农业资源与环境学报

作者：郑婷,张海韵,吕卫光,李双喜,沈晓芳

单位：上海海洋大学海洋生态与环境学院, 上海 201306,上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403,农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 上海 201403,农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403,上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403,农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 上海 201403,农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403,上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403,农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 上海 201403,农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403,苏州科技大学环境科学与工程学院, 江苏 苏州 215009

关键词：聚苯乙烯微塑料，表面修饰，水稻，发芽，生长，根系形态，氧化应激,

基金：上海市科技兴农项目（2022-02-08-00-12-F01121）；国家自然科学基金项目（42207436）；上海市青年科技英才扬帆计划项目（19YF1443600）；上海市农业科学院卓越团队建设计划（沪农科卓〔2022〕008）

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。

来源：2024年第3期

《农业资源与环境学报》期刊编辑部

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