鎘與聚苯乙烯微塑料復(fù)合脅迫對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育、生理特征及冠層溫度影響效應(yīng)研究

林 迪,豐晨晨,陳 悅,郭冰林,李嵐?jié)?/p>

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,河南 鄭州 450046;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,河南 鄭州 450046)

鎘(Cd)具有降解難、隱蔽性高和毒性強(qiáng)等特點(diǎn)[1-2]。研究表明,Cd脅迫可顯著抑制植物正常生長(zhǎng)發(fā)育,使植株矮小、葉色乏綠、根尖變黃、關(guān)鍵酶失活、氧化還原系統(tǒng)功能失衡等,嚴(yán)重時(shí)可造成植物死亡[3]。微塑料(MPs)是指粒徑大于100 nm且小于5 mm的塑料顆粒和碎片,作為一類新型環(huán)境污染物,其在土壤中富集來(lái)源廣泛[4]。研究顯示,MPs對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育、生理特征均有較大影響,如氧化應(yīng)激響應(yīng)、細(xì)胞毒性、營(yíng)養(yǎng)與品質(zhì)構(gòu)建等[5]。此外,MPs對(duì)植物光合作用、葉片葉綠素和可溶性蛋白質(zhì)含量等參數(shù)的抑制效應(yīng)同樣明顯[6-7]。前人對(duì)黑藻和黃瓜的研究結(jié)果表明,外源添加MPs脅迫后其株高和干重與對(duì)照株相比顯著降低[8-9]。

聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)是較為常見(jiàn)的MPs之一,具有穩(wěn)定性高、可塑性強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn),在生活中應(yīng)用廣泛[10]。目前,巨大的PS-MPs使用量增加了農(nóng)田土壤環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。前人研究認(rèn)為,低濃度MPs對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有促進(jìn)作用,可激發(fā)植物對(duì)MPs的刺激效應(yīng),增強(qiáng)植物對(duì)環(huán)境變化的耐受性[11];高濃度MPs則會(huì)對(duì)植物發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng),如造成植物DNA受損、氧化損傷、降低植物光合作用、惡化營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等[12]。此外, MPs進(jìn)入土壤環(huán)境后可與土壤重金屬Cd產(chǎn)生協(xié)同污染效應(yīng)或相互阻抑效應(yīng)。王曉晶等[13]研究顯示,添加PS-MPs可顯著降低Cd的生物有效性。與此相反, 寧瑞艷等[14]研究表明,MPs的添加促進(jìn)了東南景天和葉芽鼠耳芥對(duì)Cd的吸收,增強(qiáng)了Cd對(duì)東南景天生長(zhǎng)的抑制作用。LIAN等[15]研究發(fā)現(xiàn),Cd和PS-MPs聯(lián)合暴露并未顯著激活小麥葉片抗氧化酶活性,但可有效提高小麥葉片有機(jī)自由基含量。WANG等[16]研究表明,MPs可以在一定程度上降低Cd的生物利用度,減緩其負(fù)向脅迫效應(yīng)。

作為新型環(huán)境污染物,PS-MPs不僅自身對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有顯著影響,同時(shí)也可作為其他污染物的載體,兩者雙向復(fù)合后往往會(huì)對(duì)植物系統(tǒng)產(chǎn)生“1+1>2”的影響效應(yīng)[17]。目前, 我國(guó)農(nóng)田Cd污染面積高達(dá)20萬(wàn) km2。西南地區(qū)土壤團(tuán)聚體調(diào)查結(jié)果顯示,MPs平均豐度為18 760 kg-1[18]。研究表明,河北地區(qū)土壤中塑料地膜平均殘留量高達(dá)100 kg·hm-2以上[19]。城市化、工業(yè)化快速發(fā)展以及農(nóng)膜、農(nóng)藥包裝等塑料制品的大量使用,使Cd和MPs復(fù)合污染問(wèn)題逐漸引起人們廣泛關(guān)注和重視。MPs可以作為Cd載體共同進(jìn)入植物體,對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育、生理特征產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)[20]。目前有關(guān)重金屬Cd與PS-MPs復(fù)合影響的研究相對(duì)較少,Cd和PS-MPs在植物體內(nèi)的復(fù)合效應(yīng)及機(jī)制仍不明晰。

