植物铝毒害的产生及防治研究进展

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黄芩茎叶总黄酮对铝中毒的解毒作用研究进展

作者简介：靳维荣（１９７４－－通讯作者：杜方岭
２５—３５引起的学习记忆损伤及海马神经元形态变
化具有保护作用。通过探讨黄芩茎叶ＳＳＦ对大鼠双侧海马注射Ａｐ２５—３５引起的海马神经元损伤的保护作用，左彦珍发现模型组大鼠的海马ＣＡ１区神经细胞脱失、肿胀，脱失处胶质细胞增生，ＳＳＦ给药组神经元损伤较轻，模型组大鼠血清中ＭＤＡ含量显著高于对照组（Ｐ＜０．０１），ＳＳＦ给药组ＭＤＡ含量明显低于模型组
个品种在潮州市也被广泛引种。目前，国内外对马铃薯的研究很多，主要集中在其栽培技术，营养成分分析、食品加工和产业发展等方面”｛１。本文通过对潮州
’基金项目：广东省科技计划项目（２００８８０７１１０１０３２）资助。作者简介：张秋燕（１９７１～），女。广东饶平人，韩山师范学院门诊部全科医学主治医师。
２ＬｉａｏｃｈｅｎｇＰｅｏｐｌｅ＇ｓ
ＨｏｓｐｉｔａｌＥｍｅｒｇｅｎｃｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ２５０１００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＳＦｅｘｃｌｕｄｉｎｇａｌｕｍｉｎｕｍｔｏｘｉｃｉｔｙｓｔｕｄｉｅｓｗａｓｂｅｃｏｍｅｉｎｇｈｏｔｉｎ
ｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ
质采用考马斯亮蓝染色法，淀粉采用粗淀粉测定法（ＺＢＸ６６０２７—８７），干物质采用直接干燥法（ＧＢ／Ｔ１４７６９．１９９３），有机酸用碱滴定法测定，可溶性固形物（ＴＳＳ）用阿贝折射仪测定。
多年引种试验示范实践表明，台湾红皮马铃薯具有容易栽培、稳产高产、品质优等特点，是一个投资少，见效快、适于潮州市推广的冬种粮菜作物品种…。除 “台湾红皮”外， “粤引８５—３８”、 “大黄９５８”等两
【５】元凤丽．铝接触与神经毒性作用研究进展．预防医学情报杂志，２００１，１７（６）：４４２－４４３．［６】蔡振岭．黄芩茎叶总黄酮降低小鼠慢性铝中毒实验研究．河北医科大学２００４届硕士论文．［７】王瑞婷，申兴斌，左彦珍．黄芩茎叶总黄酮对ＡＤ模型大鼠学习、记忆能力及神经元损伤的影响．山东医药，２００８，４８（４４）：３０－３２．［８】叶红，王瑞婷，左彦珍。等．黄芩茎叶总黄酮对ＡＤ引起痴呆大鼠学习记忆的影响．时珍国医国药，２００９，

铝诱导花生根尖活性氧迸发的研究

（０… ３６１２、２４ｈ）对花生根生长、活性氧含量（Ｏ一、Ｈ２０２）和抗氧化酶系统活性的影响。结果表明，１００ｔｕｎｏｌ／Ｌ以上铝（Ａｌ ¨）显
著抑制花生根尖生长并引起活性氧进发，铝浓度增加，活性氧进发高峰提前，中花２号活性氧含量显著高于９９．１５０７。随着铝浓度增加和处理时问增长，根尖丙二醛（ＭＤＡ）含量和超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性均有所升高，中花２号增加量显著高于９９．１５７；０过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性先升高后趋于平稳；抗坏血酸过氧化物酶（ＡＰＸ）活性则呈逐渐降低的趋势，耐铝型９９．１５７０抗氧化酶活性总体上高于铝敏感型中花２号。反映出铝诱导花生根尖活性氧进发，快速产生氧化胁迫，而抗氧化能力差异是花生
铝诱导花生根尖活性氧进发的研究
黄文静，徐晶，邓伦武，何虎翼，李创珍，韦善清，王爱勤，何龙飞
（广西大学农学院，广西南宁５３ｏｏｏ４）
摘
要：以２个花生品种中花２号（铝敏感型）和９９－１５０７（耐铝型）为材料，研究了不同浓度铝（０、２０、１００、４００ｍｏＬ／Ｌ）在２４ｈ内
ｇｘｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
时间内影响相关抗氧化酶活性的改变，因此活性氧进发可作为植物对逆境胁迫的早期应答事件【９引。
８８

