不同品種莧菜對砷的吸收能力及植株磷砷關(guān)系研究

張騫，曾希柏，蘇世鳴，王亞男，白玲玉，吳翠霞，高雪，賈武霞

（中國農(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)境重點實驗室，北京100081）

不同品種莧菜對砷的吸收能力及植株磷砷關(guān)系研究

張騫，曾希柏*，蘇世鳴，王亞男，白玲玉，吳翠霞，高雪，賈武霞

（中國農(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)境重點實驗室，北京100081）

利用水培試驗方法，研究了不同品種莧菜對As（Ⅴ）的耐性、富集能力及其植株中P、As含量間的關(guān)系。結(jié)果表明，當(dāng)營養(yǎng)液中As（Ⅴ）濃度為2 mg·L-1時，As（Ⅴ）促進了花紅柳葉、紅柳葉莧菜的生長，但對其他品種莧菜的生長有抑制作用；當(dāng)營養(yǎng)液中As（Ⅴ）濃度達到4 mg·L-1時，As（Ⅴ）對所有品種莧菜的生長都有明顯的抑制作用。兩種As（Ⅴ）濃度處理下，莧菜不同品種地上部砷含量均為白圓葉莧菜≈紅柳葉莧菜＞花紅柳葉莧菜＞花紅莧菜＞嚴選紅圓葉莧菜。當(dāng)營養(yǎng)液中As（Ⅴ）濃度為2 mg·L-1時，莧菜地上部P含量與As含量有顯著相關(guān)性（r=0.881），當(dāng)營養(yǎng)液中As（Ⅴ）濃度為4 mg·L-1時地上部P、As含量間的相關(guān)性不顯著，但相關(guān)系數(shù)達到0.816。莧菜種子中P含量與兩種As（Ⅴ）濃度處理下地上部As含量呈顯著或極顯著相關(guān)性（r=0.937，0.971）。

莧菜；砷；低吸收；磷；品種

砷是一種劇毒物質(zhì)，被世界衛(wèi)生組織列為一級致癌物，土壤中的砷被作物吸收后可經(jīng)食物鏈進入人體危害人體健康［1］?！度珖寥牢廴緺顩r調(diào)查公報》數(shù)據(jù)顯示我國砷污染農(nóng)田中90%以上農(nóng)田屬于中輕度污染［2］，針對我國土壤砷污染狀況一些學(xué)者提出可在中輕度砷污染農(nóng)田上種植砷低吸收植物，在保證食品安全的基礎(chǔ)上充分利用農(nóng)田資源［3］。大量試驗證明不同植物種類或品種對砷的富集能力存在顯著差異，在眾多植物種類或品種中篩選砷低吸收植物種類或品種

是可行的［4］，溫帶粳稻（亞種）、BRRI hybrid dhan 1等被證實是砷低吸收水稻品種［5-6］，茄果類、根莖類蔬菜如番茄、蘿卜等對砷的富集能力較弱［7］，而葉菜類如空心菜、芹菜等［7］對砷的富集能力較強。

砷低吸收植物的篩選可以利用土培、水培試驗及調(diào)查取樣等方法進行，通過比較與分析不同植物體內(nèi)砷的含量進而確定砷低吸收植物的種類或品種［8-10］，也可以通過與砷吸收能力相關(guān)的指標判斷其對砷吸收能力的大小，比如根系鐵膜、根系滲氧能力等［11-12］。磷、砷同屬于第五主族元素，有很多相似的理化性質(zhì)，As（Ⅴ）主要通過磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白進入植物體內(nèi)，目前磷砷關(guān)系方面的研究主要集中在外源磷或植物體內(nèi)磷含量對植物吸收或抵抗砷毒性的影響，以及磷砷吸收、代謝的機理等方面［13-14］，而在植物不同部位磷、砷含量之間關(guān)系的研究方面尚不多見?；谥参镂樟着c砷生物化學(xué)方面的相似性，是否可通過植物體內(nèi)磷含量水平來預(yù)測其對砷的吸收能力大小，進而篩選砷低吸收植物品種？在本課題組之前的研究基礎(chǔ)上，本文以適應(yīng)水培環(huán)境能力較強的莧菜為研究對象，選擇具有代表性的5種莧菜，通過水培方法研究了莧菜對As（Ⅴ）耐性、吸收能力的大小及莧菜體內(nèi)磷、砷含量之間的關(guān)系，相關(guān)結(jié)果可為砷污染地區(qū)莧菜種植提供可靠的品種選擇，同時為砷低吸收品種快速篩選的方法研究提供新思路。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為5個莧菜品種，均購自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，分別為花紅莧菜、嚴選紅圓葉莧菜、花紅柳葉莧菜、白圓葉莧菜、紅柳葉莧菜（依次記為品種Ⅰ、品種Ⅱ、品種Ⅲ、品種Ⅳ、品種Ⅴ）。試驗所用營養(yǎng)液根據(jù)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜類專用營養(yǎng)液A配方配制［15］，所用砷為Na3AsO4·12H2O分析純。

