不同生长时期晋麦85对砷的积累和分布
：以晋麦85为材料，采用土培盆栽实验，在小麦不同生长时期测量砷元素在小麦不同部位的分布状况。小麦分蘖期砷元素含量为：根＞茎（地上部）；拔节期：根＞叶片＞节间；扬花期：根＞叶片＞穗轴＞节＞颖片；灌浆期: 根＞叶片＞穗轴＞节＞颖片＞籽粒；成熟期：根＞叶片＞穗轴＞节＞颖片＞籽粒。大部分砷元素集中在小麦根部，但是在小麦成熟期根系中砷元素会随着根部细胞的衰老死亡而向土壤或其它部位进行转运；小麦叶片中砷元素浓度随着叶片的生长逐渐增加，但是在叶片开始衰老时砷元素会向其它部位进行转移；砷元素会通过小麦的节运输到不同部位，但不会在节中大量累积；小麦穗部（包括穗轴、颖片和籽粒）中砷元素浓度均会随着小麦生长而增加，不同部位砷元素浓度一直呈现为：穗轴＞颖壳＞籽粒。砷元素在小麦各个部位中含量的变化基本与该部位生长时间呈正相关。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言4
1 材料与方法4
1.1 实验材料 4
1.2植物材料培养4
1.3 化学分析 5
2 结果与分析 5
2.1 供试土壤的理化性质 5
2.2不同生长时期小麦根系As浓度变化6
2.3不同生长时期小麦茎中As浓度变化6
2.4不同生长时期小麦穗部As浓度变化8
3 讨论8
致谢9
参考文献9
不同生长时期晋麦85对砷的积累和分布
引言
砷元素(As)是一种自然存在的元素，且广泛分布在自然系统中。自然环境中的砷主要存在于矿物中，但由于采矿、冶炼、使用杀虫剂等工农业生产活动，砷也不时在人们的日常生活中出现。自然界中，砷元素的形态比较复杂，其中存在最多的形式是砷酸盐和亚砷酸盐。
不同形态的砷元素物理化学性质有差异，生物有效性、迁移率和毒性也不相同。通常可溶性无机砷的毒性要大于有机砷，三价砷的毒性要大于五价砷[1]。砷是一种植物毒素，可以在植物体内积累 。砷元素对植物的毒性大小也因植物类型及所处环境条件不同而有所不同。长期暴露于砷环境中会对人体产生严重的的健康风险，短时间内摄入大剂量砷元素会导致人体急性
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中毒，甚至死亡。砷元素是一种致癌物质，它能够引起皮肤癌和内部癌症,而且五价砷具有解磷酸化、抑制磷的吸收，三价砷可以与巯基结合从而破坏蛋白质的功能。
砷污染在世界各地常见报道，砷元素在国内外学界普遍被认为是优先污染物。世界范围内有超过四千万人受到砷元素的危害，主要危害源自于被砷污染的地下水[2]。由于部分地区每年使用被砷污染的地下水灌溉农田，导致砷元素在土壤中的积累，进而增加了农作物对砷元素的吸收和积累，进而影响当地居民的健康。我国很多地区存在砷污染的情况，尤其在部分南方地区。严重的砷污染不仅会对植物造成毒害，使得植物生长受到抑制，严重影响农作物产量。而且其在农作物可食用部分积累，会对人类的健康造成很大的伤害。
小麦作为世界上三种主要的农作物之一（另外两种是玉米和水稻），是我国第二大主要农作物。当其种植在被砷污染的土壤中时，砷元素会在小麦籽粒中富集，且富集的砷元素的形态主要是无机砷[3]。无机砷非常容易被人体吸收并对人体产生毒害，因此，减少砷元素在小麦籽粒的积累对人类的健康有着重要的意义。近年来，很多小麦种植区开始受到砷污染的威胁，探究砷元素在小麦体内的运转和积累机制，可以为进一步研究如何降低砷向小麦可食用部分的转运系数，进而降低小麦籽粒中的砷元素含量。
有研究表明，砷元素向小麦不同部位的转运系数不同，在不同部位的积累也不相同。通过检测在被砷污染的土壤中种植的小麦不同部位中砷元素含量，发现根>茎>叶>花轴>籽粒>颖片>芒的关系[4]。因此研究小麦不同生育期砷在不同组织间的转移对进一步阐述小麦砷积累差异机制有着重要的作用。本次实验不仅为选育低砷积累的小麦品种提供了基础的理论依据，同时对于减少砷对人类健康的危害具有重大意义，具有重要的农业实践与指导价值。
1 材料与方法
1．1 实验材料
本实验中选取的小麦品种为晋麦85。
