 哪 種 砷 污 染 土壤 中種植時(shí) 均 有 顯著 差異 。 品 種 I-2在 兩 種 砷 含量 土壤 中地 上部 砷 含量 均最 低 ，分 別 約 為 0.42mg· kg -1 和 0.77mg· kg -1 ； 其 次 為 品 種 I-1和 I-4，地 上部 砷 含量 分 別 約 為 0.58、 1.18mg· kg -1 和 0.63、 1.30mg· kg -1 。同時(shí) ，在 S1土壤 中 ， 品 種 I-3地 上 部 砷 含量 最 高 ，但 與 品 種 I-5差異 不顯著 ；在 S2土壤 中 品 種 I-5地 上部 砷 含量 最 高 ，約 為 1.53mg· kg -1 ， 但 與 品 種 I-3的 差異 亦 較小 。 隨 著 土壤 砷 含量 的 升高 ， 5 種生 菜 地 上部 砷 含量 均 顯著增 加 ， S2土壤 中 5個(gè) 生 菜 品 種地 上部 平 均 砷 含量 達(dá) 1.22mg· kg -1 ， 是 S1土壤 中的 1.9倍 。 在 S1和 S2兩 種 砷 含量 的 土壤 中 ， 5個(gè) 生 菜 品 種地 上部 砷 含量 比 較 的 順序 基 本一 致 ，表 現(xiàn) 為 I-5 I-3 I-4 I-1 I-2。 兩 種 砷 含量 土壤 中 ，品 種 I-2 地 上部 砷 含量 均 顯著 低 于 其 他 品 種生 菜 ，僅 為 其 他 品 種的 49.8%72.4%。 不同 小 寫(xiě)字母 表 示 兩 種 砷 含量 土壤 間 差異 顯著 ，不同大 寫(xiě)字母 表 示 不同 品 種 間 差異 顯著 （ P0.05） 圖 1 土壤砷含量 對(duì)生 菜 地 上部 （ A） 和地 下部 （ B） 生 物量 的影響 Figure1TheeffectofsoilAscontentsonthedryweightof aboveground（ A） andunderground（ B） partsof differentvegetablespecies 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 生 菜 品 種 A aC aC aA aA aA aA aB aB aB aB I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 S1 S2 634 第 32卷第 1期 2018年 4月 表 2 土壤砷含量 對(duì) 不同品 種生 菜 地 下部砷含量 、轉(zhuǎn)移系 數(shù) 及富集系 數(shù)的影響 Table2TheeffectofsoilAscontentsontherootAsuptake,Astranslocationfactorsandbioconcentrationfactorsofdifferentlettucespecies 注 ：表中不同 字母 表 示 相 同處理不同 品 種 間 差異 顯著 （ P0.05 ）。 進(jìn) 一 步 對(duì)生 菜 地下 部 砷 含量 及 相 關(guān) 指 標(biāo) 進(jìn)行分 析（ 表 2） 可 以 看 出 ，生 菜 地下 部 砷 含量 在 110.55 810.84mg· kg -1 之 間 ， 遠(yuǎn) 大于地 上部 砷 含量 。不同 品 種 生 菜 之 間 地下 部 砷 含量差異 顯著 ，地 上部 砷 含量 最 小 的 品 種 I-2在 兩 種 砷 含量 土壤 中地下 部 的 砷 含量也 最 低 ，分 別 為 110.55mg· kg -1 和 435.70mg· kg -1 ， 而 品 種 I-4地下 部 砷 含量 最 高 達(dá) 302.57mg· kg -1 和 810.84 mg· kg -1 ， 是 其 他 品 種的 1.141.86倍 ，生 菜 地下 部 砷 含量 大 小 順序 為 I-4 I-5 I-3 I-1 I-2。 轉(zhuǎn) 移 系數(shù) 是 指地 上部 砷 含量 與地下 部 砷 含量 的 比 值 ，表 示 砷 從 地 下 部 向 地 上部 的 轉(zhuǎn)運(yùn) 能力 ， 根 據(jù) 前 述 結(jié)果 計(jì) 算 的 本 試 驗(yàn)不同 品 種生 菜 對(duì) 砷 的 轉(zhuǎn) 移 系數(shù)顯 示 ，品 種 I-4在 兩 種 砷 含量 土壤 中的 轉(zhuǎn) 移 系數(shù) 均 為 最 小 ， I-3的 轉(zhuǎn) 移 系 數(shù) 最 大 ， S2土壤 中 所 有 品 種生 菜 的 轉(zhuǎn) 移 系數(shù) 均 小 于 S1土壤 中， 說(shuō) 明當(dāng) 土壤 砷 含量升高 時(shí) ，生 菜 由 地下 部 向 地 上部 遷 移 砷 的 比例 可 能會(huì) 降低 ， 從 而 減 少 砷 在生 菜 地 上部 的 累積 。 