铝对人体的毒性及相关食品安全问题研究进展

铝对人体的毒性及相关食品安全问题研究进展作者：邱爽来源：《食品界》2020年第11期摘要：如今，有关食品中存在铝的问题，引发了人们越来越多的关注。

铝是一种对人类有害的物质，若是长时间食用，必定会对人体健康造成损害。

基于此，笔者将结合自己的经验，就铝对人体的毒性及相关食品安全问题进行分析，并采取具有针对性的措施，来减少铝对人体健康的危害。

关键词：铝；毒性；食品安全问题；对策铝元素是地壳丰度最大的一种金属元素，广泛地存在于自然界当中。

铝长时间以来都是作为低毒物质而应用于抗酸药、食物容器与烹饪工具、食物包装等等之中。

世界卫生组织及联合国粮农组织早在上个世纪八九十年代就把铝归纳进食品污染物中并进行控制，我国也早在上个世纪九十年代就下发了面制食品中铝的限量卫生标准。

一、铝对人体的毒性（一）神经毒性铝在人体内起到作用的主要靶器官之一就是神经系统。

有关研究表明，老年痴呆病症有很大概率是和过度的铝元素堆积相关。

铝还能够导致人体大脑顶叶、小脑甚至是海马神经元等等细胞数量逐渐减少，从而让患者出现记忆障碍。

并且铝还会对大脑神经细胞的迅速分化成熟和实际功能造成严重的影响，其毒性作用体系有很大概率是借助影响神经细胞抗氧化水平而形成脂质过氧化，进而致使细胞的所有膜结构出现损害。

除此之外，相关研究表明，铝能够让海马神经细胞产生凋亡，引发大鼠学习记忆障碍的病症。

（二）骨骼毒性当前的临床与研究显示，铝元素不止对骨骼的钙化产生了遏制，还阻碍了骨骼的形成，进而使人体出现铝致骨软化。

在动物身上进行实验表明，铝元素摄入过度，就会逐渐堆积在骨中，这部分富集的铝则会借助钙化组织当中的钙、磷和维生素D的彼此作用，来影响骨磷酸的出现甚至是骨内钙和磷结晶的产生。

而其他研究则显示，铝可以直接对体外培养的各种人胚成骨细胞的实际活性造成严重的损害，让细胞出现变性和坏死，进而阻碍骨骼的基质合成。

（三）生殖毒性水溶性铝化合物存在着生殖毒性。

借助对老鼠腹腔内注入硫酸铝的办法，来进行细致的观察就能够发现，整个曲细精管的生精细胞出现了一定的损伤，进而导致睾丸毒性病理的改变。

铝对人体的毒性及相关食品安全问题研究进展

害。高丽萍等研究发现铝可诱导海马神经细胞凋亡，导
致大鼠学习记忆障碍。但另一方面，与阿尔茨海默病的铝联系尚缺乏流行病学证据。欧洲食物安全局在２００８年７发表看法，于现有的科学数据，们不认为从食物摄月基他
入铝会有导致老年痴呆症的风险。１２骨骼毒性．现有的临床和研究表明，铝不仅阻止了骨的钙化，也抑制了骨的形成，产生铝致骨软化” 。动物实验表明，铝摄入过多，会沉积于骨中，这些富集的铝会通过钙化组织中的钙、磷以及与维生素Ｄ相互作用，干扰骨磷酸产生和骨内钙、磷结晶的形成。黄国伟等研究发现铝能直接损害体外培养的人胚成骨细胞的活性，细胞变性使
少年和成人６～１ｇｄ４ｍ／。我国人体普通膳食铝摄入量为
４５ｇｄ但进食铝添加剂的面制品后，入量可达．９ｍ／，摄３．８ｍ／人体中的铝来源与人们的食物消费结构有很３８ｇｄ
大的关系，张磊等研究表明我国的成人铝摄入量明显高
于发达国家，是发达国家的５倍一倍，主要是因为我约９这国含铝添加剂较高的面制食品消费量高于发达国家。２３铝制炊具、器中的铝迁移铝制炊具、．容容器也是食
大于００ｇＬ时，．３ｍ／脑病及脑损害的危险性就大增；饮水中
有直接抑制作用。王众等研究表明铝暴露能够破坏鸡脾淋巴细胞膜，导致细胞活性下降，铝对体外培养鸡脾淋巴
细胞具有一定的免疫毒性作用。１４生殖毒性．水溶性铝化合物具有生殖毒性。王松鹤