根據(jù)課題組前期的研究結(jié)果［9］，本次試驗營養(yǎng)液砷濃度設(shè)置為0、2、4 mg·L-1，采用稀釋濃縮液（1000 mg·L-1）的方法配制。

1.2 試驗方法

挑選粒大飽滿不同品種莧菜種子各200粒，置于培養(yǎng)皿中加入20 mL 10%H2O2殺菌10 min，然后用去離子水清洗干凈，均勻撒播于純蛭石育苗盤上，將育苗盤置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)育苗，設(shè)定條件為：28/25℃（晝/夜）、光照14 h·d-1、相對濕度65%，每天分早晚兩次補充適量蒸餾水使蛭石保持濕潤，供種子萌發(fā)和幼苗正常生長。一周后（長出2片子葉）間苗（株距3 cm，行距5 cm），間苗后用1/2濃度華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜類專用營養(yǎng)液（以下簡稱營養(yǎng)液）代替蒸餾水澆灌幼苗，待幼苗長至4片真葉后移栽定植。幼苗定植于含2 L全濃度營養(yǎng)液的水培箱內(nèi)，每個水培箱定植4株幼苗，在水環(huán)境中適應(yīng)生長1周后進行加砷處理，共設(shè)置0、2、4 mg·L-13個砷濃度處理。為減小試驗誤差，不同莧菜品種相同處理的營養(yǎng)液統(tǒng)一配置，每個處理重復(fù)3次，每隔7 d更換一次營養(yǎng)液，定植后25 d收獲，將收獲后植株地上部和地下部分開，用自來水沖洗干凈后放入信封于105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重，并分別稱量干重。

1.3 植株樣品的測定

砷的測定采用國標法（GB 5009.11—2014）稍加改進：稱量磨碎后的植物干樣0.500 0 g放入干凈的消煮管內(nèi)，先加1 mL去離子水使植物樣濕潤，再依次加入8、2、1 mL，在消煮管上加蓋彎頸小漏斗，放置過夜。消煮時溫度首先設(shè)定為150℃消解至植物固體樣變白，管內(nèi)棕色氣體完全被趕出，然后取下小漏斗并用去離子水沖洗小漏斗外壁粘附的液體于消煮管內(nèi)，再將溫度升高到180℃至消煮管內(nèi)的酸剩余1～2 mL時停止加熱。每批消煮樣中加2個標準芹菜樣和2個標準圓白菜樣進行質(zhì)量控制。消煮管冷卻后用去離子水定容至25 mL，過濾待測。砷的測定使用氫化物發(fā)生原子熒光儀（AFS-920，北京吉天）。

磷的測定采用鉬銻抗比色法［16］。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用Excel 2013、SPSS 19.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 砷對不同品種莧菜生長的影響

對各處理莧菜生物量進行雙因素方差分析，結(jié)果顯示砷濃度對莧菜地上部生物量的影響大于品種對生物量的影響。從圖1（A）可以看出，當(dāng)砷濃度為2 mg·L-1時，品種Ⅴ地上部生物量較對照有顯著增加，品種Ⅲ地上部生物量與對照相比沒有明顯變化，品種Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ地上部生物量較對照顯著減少，分別減少了約34.6%、20.5%和34.2%。當(dāng)濃度為2 mg·L-1時，品種Ⅲ和Ⅴ對砷的耐性大于品種Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ，砷的存在甚至促進了品種Ⅴ地上部的生長。當(dāng)As（Ⅴ）濃度為4 mg·L-1時，五個品種地上部生物量較對照和砷濃度為2 mg·L-1時均顯著降低。砷濃度為4 mg·L-1時均抑制了不同莧菜品種的生長，與對照相比品種Ⅰ、Ⅱ、

Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ地上部干重分別減少了46.4%、35.6%、58.1%、60.5%和60.6%，比較來看，當(dāng)砷濃度為4 mg· L-1時品種Ⅰ和Ⅱ表現(xiàn)出較強的耐性。綜上可知，不同As（Ⅴ）濃度下不同莧菜品種對砷的耐性存在差異。

從圖1（B）可以看出，莧菜根系在砷脅迫下的生長情況與地上部相似。砷濃度為2 mg·L-1時品種Ⅲ、Ⅴ地下部干重較對照有顯著增加，品種Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ地下部干重較對照顯著減少，在此濃度下砷對品種Ⅲ、Ⅴ根系的生長起促進作用；當(dāng)砷濃度升高至4 mg·L-1時，五個品種根系的生長均受到抑制作用，生物量顯著降低，品種Ⅰ地下部干重減少的最多，其次是品種Ⅲ。對比圖1（A）和圖1（B）可以看出，根系與地上部生物量變化規(guī)律較為一致。從表1可以看出，隨著營養(yǎng)液中砷濃度的增加，品種Ⅰ、Ⅱ的根冠比（根冠比指植物地下部分與地上部分干重的比值）逐漸減小，說明在砷對地上部和根系生長都表現(xiàn)抑制作用的情況下，砷對根系生長的抑制作用更強；品種Ⅲ、Ⅴ的根冠比隨營養(yǎng)液中砷濃度的增加先增大后減小，與品種Ⅲ、Ⅴ在砷濃度為2 mg·L-1時生長受到促進的變化規(guī)律一致；品種Ⅳ的根冠比隨砷濃度的增加而增大，說明砷對其根系的影響（抑制作用）小于地上部，與品種Ⅰ、Ⅱ結(jié)果不同，可能與品種Ⅳ較高的砷轉(zhuǎn)移系數(shù)有關(guān)。

圖1 培養(yǎng)液不同濃度砷對五種莧菜地上部（A）和地下部（B）干重的影響Figure 1 The dry weight of aerial par（tA）and roo（tB）of five amaranth species exposed to different concentration of As

表1 五種莧菜不同砷濃度處理下的根冠比Table 1 The root-shoot ratio of five amaranth species after exposed to different concentration of As

2.2 不同品種莧菜對砷吸收量的變化

從表2可以看出隨營養(yǎng)液中砷濃度的提高，各品種莧菜地上部砷含量顯著提高。當(dāng)砷濃度為2 mg·L-1時，品種Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ地上部砷含量分別為2.507、1.394、2.916、3.173、3.176 mg·kg-1，若以本次試驗莧菜的平均含水率90%計算鮮重砷含量，5種莧菜鮮重砷含量均小于國家農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量要求（GB18406.1—2001）的規(guī)定值（0.5 mg·kg-1）。當(dāng)營養(yǎng)液中砷濃度為4 mg·L-1時，5個品種地上部砷含量相對砷濃度為2 mg·L-1時均有不同程度的增加，其中品種Ⅴ的增幅最大，品種Ⅱ增幅最小，5種莧菜地上部砷含量的大小順序為品種Ⅴ＞品種Ⅳ＞品種Ⅲ＞品種Ⅰ＞品種Ⅱ，換算為鮮重砷含量僅品種Ⅱ地上部砷含量未超過國家食品安全標準。兩種砷濃度處理下品種Ⅱ地上部砷含量均顯著低于其他四個品種，屬于低吸收品種。從表2還可以看出，莧菜地下部砷含量在1.39～673.07 mg· kg-1之間，遠大于地上部的砷含量，進入莧菜根系的砷并沒有像N、P、K等大量元素一樣主要輸送到地上部，而是有相當(dāng)部分被截留在根系中，既可降低砷對作物地上部的毒害作用，并可增強其抗砷能力。這被認為是植物抵御砷毒害的一種有效方式。

2.3 五種莧菜砷轉(zhuǎn)移系數(shù)、富集系數(shù)的比較

根據(jù)表2數(shù)據(jù)進一步求出不同砷濃度處理莧菜的轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)（圖2），轉(zhuǎn)移系數(shù)=地上部砷含量/地下部砷含量，富集系數(shù)=地上部砷含量/營養(yǎng)液中砷含量。