富集 系數(shù) 是 指生 菜 地 上部 砷 含量 與 土壤 中 砷 含量 的 比 值 ，該 指 標(biāo) 可 直觀 反 映 出 不同 品 種 對(duì) 砷 吸收能力 的大 小 ，從 表 2結(jié)果 看 ， S2土壤 中生 菜 富集 系數(shù) 均 低 于 S1土壤 ，說(shuō) 明 隨 土壤 砷 含量 的增 加 ， 生 菜富集 砷 的 能力有 所 下 降 ；但 同時(shí)，不同 品 種 間 比 較 ， I-2品 種對(duì) 砷 的 富集 系數(shù)明顯 較 低 ，而 I-3和 I-5 則 明顯 較 高 。 2.2 旺盛 生長(zhǎng)期和 全 生 育 期水培 下不同品 種生 菜 的 生長(zhǎng) 及 對(duì) 砷 的 吸 收 2.2.1 兩 種水 培 方 式 對(duì)生 菜 生長(zhǎng)的影響 從 圖 3可 以 看 出 ： 旺 盛 生長(zhǎng)期水 培 試驗(yàn)中 ，生 菜 品 種 I-1、 I-2和 I-4地 上部 生 物量 隨 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 的增 加 而 增 加 ，當(dāng) 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 2、 4mg· L -1 時(shí)， 品 種 I-1、 I-2和 I-4地 上部 生 物量 （ 干 重 ） 較 CK分 別 增 加了 62.5%、 50.6%、 40.9%和 75%、 108.9%、 43.6%； 但 是 ，品 種 I-3地 上部 生 物量 相 比 于 CK則 顯著 降低 ，分 別 降低了 32.9%和 21.9%。 兩 種 砷 濃 度 處理下 ，品 種 I-1、 I-2、 I-3和 I-4地下 部 生 物量 變 化 趨 勢(shì) 與地 上部 基 本一 致 ，但 是 當(dāng) 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 2mg· L -1 時(shí)， 品 種 I-5地下 部 生 物量 較 CK增長(zhǎng) 了 約 27.7%，與地 上部 生 物量 的 變 化 不 一 致 。結(jié)果表明 ：在 旺 盛 生長(zhǎng)期 培 養(yǎng) 條件下， 培 養(yǎng)液 砷 濃 度相 對(duì) 較 低 時(shí)對(duì)大 多 數(shù) 品 種生 菜 的生長(zhǎng) 可 能 具 有 一定 的 促 進(jìn)作 用 。 圖 4為 全 生 育 期水 培 下不同 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 對(duì)生 菜 地 上部 和地下 部 生長(zhǎng)的影響 。 可 以 看 出 ，生 菜 經(jīng) 全 生 育 期水 培 后地 上部 和地下 部 生 物量 均 較 旺 盛 生長(zhǎng) 期 培 養(yǎng) 有 顯著增 加 ， 5個(gè) 生 菜 品 種地 上部 和地下 部 生 物量 隨 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 的 變 化 與 旺 盛 生長(zhǎng)期 培 養(yǎng) 基 本 一 致 。 砷 對(duì) 品 種 I-1、 I-2和 I-4地 上部 的生長(zhǎng) 主要 起 促 進(jìn)作 用 ，對(duì) 品 種 I-5地 上部 的生長(zhǎng)影響不顯著 。 略 有 不同的 是 當(dāng) 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 2mg· L -1 ， 品 種 I-3地 上部 和地下 部 生 物量 與 CK沒(méi) 有 顯著性 差異 。通過(guò) 以 上 分析 可 以 得 出 ，水 培 試驗(yàn)條件下生 菜 品 種 I-1、 I-2 和 I-4對(duì) 砷 的 耐 性 較 強(qiáng) ， 品 種 I-5次 之 ， I-3對(duì) 砷 的 耐 性 最 差 。 