铝对植物的毒害

铝对植物的毒害
刘东华;蒋悟生
【期刊名称】《植物学通报》
【年(卷),期】1995(012)001
【摘要】铝对植物的毒害刘东华，蒋悟生（天津师范大学生物系，天津３０００７４）ＴＯＸＩＣＥＦＦＥＣＴＳＯＦＡＬＵＭＩＮＩＵＭＯＮＰＬＡＮＴＳ￥ＬｉｎＤｏｎｇ－ｈｕａ；ＪｉａｎｇＷｕ－ｓｈｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｌｏｇｙ，ＴｉａｎｊｉｎＮｏｒｍａｌ...
【总页数】9页(P24-32)
【作者】刘东华;蒋悟生
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】X503.23
【相关文献】
1.环境中可溶态铝对植物毒害作用的研究评述 [J], 王趁义
2.铝对植物毒害及植物抗铝作用机理 [J], 孔繁翔;桑伟莲;蒋新;王连生
3.磷对植物铝毒害作用研究中两种磷铝处理方法比较 [J], 张富林;张启明;赵学强;沈仁芳
4.重金属对植物的毒害及植物对其毒害的解毒机制 [J], 陈镔;谭淑端;董方旭;杨雨婷
5.铝对植物毒害及草本植物耐铝毒机制研究进展 [J], 张冉;韩博;任健;罗富成;段新慧;许文花;毕玉芬;马向丽
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大豆抗逆性

利用基因芯片获得铝胁迫下大豆根尖差异基因摘要：酸性土壤上的铝毒害问题，已日益发展为环境、生态问题而受到各国学者的普遍关注。

研究表明酸性土壤上的植物存在多种耐铝机制，显示出明显的基因型差异，本文主要综述了从分子生物学的角度，以大豆为实验材料，通过基因芯片杂交的方法，构建大豆根尖Al胁迫4小时豆根尖差异基因表达图谱。

关键词：耐铝大豆；AL胁迫；基因芯片；差异基因前言：铝(AI)毒的危害及解决或改善Al毒问题的途径：土壤酸度是世界范围内普遍存在的农业生产问题，它影响着全世界40%可耕地的作物生产[1]，在我国，酸性土壤的分布遍及14个省区，总面积达203万平方公里，约占全国耕地面积的21%[2]，而且由于不良的耕作方式和越来越严重的酸雨现象使酸性土壤的酸化程度和面积在不断加剧和扩大。

在酸性土壤上，限制植物生长发育的主要因素之一即为铝（Al）的毒害。

铝毒主要抑制植物的根系生长，从而影响水分及养分吸收，最终影响植物生长和发育[1,2]酸性土壤上的铝毒害问题，已日益发展为环境、生态问题而受到各国学者的普遍关注。

传统上，人们往往采用施用石灰和增施肥料等农艺措施进行改良酸性土壤中的铝毒害问题，旨在为作物生长创造适宜的土壤条件。

施用石灰和肥料虽能减轻或防治表土的铝毒害问题，但对于心底层土壤施用石灰或肥料既有困难也不经济[3]，而且这些措施需要投入大量的人力、物力和财力，且不能一劳永逸，难以取得良好的经济效益和生态效益。

研究发现，不同植物或同一植物的不同品种（基因型），在铝胁迫条件下所表现出的耐铝特性不同，显示出明显的基因型差异，这就为利用现代生物技术手段改良植物营养遗传性状，最终培育出适应酸性铝毒土壤的植物品种或基因型提供了可能，这也是解决酸性土壤铝毒害问题的经济、有效和根本的方法[4]。

