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土壤中纳米塑料与砷共存诱发的生菜毒性效应及其代谢机制

文献类型： 中文期刊

作者： 范维新;邱春生;穆莉;翁靓娴;高子惟

作者机构：

关键词： 土壤;砷;纳米塑料;生菜;毒性效应;代谢机制

期刊名称：农业环境科学学报

ISSN： 1672-2043

年卷期： 2024 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 为探究土壤中纳米塑料与砷共存诱发的生菜毒性效应及其代谢机制。首先，研究探讨了纳米塑料引入受砷污染土壤中后对其pH、含水量及砷含量变化的影响；其次，探讨了土壤中纳米塑料与砷协同作用对生菜生长发育、营养品质及抗氧化应激系统的影响；最后，研究通过代谢组学分析技术揭示了两者协同作用诱发的生菜毒性效应机制。结果表明：含砷土壤中纳米塑料的存在，导致土壤中pH上升，持水能力及砷含量下降。植物成熟期时，未添加纳米塑料的土壤总砷含量下降了6.85%、添加了10 mg·kg-1和100 mg·kg-1纳米塑料的土壤总砷含量分别下降了9.87%和20.33%。同时，纳米塑料的存在加剧了植物对无机砷的吸收，尤其是幼苗期，在分别添加10 mg·kg-1和100 mg·kg-1纳米塑料的处理组中，生菜主要以三价砷为主，分别上升了30.25%、39.10%。此外，在15 d时，相较于未添加纳米塑料组，10 mg·kg-1组的叶鲜质量，上升了20.00%，而100 mg/kg组下降了4.00%，低浓度纳米塑料的存在反而促进了植物的生长。而30 d时两个处理组分别下降了6.15%和10.77%，45d时分别下降了6.33%、12.66%，存在低促高抑的现象。此外，生菜的根长、根质量、茎长和叶绿素等指标的生长趋势同样存在低促高抑的现象。含纳米塑料处理组中生菜的纤维素、蛋白质和维生素C含量小幅上升，且SOD、MDA呈现同步上升趋势，增强了生菜的抗氧化胁迫。代谢分析表明，含砷土壤中纳米塑料的添加导致半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、肌醇磷酸代谢途径的上调，硫氮代谢、三羧酸循环、酪氨酸代谢和丙酮酸代谢途径的下调，对植物生长造成不利。

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