另 外， 砷 對(duì)生 菜 地 上部 和地下 部 生長(zhǎng)的 促 進(jìn) 不同 字母 表 示 相 同處理不同 品 種 間 差異 顯著（ P 0.05） 圖 2土壤砷含量 對(duì) 不同品 種生 菜 地 上部砷含量 的影響 Figure2TheeffectofsoilAscontentsontheAsuptakebythe abovegroundofdifferentlettucespecies 生 菜 品 種 地下 部 砷 含量 /mg· kg -1 轉(zhuǎn) 移 系數(shù) /× 10 -3 富集 系數(shù) /× 10 -3 S1 S2 S1 S2 S1 S2 I-1 156.94± 20.36b 436.37± 43.63d 3.70 2.69 9.9 8.2 I-2 110.55± 16.77c 435.70± 35.26d 3.80 2.21 7.2 5.9 I-3 167.62± 44.17b 527.93± 47.56c 4.77 2.74 13.7 11.1 I-4 302.57± 40.84a 810.84± 35.37a 2.08 1.60 10.8 9.9 I-5 265.95± 28.26a 653.99± 23.14b 2.90 2.35 13.2 11.8 平 均 值 AG 200.73 572.97 3.45 2.32 11.0 9.4 2.00 1.60 1.20 0.80 0.40 0 土壤 砷 含量 水 平 b c a b a b c a ab a S1 S2 I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 張 騫 ， 等 ： 應(yīng) 用 水 培 方 法 篩 選 砷 低 吸收 生 菜 的 比 較 研究 635 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 第 37卷第 4期 0.80 0.60 0.40 0.20 0 生 菜 品 種 B b a a a b c a b b a I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 ab b b a a 圖 3 旺盛 生長(zhǎng)期水培 下砷濃度 對(duì) 不同品 種生 菜 地 上部 （ A） 和 地 下部 （ B） 生長(zhǎng)的影響 Figure3Thedryweightofaboveground（ A） andunderground（ B） partsoffivelettucespeciesexposedtodifferentconcentrationofAs inthevigorousgrowthperiodhydroponic 不同 字母 表 示 同 一品 種不同處理 間 差異 顯著 （ P0.05 ）。 圖 4 同 圖 4 全 生 育 期水培 下砷濃度 對(duì) 不同品 種生 菜 地 上部 （ A） 和 地 下部 （ B） 生長(zhǎng)的影響 Figure4Thedryweightofaboveground（ A） andunderground（ B） partsoffivelettucespeciesexposedtodifferentconcentrationofAs inthewholegrowthperiodhydroponic 或 抑制 作 用 并不 隨 時(shí) 間 和生 物量 變 化 而 變 化 ， 旺 盛 生 長(zhǎng)期和 全 生 育 期 培 養(yǎng) 下，生 菜 地 上部 和地下 部 生 物量 隨 砷 濃 度 的 變 化 趨 勢(shì) 是 基 本一 致 的 。 2.2.2 兩 種水 培 方 式 對(duì)生 菜 砷 吸收 的影響 水 培 環(huán)境 與 土培 環(huán)境差異 較 大 ，水 培 條件下作 物 對(duì)元 素 的 吸收利 用可 能 與 土培 條件 有 所 不同 。表 3 為 旺 盛 生長(zhǎng)期和 全 生 育 期水 培 下不同 品 種生 菜 地 上部 的 砷 含量 。 從 表中結(jié)果 看 ，旺 盛 生長(zhǎng)期水 培 下 ，當(dāng) 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 2mg· L -1 時(shí)， 品 種 I-2地 上部 砷 含量 最 低 ，約 為 7.58mg· kg -1 ； 品 種 I-1、 I-3和 I-4之 間 地 上部 砷 含 量 較 高 ， 但 相 互 間 差異 不顯著 ，分 別 為 11.00、 12.34 mg· kg -1 和 13.44mg· kg -1 ； 品 種 I-5地 上部 砷 含量 最 高 約 為 品 種 I-2的 2.2倍 。當(dāng) 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 4 mg· L -1 時(shí)， 5種生 菜 地 上部 砷 含量 均 顯著增 加 ，平 均 值 為 23.93mg· kg -1 ， 約 是 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 2mg· L -1 時(shí)的 1.9倍 ， 其 中 ， 品 種 I-2地 上部 砷 含量 最 低 為 16.17mg· kg -1 ， 比 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 2mg· L -1 時(shí)增 加了 113.3%； 品 種 I-1和 I-4地 上部 砷 含量差異 不顯著 ， 分 別 約 為 20.80mg· kg -1 和 23.31mg· kg -1 。 