1、植物存在多种耐铝机制基于过去几十年的研究，在植物耐Al毒生理机理上已取得突破性的进展（Kochian等，2004）。

总的来说，植物对铝的抗性机理可分为外部排斥和内部耐受两大类（Taylor, 1991；Kochian，1995）。

2 喷施IAA对紫花苜蓿幼苗铝毒害的缓解作用

３１卷０７期Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．０７草　业　科　学ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ１３２３－１３２９０７／２０１４ＤＯＩ：１０．１１８２９＼ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０６２９．２０１３－０５１７喷施ＩＡＡ对紫花苜蓿幼苗铝毒害的缓解作用任晓燕，周鹏，安渊（上海交通大学农业与生物学院农业部都市农业（南方）重点实验室，上海２００２４０）摘要：设置５个不同的吲哚乙酸（ＩＡＡ）浓度（０、２、４、６和８ｍｇ·Ｌ－１），采用叶面喷施的方法，研究不同浓度ＩＡＡ对缓解紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ　ｓａｔｉｖａ）幼苗铝胁迫伤害的影响，结果表明，铝胁迫抑制了紫花苜蓿幼苗的生长，根长、侧根数、地上和地下生物量随处理时间部分显著降低，并且根尖和顶芽的ＩＡＡ含量显著下降（Ｐ＜０．０５）。

喷施不同浓度的ＩＡＡ对铝胁迫紫花苜蓿幼苗的生长有不同程度的促进作用，根长和侧根数增加，地上和地下生物量提高；喷施ＩＡＡ显著降低根系的铝含量，提高了铝胁迫苜蓿的叶绿素含量，降低了根系丙二醛（ＭＤＡ）含量和电导率。

在５个ＩＡＡ处理浓度中，６ｍｇ·Ｌ－１处理对苜蓿铝毒的缓解作用最明显，与单独铝胁迫对照处理相比，各项指标之间的差异均达到显著水平。

本研究结果表明铝胁迫紫花苜蓿生长受抑制与内源ＩＡＡ的积累降低密切相关。

关键词：紫花苜蓿；铝胁迫；吲哚乙酸中图分类号：Ｓ５４１＋．１０３．４；Ｑ９４５．７８文献标识码：Ａ文章编号：１００１－０６２９（２０１４）０７－１３２３－０７＊Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ＩＡＡ　ｏｎ　ａｌｌｅｖｉａｔｉｎｇａｌｕｍｉｎｕｍ　ｔｏｘｉｃｉｔｙ　ｏｆ　ａｌｆａｌｆａ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓＲＥＮ　Ｘｉａｏ－ｙａｎ，ＺＨＯＵ　Ｐｅｎｇ，ＡＮ　Ｙｕａｎ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏ　Ｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＵｒｂａｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ（Ｓｏｕｔｈ），Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｒｅｇｕｌａｔｏｒ（ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ，ＩＡＡ）ｏｎ　ｓｅｅｄ－ｌｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｕｎｄｅｒ　ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌ）ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ａｌｆａｌｆａ（Ｍｅｄｉｃａｇｏ　ｓａｔｉｖａ）ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄ－ｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　Ａｌ－ｓｔｒｅｓｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ　ｔｈｅ　ａｌｆａｌｆａ　ｇｒｏｗｔｈ　ｗｈｉｃｈ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ，ｌａｔｅｒａｌ　ｒｏｏｔ　ｎｕｍｂｅｒ，ｕｎｄｅｒ－ｇｒｏｕｎｄ　ｂｉｏｍａｓｓ　ａｎｄ　ａｂｏｖｅ－ｇｒｏｕｎｄ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．ＩＡＡ　ｃｏｎｃｅｎ－ｔｒａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｒｏｏｔ　ｔｉｐ　ａｎｄ　ａｐｉｃａｌ　ｔｉｐ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ（Ｐ＜０．０５）ｕｎｄｅｒ　Ａｌ　ｓｔｒｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｆａｌ－ｆａ　ｇｒｏｗｔｈ　ｕｎｄｅｒ　Ａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｗａｓ　ａｌｌｅｖｉａｔｅｄ　ｂｙ　ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ　ｓｐｒａｙｉｎｇ　ＩＡＡ　ｗｈｉｃｈ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ，ｌａｔｅｒａｌ　ｒｏｏｔ　ｎｕｍｂｅｒ，ｕｎｄｅｒ－ｇｒｏｕｎｄ　ｂｉｏｍａｓｓ　ａｎｄ　ａｂｏｖｅ－ｇｒｏｕｎｄ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｅｘｏｇｅｎｏｕｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＩＡＡ　ａｌｓｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ（Ｐ＜０．０５）Ａｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ（ＭＤＡ）ｃｏｎｔｅｎｔａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　ｌｅａｋａｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　Ａｌ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ａｌｆａｌｆａ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ（Ｐ＜０．０５）ｔｈｅｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＩＡＡ　ｗａｓ　６ｍｇ·Ｌ－１　ｗｈｏｓｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｈａｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈａｔ　ｏｆ　Ａｌ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｌｏｎｇ（Ｐ＜０．０５）．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｌｆａｌｆａ；ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｔｒｅｓｓ；ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ（ＩＡＡ）Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：ＡＮ　Ｙｕａｎ　Ｅ－ｍａｉｌ：ａｎｙｕａｎ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ＊收稿日期：２０１３－０９－０４接受日期：２０１３－１１－２９基金项目：国家自然科学基金项目（３１０７２０７１）；国家科技支撑项目（２０１１ＢＡＤ１７Ｂ０２）；上海市基础重点项目（１３ＪＣ１４０３２００）第一作者：任晓燕（１９８７－），女，内蒙古乌兰察布人，在读硕士生，研究方向为草业科学。