小油菜(Brassicachinensis)是廣受人們喜愛(ài)的廣譜蔬菜,在國(guó)內(nèi)外多地均有種植。如何減少小油菜等蔬菜產(chǎn)品中重金屬Cd和MPs污染物含量,控制Cd和MPs污染物向食物鏈遷移,繼而保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全成為一個(gè)重要的科學(xué)問(wèn)題,也是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。有關(guān)小油菜等蔬菜中Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫的報(bào)道相對(duì)較少,其響應(yīng)Cd與PS-MPs脅迫的生理機(jī)制仍不明晰。因此,系統(tǒng)研究Cd與PS-MPs對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育及生理特征的影響效應(yīng),對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境及人體健康安全意義重大。基于此,以小油菜為研究對(duì)象,采用室內(nèi)水培實(shí)驗(yàn),以Cd和PS-MPs為外源脅迫因子,系統(tǒng)探究Cd和2種粒徑(100 nm和1 000 nm)PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育、光合生理、抗氧化酶活性、葉片解剖結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、冠層溫度等生理特征的影響,以期為闡明小油菜在Cd和PS-MPs共存脅迫下的毒理學(xué)應(yīng)激響應(yīng)機(jī)制、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及Cd與MPs污染治理提供理論參考和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與方法

供試小油菜為目前市場(chǎng)上廣泛種植的常規(guī)品種“五月慢”(購(gòu)自上海申耕農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司)。該品種全生育期150 d左右,適應(yīng)性強(qiáng),品質(zhì)好,株型高大,在全國(guó)范圍均可種植。氯化鎘(CdCl2,分析純)購(gòu)自福晨(天津)化學(xué)試劑有限公司,其純度w高于99%。聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)購(gòu)于上海輝質(zhì)生物科技有限公司,PS-MPs顆粒的粒徑分別為100和1 000 nm。

水培實(shí)驗(yàn)于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)水培實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。選取籽粒飽滿、大小均一的小油菜種子,先用w=15%的H2O2浸泡15 min,再用蒸餾水洗凈后放入30 ℃左右的溫水中浸泡20 min,最后放入裝有少量水的專用育苗盤內(nèi),置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱暗培養(yǎng)120 h后轉(zhuǎn)入人工氣候室。待小油菜長(zhǎng)至兩葉一心時(shí),選取長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移植到1/8 Hoagland′s營(yíng)養(yǎng)液的黑色塑料盒中進(jìn)行培養(yǎng)。隨小油菜幼苗長(zhǎng)勢(shì)增大,每隔3 d逐步將營(yíng)養(yǎng)液濃度調(diào)整為1/4、1/2和全量Hoagland′s濃度。水培試驗(yàn)均在人工氣候室進(jìn)行,晝夜時(shí)間為16 h∶8 h, 晝夜溫度均保持在20 ℃,相對(duì)濕度為55%～65%。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)課題組前期預(yù)實(shí)驗(yàn)及相關(guān)研究結(jié)果,確定小油菜中等和高Cd脅迫濃度范圍分別為10～30和150～250 μmol·L-1;中等和高PS-MPs脅迫濃度范圍則分別為0.5～1.5和15～25 mg·L-1?；诖?將Cd和PS-MPs脅迫梯度分別設(shè)為0、20、200 μmol·L-1(分別記為Cd0、Cd20、Cd200)和0、1、20 mg·L-1(分別記為MPs0、MPs1、MPs20)。待小油菜第3片心葉完全展開(kāi)時(shí),澆灌添加Cd和2種粒徑PS-MPs復(fù)合脅迫處理的Hogland′s營(yíng)養(yǎng)液。共設(shè)置9個(gè)處理, 分別為Cd0-MPs0(CK)、Cd0-MPs1、Cd0-MPs20、Cd20-MPs0、Cd20-MPs1、Cd20-MPs20、Cd200-MPs0、Cd200-MPs1、Cd200-MPs20。每3 d更換1次營(yíng)養(yǎng)液,同時(shí)控制營(yíng)養(yǎng)液的pH值在6.0左右。每個(gè)處理設(shè)5次重復(fù)。