根 據(jù) 相 關(guān) 結(jié) 果 推 斷 ， 5種生 菜 砷 吸收能力 大 致 為 I-5 I-3 I-4 I-1 I-2。 各 品 種生 菜 經(jīng) 全 生 育 期水 培 后 ，地 上部 砷 含 量 與 旺 盛 生長(zhǎng)期 培 養(yǎng) 基 本一 致 ， 兩 種 砷 濃 度 處理下， 品 種 I-2和 I-5分 別 是 地 上部 砷 含量 最 低 和 最 高 的 品 種，當(dāng) 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 2mg· L -1 時(shí)，地 上部 砷 含量 分 別 約 為 7.98mg· kg -1 和 16.00mg· kg -1 ，當(dāng) 營(yíng) 養(yǎng)液 濃 度 為 4mg· L -1 時(shí)， 兩 種生 菜 地 上部 砷 含量 較 營(yíng) 養(yǎng)液 濃 度 為 2mg· L -1 時(shí)分 別 增長(zhǎng) 了 85.4%和 65.7%，增長(zhǎng) 幅 度 均 小 于 旺 盛 生長(zhǎng)期水 培 試驗(yàn) 。 總 體 而 言 ，旺 盛 生長(zhǎng) 期和 全 生 育 期水 培 下 ， 5個(gè) 生 菜 品 種地 上部 砷 含量 大 小 順序 為 I-5 I-3 I-4 I-1 I-2，與 土培 試驗(yàn)結(jié)果 基 本一 致 。 進(jìn) 一 步 分析 旺 盛 生長(zhǎng)期和 全 生 育 期水 培 結(jié)果 可 以 得 出 ，多 數(shù)情 況 下 旺 盛 生長(zhǎng)期和 全 生 育 期水 培 對(duì)生 菜 地 上部 砷 含量 沒(méi) 有 顯著影響 ，僅品 種 I-1和 I-5地 上部 砷 含量 在 營(yíng) 養(yǎng)液 砷 濃 度 為 4mg· L -1 時(shí) 差異 顯著 ， 全 生 育 期水 培 下地 上部 砷 含量 顯著 小 于 旺 盛 生長(zhǎng)期 水 培 ，差 值 分 別 為 4.52mg· kg -1 和 5.40mg· kg -1 ， 說(shuō) 明 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0 生 菜 品 種 A b a a a b c a b b a I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 a b a a a 4.00 3.00 2.00 1.00 0 生 菜 品 種 A b a a a a b a b a b I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 a b a a a CK 2mg· L -1 4mg· L -1 CK 2mg· L -1 4mg· L -1 0.20 0.15 0.10 0.05 0 生 菜 品 種 B b a a a b b a b a b I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 a b a a a 636 第 32卷第 1期 2018年 4月 表 3旺盛 生長(zhǎng)期和 全 生 育 期水培 下不同品 種生 菜 地 上部砷含量 （ mg· kg -1 ） Table3TheAscontentsintheabovegroundpartsoflettucesinthevigorousgrowthperiodandwholegrowthperiodhydroponic（ mg· kg -1 ） 注 ：表中不同 小 寫(xiě)字母 表 示 相 同處理不同 品 種 間 差異 顯著 （ P0.05 ），不同大 寫(xiě)字母 表 示 同 一品 種生 菜 、相 同 砷 濃 度 處理，不同生長(zhǎng)期 間 差異 顯 著 （ P0.05 ）。 生 菜 各 品 種地 上部 砷 含量 在 旺 盛 生長(zhǎng)期 之 后 可 能 不 再 隨 時(shí) 間 和地 上部 生 物量 的 變 化 而 變 化 ， 而 是 維 持 在 一個(gè) 相 對(duì) 穩(wěn)定 的水 平 ，生 菜 地 上部 砷 含量可 能 在 生長(zhǎng) 早 期 就 達(dá) 到 穩(wěn)定 狀 態(tài) ，此 后 隨 時(shí) 間 的 變 化 較小 。 因此 ，通過(guò) 旺 盛 生長(zhǎng)期水 培即 可 初 步 判 斷 出 不同 品 種生 菜 砷 吸收能力 的大 小 ，并 能 預(yù)測(cè) 成 熟 期生 菜</p>