豌豆根尖铝毒的敏感浓度探讨

Ｑ４．２９５１文献标识码Ａ文章编号１０—４１２１）１０４ —３００２２（０００ —０５０中图法分类号
铝是地壳中含量最丰富的金属元素，占总质饱满一致的种子平铺于无菌的喷雾培养箱（约专利号：量的７／。通常土壤中的铝以硅酸盐或其它沉淀物Ｚ２）２０３４．）的网格上，０５ｍｍｏ／６９Ｌ（］。４５５２里（４用．ｌＩ的
培养箱中浸种８ｈ，后去掉硬实和有虫眼的种子，酶活性单位（，将Ｕ）计算幼根的ＰＯＤ活性。
收稿日期：０９０６２０—１１；修回日期：０９０—２２０ —３１＊国家自然科学基金项目（０７０５：广东省自然科学基金项目（６２４３资助３４１３）Ｈｆ００９４）＊＊通讯作者．－ｉｕｎｏｕｅｕｃＥｍａ：ｙｍｉ＠ｆｓ．ｄ．ｎｌ何丽烂，，９３年生，女１７高级实验师．研究方向：植物学．Ｅｍａｌｈｌ５１８＠１３ｃｒ — ｉｌ５０９６６．ｏ：一ｎ
注［。不同浓度Ａｌ３］。对豌豆的毒害情况研究较少，豆幼根的伸长量。处理幼根的伸长量与对照幼根的
一
般认为植物根尖是铝毒作用部位ｌ，４胼胝质的形伸长量之比即为幼根相对伸长］５。本试验以不同浓度Ａｌ２抖０条幼根。处理豌豆根尖后，比较研究根系伸长率、胝质含量１３过氧化物酶（Ｏ）性的测定胼．ＰＤ活并结合苏木精染色，及过氧化物酶（ＯＤ）变化情Ｐ的况，探讨豌豆铝毒敏感浓度。

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植物铝毒害的产生及防治研究进展韩官运1,邓先保2,蒋　诚2,辜夕容3(11重庆市巫山县林业局,重庆巫山404700;21重庆缙云山国家级自然保护区,

重庆北碚400700;31西南大学资源环境学院,重庆北碚400716

)

摘要:土壤中的活性铝积累到一定程度时,即对植物产生毒害。土壤酸化是引起活性铝浓度增加的主要原因。土壤的酸度、富铝化程度、阳离子交换量、有机质含量、微生物种群和数量等因素都会影响到土壤中活性铝的释放,而增加钙的供应、施入有机质、增施磷肥或硅酸、种植牧草和绿肥、接种菌根菌剂、选育和种植耐铝植物等可防治铝对植物的毒害。关键词:铝毒害;土壤酸化;菌根中图分类号:S43213 文献标识码:A 文章编号:1002-7351(2007)02-0174-06