5種莧菜的轉(zhuǎn)移系數(shù)隨營養(yǎng)液中砷濃度的增加而增加，隨著營養(yǎng)液中砷濃度的提高莧菜根系吸收了更多的砷，轉(zhuǎn)移到地上部的砷也相對增加，當(dāng)?shù)厣喜可楹砍^莧菜所能承受的最大砷含量時就會對莧菜的生長造成傷害，往往表現(xiàn)出植株矮小、生物量降低、枯萎等癥狀。在所有品種中，品種Ⅳ的轉(zhuǎn)移系數(shù)最大，根部的砷更多被轉(zhuǎn)移到地上部從而減少了對根系的傷害。這可能是品種Ⅳ在高濃度砷脅迫下根冠比仍有所增加的原因。富集系數(shù)隨營養(yǎng)液中砷濃度的增加而增加，通過該指標可直觀地反映出不同品種對砷吸收能力的大小。品種Ⅱ的轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)在5個品種中均最小，說明品種Ⅱ吸收及向上轉(zhuǎn)砷的能力均最弱。這是品種Ⅱ地上部砷含量較其他品種低的主要原因。

2.4 莧菜不同部位磷含量與地上部砷含量的關(guān)系

As（Ⅴ）主要通過磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白進入植物根系，磷與砷在植株內(nèi)、外都存在緊密的聯(lián)系。結(jié)果表明不同條件下5種莧菜地上部磷含量存在顯著差異，不同莧菜品種對磷的吸收能力不同（圖3）。從圖4可以看出，砷濃度為2 mg·L-1時莧菜地上部磷含量與地上部砷含量有顯著相關(guān)性（r=0.881，P＜0.05），而當(dāng)砷濃度為4 mg·L-1時莧菜地上部磷含量與地上部砷含量的相關(guān)性不顯著，但是相關(guān)系數(shù)達到0.816。該結(jié)果表明，在含砷營養(yǎng)液中生長的莧菜，磷吸收能力強的品種其體內(nèi)砷的含量大于磷吸收能力弱的品種。種子作為植物的生殖器官攜帶該種植物全部遺傳信息，種子的某些指標可能反映出植物體具有的特征。上述試驗結(jié)果表明，對磷吸收能力強的品種對砷的吸收能力也強，通過分析莧菜種子中磷含量與地上部砷含量的相關(guān)性（圖4），發(fā)現(xiàn)莧菜種子中磷含量與培養(yǎng)液砷濃度為2 mg·L-1時地上部砷含量呈顯著正相關(guān)（r= 0.937*），與培養(yǎng)液砷濃度為4 mg·L-1時地上部的砷含量呈極顯著正相關(guān)（r=0.971**）。該結(jié)果說明：莧菜種子中磷含量高的品種，其子代的地上部砷含量也高，通過種子中磷含量的多少可在一定程度上預(yù)測不同品種莧菜對砷的吸收能力。對比來看（表2、圖3），不同品種莧菜種子中磷含量的差異小于其地上部砷含量的差異，種子中磷含量最大值與最小值相差僅1.2倍，而地上部砷含量最大值與最小值相差約2.3倍，故該方法的可靠性還有待進一步驗證。

圖2 五種莧菜不同砷濃度處理下的轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)比較Figure 2 The translocation factors and the bioaccumulation factors of five amaranth species exposed to different concentrations of As

3 討論

表2 不同砷濃度處理下五種莧菜地上部和地下部砷含量（mg·kg-1）Table 2 The arsenic contents in the aerial parts and roots of five amaranth species with different arsenic concentration（mg·kg-1）

3.1 砷對莧菜生長及積累的影響

砷并非植物生長的必需元素，其對植物生長的影響往往表現(xiàn)為低濃度促進生長、高濃度抑制生長［17］。丁楓華等［18］在水培條件下研究了砷對19種常見蔬菜

的影響，結(jié)果表明溶液中砷濃度較低時（0.1、1 mg·L-1）促進大多數(shù)蔬菜的生長，砷濃度較高時（10 mg·L-1）對蔬菜的生長主要起抑制作用。Mathieu［9］通過水培方法研究了砷對莧菜、生菜等蔬菜生長的影響，與對照相比，營養(yǎng)液砷濃度為1 mg·L-1時生菜地上部生物量顯著增加，砷促進了生菜的生長，而在此砷濃度下莧菜生物量顯著減少，生長受到抑制。本次試驗結(jié)果表明，溶液中砷的濃度為2 mg·L-1時對品種Ⅲ、Ⅴ的生長有促進作用，對其他品種的生長起抑制作用，而溶液中砷的濃度增至4 mg·L-1時對所有莧菜品種的生長均有顯著抑制作用。這說明，作物對砷的耐性不僅與作物品種有關(guān)還隨砷濃度的變化而變化。一般認為，砷脅迫下植物的光合作用減弱、過氧化酶活性下降，可溶性蛋白質(zhì)含量減少，這些生理上的變化是引起植物生物量變化的直接原因［20］。

