叶面抑制剂与土壤钝化剂联用降低小白菜砷积累的生理机制及组织形态学证据

针对农田土壤砷(As)污染威胁农产品安全的问题，研究人员通过盆栽实验探究新型复合土壤钝化剂(HAP-C)与多组分叶面抑制剂(FH-2)联用对小白菜砷积累的调控作用。结果表明，FH-2处理使小白菜可食部As含量降至0.08 mg·kg-1 （降幅90.48%），联用HAP-C后生物量提升1.61倍且As积累减少76.64%，同时显著改善抗氧化酶活性（SOD↑31.00%，POD↑136.29%）和叶片气孔形态。该研究为As污染农田安全利用提供了经济高效的协同修复策略。

　　

随着中国工业化与农业集约化快速发展，农田土壤重金属污染问题日益严峻。统计显示，长江经济带工业区农田砷(As)超标率达2.7%，在八大无机污染物中高居第三。砷通过食物链迁移不仅威胁人体健康，还导致作物生物量下降、氧化应激加剧等毒害效应。传统单一修复技术如淋洗法成本高昂，而单纯施用羟基磷灰石(HAP)可能引发水体富营养化，水热炭(HTC)则会降低土壤微生物多样性。如何通过多技术协同实现As污染农田的安全利用，成为当前环境修复领域的重大挑战。

安徽工业大学的研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表论文，创新性地将合成土壤钝化剂HAP-C（羟基磷灰石-水热炭复合材料）与多元素叶面抑制剂FH-2（含Na₂
SeO₃
、NaSiO₃
·9H₂
O和MnSO₄
·H₂
O）联用，通过盆栽实验结合生理生化与显微形态学分析，系统评估其对小白菜As积累的抑制效果及作用机制。

研究采用马鞍山农田表层土壤（0-20 cm）构建As污染模型，通过28天静态培养模拟污染环境。关键技术包括：（1）复合钝化剂HAP-C的制备与表征；（2）多组分叶面抑制剂FH-2的优化配比；（3）土壤pH值、有机质(SOM)及As形态分析；（4）植物生物量、As含量及抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性检测；（5）叶片气孔密度与表皮细胞的显微形态观察。

【比较叶面抑制剂】实验发现，含Se-Si-Mn的FH-2处理组小白菜As含量仅0.08 mg·kg^-1
，较对照降低90.48%，显著优于商业抑制剂FH-SINA等。显微观察显示FH-2能优化根系发育，使株高和鲜重分别增加58.33%和62.96%。

【复合钝化剂效应】HAP-C通过释放PO₄
^3-
中和土壤酸性（pH提升0.83单位），同时HTC组分使SOM含量提高27.45%。这种协同作用使土壤有效态As降低41.67%，并促进小白菜生物量累积。

【联合应用机制】HAP-C与FH-2联用产生显著协同效应：植物生物量增长1.61倍的同时，As积累量下降76.64%；叶片MDA（丙二醛）含量降低48.18%，而SOD、POD、CAT和GSH（谷胱甘肽）活性分别提升31.00%、136.29%、56.71%和62.20%。显微结构证实该处理能增加气孔密度并改善表皮细胞排列，增强植物As耐受性。

结论表明，HAP-C通过改善土壤理化性质抑制As生物有效性，FH-2则通过Se-Si-Mn的协同拮抗作用阻断As向地上部迁移。两者联用不仅满足GB 2762-2017食品安全标准（As<0.5 mg·kg^-1
），还通过激活抗氧化系统和优化叶片形态增强植物抗逆性。该研究为As污染农田修复提供了"土壤-植物"双靶点调控新思路，兼具环境友好性与经济可行性，对保障农产品安全具有重要实践意义。