表1 Cd和PS-MPs復(fù)合脅迫下小油菜生長(zhǎng)發(fā)育響應(yīng)特征

表3 Cd和PS-MPs復(fù)合脅迫下小油菜葉片抗氧化酶活性

表4 Cd和PS-MPs復(fù)合脅迫條件下小油菜葉片品質(zhì)特征

表5 Cd和PS-MPs復(fù)合脅迫條件下小油菜葉片解剖結(jié)構(gòu)的特征

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1表型生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

分別于小油菜四葉期、六葉期和八葉期,使用直尺(精確到0.1 cm)測(cè)量小油菜株高,采用數(shù)碼相機(jī)拍照法無(wú)損測(cè)試葉面積。將小油菜地上部和根稱重后,置于105 ℃烘箱中殺青30 min,然后降溫至70 ℃烘干至恒重,稱其干重。

1.3.2葉片葉綠素含量測(cè)定

分別于上述小油菜生育期,各處理選取第3片完全展開(kāi)葉(自上而下),采用丙酮浸提、分光光度法測(cè)試葉片葉綠素〔Chl-a、Chl-b和Car(類胡蘿卜素〕含量[21]24-26。

1.3.3抗氧化酶活性測(cè)定

分別采用碘量法測(cè)定過(guò)氧化氫酶(CAT)活性,愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性,硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛(MDA)含量,抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性參考侯福林[21]30-32的方法測(cè)定。CAT酶活性用1 g鮮重樣品1 min內(nèi)分解H2O2的質(zhì)量表示。POD酶活性以1 min氧化1 nmol愈創(chuàng)木酚定義為1個(gè)酶活力單位。APX活性以1 min氧化1 nmol抗壞血酸定義為1個(gè)酶活力單位。

1.3.4品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

采用蒽酮比色法測(cè)試小油菜葉片可溶性糖含量,考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定葉片可溶性蛋白含量,2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定葉片維生素C含量[21]54-56。

1.3.5葉片解剖結(jié)構(gòu)測(cè)定

于各生育期選取小油菜第1片完全展開(kāi)葉,在距離主葉脈0.5 cm左右處剪取1 cm×3 cm大小葉片,采用石蠟樹(shù)脂包埋、甲苯胺藍(lán)染色法制作切片。在OLYMPUS BH2型植物顯微成像分析系統(tǒng)中選取5個(gè)視野清晰的位置拍攝,拍攝倍數(shù)為200倍。利用Image-Pro Plus 6.0專業(yè)圖像分析軟件測(cè)定葉片解剖結(jié)構(gòu)指標(biāo)。

1.3.6植物熱成像指標(biāo)測(cè)定

采用Fluke TiX650型紅外熱成像儀測(cè)定小油菜冠層溫度。將紅外相機(jī)固定在小油菜植株上方約1.0 m高度,45°觀察角俯視拍攝。每次重復(fù)拍攝4張照片, 采用SmartView軟件對(duì)小油菜冠層溫度進(jìn)行分析。

1.3.7Cd濃度和積累量測(cè)定

稱取烘干并磨碎的植物樣10.0 mg置于消煮管中,采用HNO3-HClO4(體積比3∶1)混合液浸提,原子吸收光譜儀測(cè)定小油菜根和葉片Cd含量,并計(jì)算各部位Cd積累量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入和分析,采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行方差分析,利用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