TheresearchprogressonthecauseandcontrolofAluminumtoxicitytoplantsHANGuan2yun1,DENGXian2bao2,JIANGCheng2,GUXi2rong3(1.ForestryBureauofWushanCounty,Wushan,Chongqing404700

,China;

2.AdministrativeBureauofJinyunMountainNationalNatureReserve,Beibei,Chongqing400700,China;

3.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Beibei,Chongqing400716,China)

Abstract:ActiveAluminumaccumulatedtosomeextentinsoilwouldbetoxictoplant.Soilacidificationwasthemajorfactorofin2creasingtheconcentrationofactiveAluminum.TheactiveAluminumreleasecouldbeaffectedbythefactorsofsoilacidification,accumulatedAluminumdegree,positiveionexchangecapacity,organismcontents,microorganismpopulationsandquantity,etc.Aluminumtoxicitycouldbecontrolledbythesupplyofcalcium,organism,phosphorusorsilicicacid,pastureandgreenmanure,inoculatedmycorrhizalfungi,breedingandAluminum2toleranceplants,etc.Keywords:Aluminumtoxicity;soilacidification;mycorrhiza

铝广泛而大量地存在于自然界,在地壳中的含量仅次于氧和硅,约占地壳重量的711%。岩石含铝量为412～100g・kg

-1,各类岩石含铝量因种类不同而异,如火成岩含铝量超过80g・kg-1,页岩80g・kg-1

砂岩25g・kg-1,而石灰岩一般只有412g・kg-1[1]。在岩石风化成土过程中,原生矿物风化释放出铝,形成次生矿物,如次生铝硅酸盐—高岭石、蒙脱石、伊利石和蛭石等,以及其它铝的次生矿物。在原生矿物和次生矿物中铝以铝氧八面体存在。在土壤风化过程中,由于硅比铝更容易迁移,因此常可以形成富铝化土壤,表现出比其母质高的土壤含铝量,如砖红壤的铝含量为290g・kg

-1,赤红壤为265g・kg-1

,红壤为200

g・kg-1[2]。土壤中的含铝矿物有长石类、层状硅酸盐、链状硅酸盐以及铝的氢氧化物和偏氧化物。在水

合H+作用下,含铝矿物酸解,释放出铝进入土壤溶液中。一般情况下,土壤中的铝无毒性,但环境条件改变可引起铝活化。当活化的铝积累到一定程度时即对植物产生毒害。野外调查表明(国家林业局,2003),铝毒害使马尾松和冷杉等林木成片衰亡,给我国带来巨大损失,仅南方11省直接损失就达44亿元,由于森林的生态价值是其经济价值的4～8倍,因此,其间接损失更是无法估计。更甚的是,从现有资料看,铝毒害面积目前还有扩大的趋势[3]。为此,弄清土壤铝产生毒害的原因,探索防治铝毒害的途径,对提高我国农林业生产的产量和质量显得尤为迫切和必要。

1　铝的毒性形态铝在土壤溶液中主要存在以下几种形态:①沉淀态铝;②聚合态铝[如AlC

4Al12(OH)24(H2O)12

7+];

　收稿日期:2006-11-09;修回日期:2007-01-15

　基金项目:西南大学博士基金(2005博01)资助　作者简介:韩官运(1967-),男,重庆巫山人,重庆市巫山县林业局工程师,从事森林培育工作。

第34卷第2期2007年6月福建林业科技JourofFujianForestrySciandTechVol134　No12Jun1,2007

;⑤

无机铝单体[Al3+、Al(OH)2+及Al(OH

)

2]。土壤静电吸附的交换性铝的主要形态是无机铝单体。

通常条件下土壤中的铝为土壤吸持或与磷酸结合而固定,可溶性铝一般不到1mg・kg-1[1]。只有当pH值降低到515以下时,土壤溶液中的可溶性铝才急剧增加,即土壤酸性的强弱决定土壤吸附态铝的形态和数量。当土壤pH值为218～412时,Al3+与水发生如下可逆反应:AlO-OH+3H

+[Al3+

2H2O[4],这导致了酸化土壤中的铝主要以Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)+2的无机形态存在。但若土壤中存在

