二氧化鈦奈米顆粒對玉米幼苗吸收鎘及其植物毒性的影響

作者：鄭澤其，李劍濤，吳佳妮，連加攀，史瑞瀅，劉維濤*

單位：南開大學環境科學與工程學院汙染過程與基準教育部重點實驗室/天津市城市環境汙染診斷與修復技術工程中心

摘 要

為研究二氧化鈦奈米顆粒（TiO

2

NPs）對鎘（Cd）的植物毒性及吸收分佈的影響，於2020 年5—7 月採用土壤盆栽試驗，探究了不同濃度TiO

2

NPs（0、50、200 mg·kg

-1

）和Cd（0、2、10、50 mg·kg

-1

）處理對玉米幼苗生長、葉綠素含量、抗氧化酶活性及Cd 吸收的影響。

結果表明：

200 mg·kg

-1

TiO

2

NPs 的施用可顯著（

P

<0。05）提高50 mg·kg

-1

Cd 脅迫下玉米幼苗的幹質量。在Cd 濃度為50 mg·kg

-1

時，外源新增200 mg·kg

-1

TiO

2

NPs 可使玉米幼苗的葉綠素a 和葉綠素b 含量分別顯著（

P

<0。05）增加42。48%和35。55%。在Cd 和TiO

2

NPs 的共同暴露下，隨著TiO

2

NPs 濃度的增加，超氧化物歧化酶（SOD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、過氧化物酶（POD）的活性均逐漸增強。當Cd 處理濃度為10 mg·kg

-1

時，新增50 mg·kg

-1

TiO

2

NPs 顯著提高了Cd 的轉運係數和Cd 提取量。

研究表明，TiO2 NPs 有望應用於強化植物修復土壤Cd 汙染。

結 論

：

（1）Cd 對玉米的植物毒性體現在其抑制玉米幼苗的生物量、降低葉片的葉綠素含量、誘導脂質過氧化損傷。

（2）TiO

2

NPs 的施用可緩解Cd 對玉米的植物毒性，其可能的機理是TiO

2

NPs 激活了玉米的抗氧化酶體系，提升了葉片的葉綠素含量，進而提高了玉米的生物量。

（3）當土壤Cd 濃度為10 mg·kg

-1

時，外源新增TiO

2

NPs 可顯著提高玉米地上部Cd 含量、轉運係數以及Cd 提取量，表明TiO

2

NPs 可用於強化植物修復土壤Cd 汙染。

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