植株生長(zhǎng)發(fā)育受其體內(nèi)化學(xué)過(guò)程控制,故其能夠在外界脅迫時(shí)作出敏感反應(yīng)[22]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表1)顯示,Cd脅迫顯著抑制小油菜生長(zhǎng)發(fā)育,低PS-MPs濃度(1 mg·L-1)可有效緩解Cd脅迫毒害效應(yīng),而高PS-MPs濃度(20 mg·L-1)則加劇Cd脅迫效應(yīng)(表1)。20 和200 μmol·L-1Cd與不同粒徑PS-MPs共存對(duì)小油菜各生育期脅迫效應(yīng)表現(xiàn)為:低濃度PS-MPs(1 mg·L-1)下小油菜株高、葉面積、根干重和葉干重顯著增加,Cd脅迫毒害效應(yīng)降低;高濃度PS-MPs(20 mg·L-1)下小油菜上述生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)與對(duì)照(MPs0)相比整體呈降低趨勢(shì)。已有研究表明,MPs對(duì)植物生長(zhǎng)不僅具有直接危害,同時(shí)也可作為重金屬載體對(duì)植物產(chǎn)生間接毒性,導(dǎo)致重金屬Cd與MPs聯(lián)合污染產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)[17, 23],影響植物正常生長(zhǎng)發(fā)育[24-26]。WANG等[27]研究認(rèn)為,聚乳酸微塑料(PLA-MPs)可增強(qiáng)Cd的生物毒性,激活氧化還原系統(tǒng),抑制玉米生長(zhǎng)。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)論不盡一致,即PS-MPs與Cd互作呈“低促高抑”的變化趨勢(shì),表明MPs對(duì)Cd毒性的影響因MPs類型、粒徑和濃度等而異。

2.2 Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜Cd積累效應(yīng)的影響

在Cd濃度為20 μmol·L-1時(shí),小油菜單株根和葉Cd積累量均隨PS-MPs濃度增加呈先升高后降低的變化趨勢(shì);在Cd濃度為200 μmol·L-1時(shí),小油菜單株根和葉Cd積累量均隨PS-MPs濃度增加呈降低趨勢(shì)(圖1)。研究表明,MPs可吸附眾多微量元素,如Cd、Al、Cu等,其中Cd因其污染范圍廣、移動(dòng)性大等特點(diǎn)極易和MPs形成Cd-MPs復(fù)合體[28]。Cd-MPs復(fù)合體可顯著提高Cd的生物積累,并增強(qiáng)Cd對(duì)生物體的毒性。寧瑞艷等[14]研究顯示,MPs的添加促進(jìn)了東南景天和葉芽鼠耳芥對(duì)Cd的吸收,增強(qiáng)了Cd對(duì)東南景天生長(zhǎng)的抑制作用,但當(dāng)MPs質(zhì)量濃度為500 mg·L-1時(shí)Cd對(duì)葉芽鼠耳芥的毒害作用有所減弱。筆者研究同樣表明,低濃度PS-MPs可緩解Cd對(duì)小油菜的毒害作用,高濃度PS-MPs則與此相反,主要原因可能是PS-MPs吸附了溶液中的Cd2+,導(dǎo)致Cd2+濃度降低,進(jìn)而降低了小油菜幼苗根部對(duì)Cd2+的吸收[29]。

Cd0、Cd20、Cd200分別表示Cd濃度為0、20、200 μmol·L-1;MPs0、MPs1、MPs20分別表示PS-MPs質(zhì)量濃度為0、1和20 mg·L-1。同一列數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示相同Cd濃度下不同PS-MPs處理之間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05), 大寫字母不同表示相同PS-MPs濃度下不同Cd處理之間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