所使用的土壤为采自广东汕头的砷污染土壤。土壤在自然条件下风干，过0.5 cm筛。污染土壤与沙子按照9:1的比例混合均匀，每个盆钵中装入8 Kg，同时施用10g复合肥作为底肥。
2 植物材料培养
挑选饱满的小麦种子经10 % H2O2溶液消毒浸泡5 min后用去离子水洗净，置于25℃ 恒温暗发芽24 h，于11月初将催芽后露白的小麦种子播种到盆钵中，每个取样时期设置5个重复，设置5个时期，共25盆。并在分蘖期通过间苗使每个盆钵中定苗5株且保证每株小麦生长状况基本一致。分别于小麦分蘖期、拔节期、扬花期、灌浆期、成熟期取小麦植株，将根、茎（叶、节间）、颖片、穗轴、籽粒分开，洗净后于65℃ 烘干至恒重，并记录干重。
1. 3 化学分析
土壤理化性质测定：土壤pH使用pH计检测（土水比为1 : 2.5，w/v），土壤质地、有机质和总N含量参考Avery and Bascomb （1982）中的方法[5]。土壤元素含量的测定用ICPOES （ICPOES: Optima 2100DV, PerkinElmer, Waltham, MA），消解方法为微波消解，参考USEPA 3052中的方法[6]。微波消解过程中带入试剂空白样和土壤标准物质样品（GBW 07406）进行质量控制。本次实验中As和P的回收率分别为94–97%和92–98%。根据Luo等（2012）中的方法[7]，使用HAc 和CaCl2提取土壤中可提取的As含量。
砷含量测定：将烘干的样品用不锈钢粉碎机粉碎，秤取粉碎后样品0.30g加入消煮管中，加入HNO3（优级纯）和H2O2（优级纯），在125℃ 下进行电热消解。待样品完全溶解（液体呈无色透明状），用去离子水定容至10ml。砷含量用氢化物原子荧光光度计（HGAFS）检测。测定时设置空白样与标准样（来源：柑橘叶成分分析标准物质（GBW10020））来检测数据的准确性[3]。
2 结果与分析
2. 1 供试土壤的理化性质
供试土壤的理化性质见表1，本研究的土壤有机质含量为15.7 g/kg，土壤pH为7.65，总N、P、K含量分别为1.47、1.61和14.1 g/kg，土壤As污染较严重，总量为412 mg/kg。CaCl2提取的土壤中As的含量为0.985 mg/kg。本次实验数据中样品单位都以干重计算。
表 1 本次试验所用土壤的理化性质
Table 1．Physical and chemical properties of soil used in the present study (n = 5)
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言4
1 材料与方法4
1.1 实验材料 4
1.2植物材料培养4
1.3 化学分析 5
2 结果与分析 5
2.1 供试土壤的理化性质 5
2.2不同生长时期小麦根系As浓度变化6
2.3不同生长时期小麦茎中As浓度变化6
2.4不同生长时期小麦穗部As浓度变化8
3 讨论8
致谢9
参考文献9
不同生长时期晋麦85对砷的积累和分布
引言
砷元素(As)是一种自然存在的元素，且广泛分布在自然系统中。自然环境中的砷主要存在于矿物中，但由于采矿、冶炼、使用杀虫剂等工农业生产活动，砷也不时在人们的日常生活中出现。自然界中，砷元素的形态比较复杂，其中存在最多的形式是砷酸盐和亚砷酸盐。
不同形态的砷元素物理化学性质有差异，生物有效性、迁移率和毒性也不相同。通常可溶性无机砷的毒性要大于有机砷，三价砷的毒性要大于五价砷[1]。砷是一种植物毒素，可以在植物体内积累 。砷元素对植物的毒性大小也因植物类型及所处环境条件不同而有所不同。长期暴露于砷环境中会对人体产生严重的的健康风险，短时间内摄入大剂量砷元素会导致人体急性
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中毒，甚至死亡。砷元素是一种致癌物质，它能够引起皮肤癌和内部癌症,而且五价砷具有解磷酸化、抑制磷的吸收，三价砷可以与巯基结合从而破坏蛋白质的功能。