F-、SO2-4等阴离子,则它们会络合Al3+形成Al-F、Al-SO4,除这些无机阴离子外,许多天然的有机配位体如腐殖酸、多酚类也具有络合土壤中铝的作用。除无机单体形态铝外,其它形态铝无毒性或毒性很小。在无机单体形态铝中哪种对植物的毒性更强,目前的研究结果还存在较大分歧。不过大多数研究者都认为[5-9],单体形态Al3+比聚合羟基形态铝毒性大。溶液里的核磁共振分析也证明,毒性铝形态是Al3+[10]。但也有认为铝的水解产物比Al3+更有毒[4]。也有认为具有高正电荷的氢氧化铝多核复合物

Al13比单价低电荷铝毒性更强[11]。除此外,Alva等(1986)[3]认为单子叶植物对Al3+更敏感,而Al

(OH)2+和Al(OH)+2对双子叶植物的毒性更大。

2　铝毒阈值一般情况下,土壤中的铝对植物没有毒性,而且在低浓度时还对植物生长有促进作用[5,12]。只有在土壤中毒性形态的铝达到一定浓度时,它才表现出毒性。一般在土壤中单体铝浓度达到0104～0115

mmol・L-1时,许多植物的生长受到影响。

对不同的植物种类,铝表现毒性的浓度有差异,也即不同植物对铝的耐受程度不一样。如高粱(SorghumvulgarePers1)在0107mmol・L-1,红三叶草(TrrifoliumpratenseL1)在0104mmol・L-1,大豆

(Glycinemax(L1)Merr1)在0118mmol・L

-1时根系生长明显减弱,而小麦(TriticumaestivnmL1)和大

麦(HordeumvulgareL1)的耐铝品种在0137mmol・L-1铝时才发生铝毒害[13];红云杉(Picearubens)的生

物量在铝浓度为0120～0125mmol・L-1时降低显著[14];美国皂荚(Gleditsiatriacanthos)与火炬松(

Pinus

taeda)分别在铝为0115mmol・L-1和115mmol・L-1时生长即受抑制[15];美国五针松(Pinusstrobes)在铝

浓度为019mmol・L-1时就致死[10];使马尾松(PinusmassonianaLamb1)受害的铝阈值浓度小于0115

mmol・L-1,大于110mmol・L-1的铝浓度严重危害其生长[5]。杂交杨(Populushybrid)和牛奶子(Elaeag2

nusumbellata)对低铝(0137mmol・L-1)非常敏感,而加拿大黄桦(Betulaalleghaniensis)、纸桦(Betulapa2pyrifera)、白桦(Betulapopulifolia)、松树(Pinusspp1)和栎树(Quercusspp1)在高铝(2196～5193mmol・L-1)时也能忍耐[16]。生长速率永久性降低的铝浓度欧洲云杉(Piceaabies)为015～110mmol・L-1,欧洲白桦(Betulapendula)为110～310mmol・L

-1,长白松(Pinussylvestris)为310～510mmol・L-1

;使植物致

死的铝浓度欧洲云杉(Piceaabies)为610～10mmol・L

-1

,欧洲白桦(Betulapendula)为10～12mmol・

L-1,长白松(Pinussylvestris)

为25～30mmol・

-1[17]。

据研究,正常情况下,土壤溶液中铝浓度常在011mmol・L-1左右,而干土中铝浓度最高值在0166～1101mmol・L-1之间[18]。土壤溶液中铝浓度几乎都没超过015mmol・L-1[16]。因此,一般而言,土壤中含

有的活性铝还不能对植物的生长构成严重危害,但若环境中某些条件发生改变,则可能引起土壤活性铝增加到超出铝毒害阈值,从而使植物生长衰退甚至死亡。

3　影响土壤活性铝释放的因素铝可以通过化学的和生物化学的风化过程从矿物中释放到土壤溶液和水体环境中。促进矿物释放铝的机理主要是H+对矿物的攻击和分解。而H+的来源有[28]:①酸雨;②三废排放中的酸类物质;③植物

根系呼吸释放CO

2,产生碳酸,解离离子;④微生物代谢释放质子;⑤生物腐化的分解物质释放质子;

⑥硫

铁矿和硫磺的氧化产生硫酸解离质子;⑦酸性肥料转化释放质子。由此,土壤中活性铝释放量的多少取决于诸多因素。