砷对三七幼苗的毒害效应及临界值研究

针对近年来药用植物三七砷污染状况,文章通过设置砷胁迫条件下三七幼苗水培试验,研究了砷对药用植物三七的毒害效应,阐明了三七幼苗砷毒害的表观症状和毒害特征,提出了三七苗砷毒害临界浓度和安全药用临界浓度推荐指标和推荐值。研究结果表明:低浓度的砷对三七植株的生长具有一定的促进作用,高砷条件下三七苗砷毒害症状明显,表现为根系发黄腐烂,根体积和根重下降,植株地上部分失水萎蔫或直接青枯死亡;二年生三七苗的耐砷能力强于一年生三七苗;综合分析三七苗株高、地下部须根长、地上部干重等效应指标与砷处理浓度的表观敏感性和相关性,推荐三七地上部分水分含量的EC20值作为砷对三七苗产生毒害的毒性阈值,其毒害效应临界浓度分别为一年生三七苗13.45 mg/L,二年生三七苗13.81 mg/L;以《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》砷的限量指标≤2.0 mg/kg为基准,根据三七苗根系砷含量和砷处理浓度二次拟合方程,推荐水培条件下三七根系砷的安全临界浓度分别为一年生三七苗7.92 mg/L,二年生三七苗8.41 mg/L。

外源磷素对药用植物三七吸收砷的微区及形态分布特征影响

三七是中国特有的珍稀药用植物,其生长环境受地域、气候、土壤等条件的限制,仅云南省文山州三七产量高、品质好。但由于矿业开采、工业生产等因素使得土壤砷的背景值超标,逐渐威胁三七的正常生长及其产品质量。因此,如何降低三七砷污染是目前迫切需要解决的问题。磷与砷具有相似的结构和理化性质,利用磷与砷在土壤中的拮抗效应,达到控制土壤砷危害的效果。本研究利用同步辐射X射线荧光方法(SRXRF)和高效液相色谱-原子荧光联用技术(HPLC-HG-AFS)相结合对参试三七植株进行分析测定,从细胞微区组织层面揭示药用植物三七在外源磷素作用下吸收As和P的相对含量分布规律和三七植株各部位的砷形态及含量特征,以及各部位的生物转运系数及富集系数的变化。结果表明:磷和砷在三七主根部的相对含量荧光分析中保持分布规律一致的特性,说明三七根部吸收磷和砷的点位相同;添加外源磷素处理可以有效降低三七各部位三价砷和五价砷的含量,最大降幅达50%,同时可以降低根部对砷的吸收富集系数;试验中仅添加五价砷元素,但在三七植株各部位均检出三价砷,说明三七体内存在着砷还原机制;其中茎部的三价砷的含量均高于五价砷,推测茎是三七体内砷还原反应的主要场所。