2.3 Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜葉綠素含量的影響

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素,為生命活動(dòng)提供能量來(lái)源。由表2可知,2種粒徑PS-MPs與Cd的復(fù)合脅迫效應(yīng)均表現(xiàn)為隨Cd濃度增加, 小油菜Chl-a、Chl-b和類胡蘿卜素含量逐步下降;外源添加低濃度(1 mg·L-1)PS-MPs可有效緩解Cd毒害效應(yīng),提高葉綠素含量。隨PS-MPs濃度升高(20 mg·L-1),其與Cd復(fù)合脅迫呈協(xié)同趨勢(shì)變化,即進(jìn)一步加劇毒害脅迫,降低葉綠素含量。研究表明,環(huán)境脅迫可引起植物葉片葉綠體中色素蛋白脂質(zhì)復(fù)合物的弱化甚至解體,或是與葉綠素分子合成有關(guān)的蛋白酶受到限制,進(jìn)而導(dǎo)致葉綠素含量降低[30]。目前,Cd和MPs復(fù)合脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)表現(xiàn)出2種效應(yīng)。一是協(xié)同效應(yīng),即MPs脅迫增強(qiáng)Cd對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)。MPs吸附Cd后聚集在根系表面,較大粒徑的MPs容易造成根細(xì)胞孔堵塞,影響根對(duì)水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,同時(shí)也增加根系與Cd的接觸,便于更多的Cd進(jìn)入植物根部,加重對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制作用。二是拮抗效應(yīng),MPs較多的吸附位點(diǎn)無(wú)法直接進(jìn)入植物體內(nèi),使?fàn)I養(yǎng)液中Cd含量減少,導(dǎo)致Cd生物利用性降低,同時(shí)較高濃度MPs相互吸附發(fā)生團(tuán)聚,產(chǎn)生濃度聚集效應(yīng),導(dǎo)致粒徑變大,吸附位點(diǎn)增加,從而降低Cd的生物利用性。

2.4 Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜抗氧化酶活性的影響

抗氧化防御體系是植物調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝平衡的重要屏障[31]。當(dāng)植物受到環(huán)境脅迫時(shí),細(xì)胞內(nèi)可產(chǎn)生大量的ROS,如超氧陰離子(O2-)、過(guò)氧化氫(H2O2)和羥基(OH-)等,破壞植物細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和DNA,造成細(xì)胞損傷[32-33]。研究表明,少量ROS作為信號(hào)分子可誘導(dǎo)植物對(duì)外界脅迫產(chǎn)生應(yīng)激響應(yīng),使其體內(nèi)抗氧化酶活性增強(qiáng),SOD將O2-歧化為H2O2,POD、CAT和APX則將H2O2還原為H2O和O2[34]。表3顯示,20 μmol·L-1Cd與不同粒徑PS-MPs脅迫下小油菜呈現(xiàn)較低的脅迫效應(yīng),當(dāng)PS-MPs質(zhì)量濃度為1 mg·L-1時(shí)POD、APX和CAT酶活性顯著降低;20 μmol·L-1Cd與高濃度(20 mg·L-1)PS-MPs共存時(shí),CAT、POD和APX酶活性顯著高于對(duì)照,進(jìn)一步表明低濃度PE-MPs可緩解Cd毒害效應(yīng),高濃度PE-MPs則加劇Cd毒害程度。

2.5 Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜品質(zhì)的影響

由表4可知,Cd和PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜葉片維生素、可溶性糖和可溶性蛋白含量產(chǎn)生先升后降的脅迫效應(yīng)。四葉期,Cd(20 μmol·L-1)和PS-MPs(1 mg·L-1)共存時(shí)小油菜葉片可溶性糖、可溶性蛋白、維生素含量皆高于Cd單一處理,分別為0.37、6.29、70.91 mg·g-1(100 nm PS-MPs)和0.30、5.63、46.52 mg·g-1(1 000 nm PS-MPs)。

當(dāng)PS-MPs質(zhì)量濃度達(dá)20 mg·L-1時(shí),葉片可溶性糖、可溶性蛋白、維生素含量低于Cd單一處理,即低濃度(1 mg·L-1)PS-MPs提升了小油菜品質(zhì),而高濃度(20 mg·L-1)PS-MPs對(duì)葉片上述指標(biāo)產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng),表現(xiàn)為“低促高抑”現(xiàn)象。