砷污染在世界各地常见报道，砷元素在国内外学界普遍被认为是优先污染物。世界范围内有超过四千万人受到砷元素的危害，主要危害源自于被砷污染的地下水[2]。由于部分地区每年使用被砷污染的地下水灌溉农田，导致砷元素在土壤中的积累，进而增加了农作物对砷元素的吸收和积累，进而影响当地居民的健康。我国很多地区存在砷污染的情况，尤其在部分南方地区。严重的砷污染不仅会对植物造成毒害，使得植物生长受到抑制，严重影响农作物产量。而且其在农作物可食用部分积累，会对人类的健康造成很大的伤害。
小麦作为世界上三种主要的农作物之一（另外两种是玉米和水稻），是我国第二大主要农作物。当其种植在被砷污染的土壤中时，砷元素会在小麦籽粒中富集，且富集的砷元素的形态主要是无机砷[3]。无机砷非常容易被人体吸收并对人体产生毒害，因此，减少砷元素在小麦籽粒的积累对人类的健康有着重要的意义。近年来，很多小麦种植区开始受到砷污染的威胁，探究砷元素在小麦体内的运转和积累机制，可以为进一步研究如何降低砷向小麦可食用部分的转运系数，进而降低小麦籽粒中的砷元素含量。
有研究表明，砷元素向小麦不同部位的转运系数不同，在不同部位的积累也不相同。通过检测在被砷污染的土壤中种植的小麦不同部位中砷元素含量，发现根>茎>叶>花轴>籽粒>颖片>芒的关系[4]。因此研究小麦不同生育期砷在不同组织间的转移对进一步阐述小麦砷积累差异机制有着重要的作用。本次实验不仅为选育低砷积累的小麦品种提供了基础的理论依据，同时对于减少砷对人类健康的危害具有重大意义，具有重要的农业实践与指导价值。
1 材料与方法
1．1 实验材料
本实验中选取的小麦品种为晋麦85。
所使用的土壤为采自广东汕头的砷污染土壤。土壤在自然条件下风干，过0.5 cm筛。污染土壤与沙子按照9:1的比例混合均匀，每个盆钵中装入8 Kg，同时施用10g复合肥作为底肥。
2 植物材料培养
挑选饱满的小麦种子经10 % H2O2溶液消毒浸泡5 min后用去离子水洗净，置于25℃ 恒温暗发芽24 h，于11月初将催芽后露白的小麦种子播种到盆钵中，每个取样时期设置5个重复，设置5个时期，共25盆。并在分蘖期通过间苗使每个盆钵中定苗5株且保证每株小麦生长状况基本一致。分别于小麦分蘖期、拔节期、扬花期、灌浆期、成熟期取小麦植株，将根、茎（叶、节间）、颖片、穗轴、籽粒分开，洗净后于65℃ 烘干至恒重，并记录干重。
1. 3 化学分析
土壤理化性质测定：土壤pH使用pH计检测（土水比为1 : 2.5，w/v），土壤质地、有机质和总N含量参考Avery and Bascomb （1982）中的方法[5]。土壤元素含量的测定用ICPOES （ICPOES: Optima 2100DV, PerkinElmer, Waltham, MA），消解方法为微波消解，参考USEPA 3052中的方法[6]。微波消解过程中带入试剂空白样和土壤标准物质样品（GBW 07406）进行质量控制。本次实验中As和P的回收率分别为94–97%和92–98%。根据Luo等（2012）中的方法[7]，使用HAc 和CaCl2提取土壤中可提取的As含量。
砷含量测定：将烘干的样品用不锈钢粉碎机粉碎，秤取粉碎后样品0.30g加入消煮管中，加入HNO3（优级纯）和H2O2（优级纯），在125℃ 下进行电热消解。待样品完全溶解（液体呈无色透明状），用去离子水定容至10ml。砷含量用氢化物原子荧光光度计（HGAFS）检测。测定时设置空白样与标准样（来源：柑橘叶成分分析标准物质（GBW10020））来检测数据的准确性[3]。
2 结果与分析
2. 1 供试土壤的理化性质
供试土壤的理化性质见表1，本研究的土壤有机质含量为15.7 g/kg，土壤pH为7.65，总N、P、K含量分别为1.47、1.61和14.1 g/kg，土壤As污染较严重，总量为412 mg/kg。CaCl2提取的土壤中As的含量为0.985 mg/kg。本次实验数据中样品单位都以干重计算。
表 1 本次试验所用土壤的理化性质
Table 1．Physical and chemical properties of soil used in the present study (n = 5)
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