金属纳米颗粒与磁性颗粒协同优化城市垂直绿墙马齿苋的生长、抗氧化防御及观赏品质

《BMC Plant Biology》：Metallic nanoparticles and magnetic pellets synergistically optimize growth, antioxidant defense, and visual quality of Portulaca oleracea L. in urban vertical green walls

　　

摘要

背景

在城市绿墙中建立如Portulaca oleracea L.（食用苋）等药用和地被植物，需要创新的途径来克服限制性环境条件。本研究评估了室外绿墙中生长的食用苋对金属纳米颗粒（银：N1；二氧化钛：N2；联合应用：N3）和磁珠处理（水平1：M1；水平2：M2；对照：M3）单独及交互效应的形态生理、生化和抗氧化反应。

结果

纳米颗粒与磁珠之间的交互作用显著影响了大多数被评估的植物性状。与对照组相比，联合应用显著增强了冠层覆盖率、存活时间和视觉品质。在显著的纳米颗粒×磁珠交互作用下，N1M1处理组合产生了最高的生长指数（25,000 cm3），较表现最低的组合（N3M3：3,598 cm3）增加了595%。在N3M1处理下记录了最大根表面积（99.27 cm2）和根干重（1.96 g）。单独应用银纳米颗粒（N1M3）导致最高的脯氨酸积累（1.60 mg g?1鲜重），表明对纳米颗粒诱导胁迫的应急适应性反应——添加M1（N1M1）后，脯氨酸浓度显著降低至1.40 mg g?1鲜重，将代谢能量重新导向营养生长。N2M1处理产生了最均衡的营养生长表现，实现了最高总叶绿素含量（9.73 μg mg?1）、最大总生物量（22.96 g）和最高总可溶性蛋白，同时最小化了脂质过氧化（丙二醛：0.17 μmol g?1鲜重）。此外，磁珠应用改善了相对含水量，降低了电解质渗漏，并优化了超氧化物歧化酶和愈创木酚过氧化物酶的活性。最大酚类积累（5.08 mg g?1鲜重）出现在N2M3处理中。

结论

在绿墙工程中，高生物量产量、叶片保持绿色的时间延长以及细胞衰老的延迟是关键特征。二氧化钛纳米颗粒与磁珠水平1（N2M1）的协同应用有效缓解了胁迫并提升了整体生理性能。推荐此组合作为一种高效创新的营养策略，以确保城市垂直绿色基础设施的长期美观品质、植物健康和耐久性。