圖3種子和不同砷濃度處理下地上部磷含量Figure 3 The amount of phosphorus in seeds and shoot with different arsenic concentrations treated

圖4 地上部、種子中磷含量與不同砷濃度處理下地上部砷含量之間的關(guān)系Figure 4 Relationship between the amount of phosphorus in shoot or seeds and the amount of arsenic in shoot treated with different arsenic concentrations

植物不同種類或品種對砷的吸收能力差異很大，如據(jù)肖細元等［7］總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果，認為主要類型蔬菜砷含量由大到小依次為：葉菜類＞根莖類＞茄果類＞鮮豆類，葉菜類蔬菜的砷富集系數(shù)最高；而在水稻中則以粳稻富集砷的能力較弱，雜交稻對砷的富集能力較強。作物中的砷是人體砷暴露的重要途徑，種植砷低吸收作物可降低砷對人體的健康風(fēng)險［21］。本研究結(jié)果表明，5種莧菜地上部砷含量差異顯著，其大小順序為白圓葉莧菜≈紅柳葉莧菜＞花紅柳葉莧菜＞花紅莧菜＞嚴選紅圓葉莧菜，即不同品種莧菜對砷的吸收能力不同。若以本研究中莧菜的平均含水率為90%計算，當(dāng)營養(yǎng)液砷濃度為2 mg·L-1時，所有品種莧菜鮮重砷含量均低于國家標準；當(dāng)營養(yǎng)液砷濃度為

4 mg·L-1時，則僅嚴選紅圓葉莧菜地上部砷含量低于國家標準，其他四個品種均高于國家標準，即不符合食品安全的要求。通過本次試驗，初步確定嚴選紅圓葉莧菜對砷的耐性較強、富集砷的能力最弱，可在砷污染地區(qū)推廣種植，但該結(jié)果亦有待通過大田試驗進一步驗證。

3.2 莧菜體內(nèi)磷與砷的相互關(guān)系

大量試驗結(jié)果證明：As（Ⅴ）通過根系細胞膜上的磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白進入植物根系［22］，磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白對磷的親和能力一般強于砷但并非專一性蛋白，植物在吸收磷酸鹽時會將AsO3-4也吸收進體內(nèi)，進入植物體的As（Ⅴ）會與P競爭取代ATP上的磷，形成不穩(wěn)定的ADP-As使細胞能量流遭到破壞［23］。Zhang等［24］通過基因測序研究發(fā)現(xiàn)，控制P吸收與控制As（Ⅴ）吸收的基因是同一個基因。這也是在植物吸收系統(tǒng)中磷與砷屬于競爭關(guān)系的重要原因，大量研究表明營養(yǎng)液中增加磷含量能減少植物對砷的吸收，增強植物對砷的耐受能力。本試驗結(jié)果表明，不同砷濃度處理下地上部磷含量與地上部砷含量存在顯著相關(guān)性，說明對磷吸收能力強的品種對砷的吸收能力也強。這可能與磷砷共用一個轉(zhuǎn)運通道及其吸收受同一個基因控制有關(guān)。Meharg等［25］研究發(fā)現(xiàn)，兩種耐砷能力不同的絨毛草地上部砷含量和磷含量具有一致性，并通過試驗證明耐砷品種通過抑制P轉(zhuǎn)運酶的活性減少了對磷和砷的吸收。這與本試驗結(jié)果相似。但是Lu等［26］在研究水稻中磷砷含量關(guān)系時發(fā)現(xiàn)莖葉中的磷砷含量關(guān)系相反，即莖葉中磷含量高的品種砷含量反而低，并提出可通過培育和篩選莖葉中磷含量高的品種減少水稻中砷的含量；楊玲等［27］對水稻莖葉中磷、砷含量的研究也有類似的結(jié)果。這些研究結(jié)果與本試驗結(jié)果相反，其原因可能是淹水條件下土壤中的砷主要是As（Ⅲ），而As（Ⅲ）主要通過水、硅通道蛋白被作物根系吸收［28］。砷易變價的特性及水稻種植時可能出現(xiàn)的水旱交替不穩(wěn)定現(xiàn)象，增加了這方面研究的難度和不確定性。張堃［29］研究了芹菜10個品種種子中鎘含量與地上部鎘含量的關(guān)系，結(jié)果表明芹菜高積累品種與低積累品種種子中鎘含量的差異為7.8倍，大于其地上部鎘含量的差異，并且種子與地上部鎘含量一致。因此，可通過芹菜種子中鎘含量篩選芹菜的鎘低吸收品種。本試驗中，通過研究莧菜種子中磷含量與地上部砷含量的關(guān)系，得出兩者之間存在顯著正相關(guān)，即對磷吸收能力強的莧菜品種對砷的吸收能力也強。本試驗涉及的莧菜僅5個品種，磷、砷含量關(guān)系在統(tǒng)計學(xué)上的說服力有限，并且不同品種之間磷含量的差異小于砷含量的差異，因此有必要增加品種數(shù)量來進一步驗證莧菜中磷砷含量之間的關(guān)系，在以后的研究中還應(yīng)涉及不同種類蔬菜（比如白菜、芹菜、生菜等）之間的磷砷含量關(guān)系，為砷低吸收蔬菜的篩選提供可靠的理論支持，提高篩選效率和準確性。

