不同浓度和表面修饰的聚苯乙烯微塑料对水稻种子萌发、生长和氧化应激的影响

• Published in: 农业资源与环境学报 2024-05, Vol.41 (3), p.666-676
• Main Authors: 郑婷, 张海韵, 吕卫光, 李双喜, 沈晓芳
• Format: Article
• Language: Chinese
• ISSN: 2095-6819; 2095-6819

为揭示微塑料对陆生植物的影响，本研究探究了不同表面修饰（原始、羧基化和氨基化）的聚苯乙烯微球（PS、PSC、PSN）暴露下水稻种子萌发、生长和氧化应激状况，暴露浓度分别为0.2、1、5 mg·L-1和30 mg·L-1。结果表明，3种微塑料对水稻种子发芽率和幼苗根质量的抑制程度表现为PSN>PSC>PS，对水稻根系形态（根长、根表面积和根投影面积）的抑制程度总体表现为两种经表面修饰的微球强于原始微球。PS在较低浓度（0.2、1 mg·L-1）下通过刺激水稻根部提高抗氧化系统的应激水平，避免了氧化损伤；随着浓度的升高，根部抗氧化防御能力逐渐减弱，在30 mg·L-1时引发了脂质过氧化。两种经表面修饰的微塑料在较低浓度（0.2、1 mg·L-1）下即可抑制根部抗氧化系统。PSC仅在最高浓度（30 mg·L-1）下诱导了根部氧化损伤，而PSN在1 mg·L-1时就引发了氧化损伤，且随着PSN浓度的升高，氧化损伤进一步加剧。随着微塑料浓度的升高，水稻根表洗脱物明显增多，可能与根部的抗氧化反应有关。最高浓度（30 mg·L-1）PSC和PSN的根表洗脱液中可观察到微塑料，根表吸附可能是导致氧化损伤和生长发育受阻的原因。水稻的芽对微塑料的敏感性远低于根部，芽质量和叶绿素含量受到了一定程度的抑制；3种微塑料均在最高浓度（30 mg·L-1）时引发了芽的氧化损伤，但各处理组间的差异不大。研究表明，与原始聚苯乙烯微塑料相比，经表面修饰的微塑料，尤其是氨基化微塑料对水稻种子萌发、根系生长和抗氧化系统的负面影响更强。