2.6 Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響

外源脅迫會(huì)導(dǎo)致植物葉片結(jié)構(gòu)、形態(tài)和功能產(chǎn)生改變。Cd進(jìn)入植物體會(huì)導(dǎo)致葉片葉綠素分解、細(xì)胞膜破損、細(xì)胞質(zhì)流失、細(xì)胞核空心化、葉片柵海比異常以及葉片變厚[35-36]。趙素貞等[37]研究表明,Cd脅迫下葉片變薄,柵欄組織產(chǎn)生明顯應(yīng)激反應(yīng),排列更為緊密,細(xì)胞間隙縮小。表5顯示,當(dāng)Cd濃度分別為0、20和200 μmol·L-1時(shí),隨PS-MPs濃度增加,小油菜葉片葉厚、柵欄組織、海綿組織厚度呈先升高后降低的變化趨勢(shì)。即低濃度PS-MPs(1 mg·L-1)可有效緩解Cd對(duì)小油菜的毒害效應(yīng),提高葉片厚度;而Cd與高濃度PS-MPs(20 mg·L-1)復(fù)合脅迫呈協(xié)同疊加抑制效應(yīng)。高濃度PS-MPs與Cd復(fù)合脅迫導(dǎo)致葉片抗性增加,在一定程度上會(huì)加劇消耗海綿體內(nèi)水分,降低光合效能。

2.7 Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜冠層溫度的影響

葉片溫度反映作物生長(zhǎng)的生理過(guò)程和能量交換,是作物生長(zhǎng)發(fā)育及響應(yīng)脅迫效應(yīng)的重要指標(biāo)。研究表明,作物群體溫度與其光合作用密切相關(guān)。作物受外界脅迫效應(yīng)較弱時(shí),生長(zhǎng)發(fā)育較好,葉片葉綠素含量升高,光合作用增強(qiáng),呈現(xiàn)出明顯的蒸騰吸熱現(xiàn)象,使群體溫度降低;反之,則溫度升高[38]。圖2表明,小油菜植株群體溫度受Cd及PS-MPs復(fù)合脅迫影響顯著,其變化趨勢(shì)與生長(zhǎng)發(fā)育、理化指標(biāo)變化趨勢(shì)一致。徐小龍[39]研究發(fā)現(xiàn),患病黃瓜葉片和對(duì)照相比有1 ℃的溫差,感病番茄葉片溫度比正常葉片低0.5～1.2 ℃,表明植株在受到外界脅迫時(shí)溫度呈降低趨勢(shì)。筆者研究中,與對(duì)照相比,小油菜受Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫后,生長(zhǎng)發(fā)育延緩,光合色素含量減少,葉片產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),氣孔關(guān)閉,水分蒸發(fā)減少,導(dǎo)致植株冠層溫度升高。

Cd0、Cd20、Cd200分別表示Cd濃度為0、20、200 μmol·L-1;MPs0、MPs1、MPs20分別表示PS-MPs質(zhì)量濃度為0、1和20 mg·L-1。

3 結(jié)論

低濃度PS-MPs (1 mg·L-1)可有效緩解小油菜Cd毒害效應(yīng),促進(jìn)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育,增加葉片光合色素、品質(zhì)和葉片厚度等生理特征,降低抗氧化酶活性和冠層溫度。與此相反, Cd與高濃度PS-MPs (20 mg·L-1)復(fù)合脅迫則加劇小油菜毒害效應(yīng),兩者呈協(xié)同疊加的抑制作用?？傮w而言,Cd與PS-MPs復(fù)合脅迫對(duì)小油菜生長(zhǎng)的影響呈“低促高抑”的變化趨勢(shì)。研究結(jié)果可為小油菜Cd與MPs污染治理提供重要實(shí)驗(yàn)參考和理論支撐。