4 結(jié)論

（1）花紅莧菜、嚴選紅圓葉莧菜、白圓葉莧菜地上部生物量隨砷濃度增加而減少，花紅柳葉莧菜、紅柳葉莧菜地上部生物量隨砷濃度增加先增大（或不變）后減少。

（2）莧菜不同品種地上部砷含量差異顯著，兩種砷濃度處理下，五種莧菜地上部砷含量的大小為白圓葉莧菜≈紅柳葉莧菜＞花紅柳葉莧菜＞花紅莧菜＞嚴選紅圓葉莧菜。

（3）不同莧菜品種之間地上部和種子中磷含量的差異小于地上部砷含量的差異，相關(guān)性分析表明莧菜地上部和種子中磷含量與地上部砷含量存在顯著或極顯著正相關(guān)。

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Arsenic uPtake by different sPecies of amaranth and the relationshiP between arsenic and PhosPhate in amaranth

ZHANG Qian，ZENG Xi-bai*，SU Shi-ming，WANG Ya-nan，BAI Ling-yu，WU Cui-xia，GAO Xue，JIA Wu-xia
（Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture，Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Agro-Environment，Ministry of Agriculture of China，Beijing 100081，China）

In this study，a hydroponic experiment was conducted to investigate the resistance and accumulation of arsenic（As）in five amaranth species at two exposure concentrations of As（2 mg·L-1，4 mg·L-1）as well as correlation relationship between arsenic and phosphorus contents in amaranth.At the As concentration of 2 mg·L-1，the growths of Huahongliuye and Hongliuye amaranth were improved，but the other three species were inhibited compared with the control without As addition.Differently，the growths of all the five species were significantly inhibited when the concentration of As increased to 4 mg·L-1.For the two investigated As treatments，As accumulation in the shoot of the five amaranth species ranked in the same order as follows：Baiyuanye≈Hongliuye＞Huahongliuye＞Huahong＞Yanxuanhongyuanye.Furthermore，the content of phosphorus in amaranth shoot significantly correlated with that of As（r=0.881）at the As concentration of 2 mg·L-1，but insignificant correlation occurred at the As concentration of 4 mg·L-1（r=0.816）.Additionally，significant correlation between phosphorus content in amaranth seed and that of As in amaranth shoot was also observed for the two investigated As treatments at 2 mg·L-1（r= 0.937）and 4 mg·L-1（r=0.971）.

amaranth；arsenic；low-accumulation；phosphorus；species

X53

A

1672-2043（2016）10-1888-07

10.11654/jaes.2016-0687

張騫，曾希柏，蘇世鳴，等.不同品種莧菜對砷的吸收能力及植株磷砷關(guān)系研究［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2016，35（10）：1888-1894.

ZHANG Qian，ZENG Xi-bai，SU Shi-ming，et al.Arsenic uptake by different species of amaranth and the relationship between arsenic and phosphate in amaranth［J］.Journal of Agro-Environment Science，2016，35（10）:1888-1894.

2016-05-18

國家自然科學(xué)基金項目“中輕度污染農(nóng)田中砷的穩(wěn)定化及根土界面行為研究”（41541007）

張騫（1990—），男，山東泰安人，碩士研究生，主要從事污染農(nóng)田修復(fù)研究。E-mail：zhangqianxs@foxmail.com

*通信作者：曾希柏E-mail：zengxibai@caas.cn