低分子量有机酸对植物吸收和累积重金属的影响(3)

3.3 微生物群落和土壤酶活性

有机酸与特定的物理和生化过程有关，如细菌趋化、养分吸收、缺氧缓解、土壤结构改善[48-49]。

在东南景天和垂盆草Cd胁迫的研究中发现，土壤灭菌条件下土壤中的细菌、真菌和放线菌的数量和活性明显降低，非灭菌条件下东南景天和垂盆草根系分泌更多的有机酸。非灭菌条件下东南景天对Cd的积累量明显高于灭菌条件，表明土壤微生物利于根际土壤Cd的活化以及东南景天对Cd的吸收[45]。Al胁迫下西瓜根系土壤的微生物群落的数量和规模都有所减少，土壤酶活性也有所降低，外源添加有机酸缓解了Al对西瓜根系土壤微生物群落和酶活性的毒害，细菌、真菌、放线菌数量增加，脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性都有所升高。表明微生物群落和土壤酶活性跟土壤重金属含量有很大的关系，有机酸能够提高它们的活性，维持植物根际土壤环境健康状态[39]。

3.4 不同植物对有机酸的响应不同

不同植物在面对重金属胁迫时，其根系分泌有机酸的种类、含量和速率都有所不同。面对Al胁迫时，耐铝品种小麦根系分泌苹果酸，大豆根系分泌苹果酸的量增加，柠檬酸和草酸分泌量变化不大。Cd胁迫下，高粱根系主要分泌苹果酸，玉米则主要分泌柠檬酸[8，50-51]，Zhu等研究Cd胁迫下2种番茄品种根尖有机酸分泌情况发现，Cd胁迫下2个品种均分泌草酸，但镉耐受型品种草酸分泌量更多，长势更好，且根部镉含量更低[52]。小花南芥和玉米间作体系下，小花南芥根系分泌柠檬酸的量与植株富集Pb的量存在一致性，玉米根系分泌草酸与植株抑制吸收Pb的量存在一致性[14]。表明植物根系分泌物有机酸，不仅取决于土壤环境条件，植物种类、品种、生长阶段不同对于不同有机酸的响应也会有所改变。

4 应用及效果评价

目前有机酸在促进植物吸收和累积方面的应用主要采用2种方式：(1)叶面喷施，将有机酸或者有机酸和某些营养元素的复混制剂配成适宜浓度，喷施在植株叶片表面，这种方式不会直接影响土壤理化性质；(2)将有机酸外源添加到土壤中，这种方式目前研究较多，由于土壤系统的复杂性，其作用机制比较复杂。

于丹等采用叶面喷施6种低分子量有机酸的方式，观察有机酸对辣椒生长状况、果实产量及品质的影响，发现叶面喷施有机酸能够增大辣椒地上部的生物量，减少辣椒根系的生物量，草酸处理能够降低辣椒果实粗纤维的含量[53]。陈菁等发现，叶面喷施0.2%柠檬酸能够提高菠萝叶片中叶绿素的含量，促进菠萝生长，提高菠萝产量[54]。叶面喷施有机酸和铁的复混制剂与单独喷施硫酸亚铁溶液相比，能够有效提高花生新展开叶片的叶绿素和活性铁含量[55]。叶面喷施有机酸钾能够给绿圆茄和线辣椒生长提供丰富的有机质和钾元素，喷施有机酸钾的绿圆茄比无机钾的绿圆茄和线辣椒植株株高、总叶面积及茎叶质量均有所增加[56]。

外源添加低分子量有机酸能够提高重金属胁迫下油菜的生物量[57]，韩助君等通过对比试验发现，经过有机酸处理的烟草叶片中叶绿素、钾含量和土壤中速效钾含量都高于对照[58]。宋金凤等2017年通过外源添加有机酸促进Pb胁迫下长白落叶松根系表面积、长度、体积和比根长的增加[59]。

叶面喷施和外源添加有机酸对于植物生长均能起到一定的促进作用，外源添加到土壤中的有机酸还能与重金属发生一系列反应来减轻重金属对植物的毒害，因此相对于叶面喷施，添加到土壤中的有机酸作用更多，但其对于土壤后续会有什么影响还有待于进一步研究。

5 结论与展望

当前土壤重金属污染的问题越来越严重，因此关于土壤污染的修复也越来越受到人们的关注。在众多重金属修复的方法中，有机酸作为一种天然螯合剂，参与重金属的吸收、运输、贮存和解毒等过程，对重金属的修复也起到了一定的作用，也为提高植物抵抗重金属胁迫产生了重要的作用。

目前，有机酸对植物修复重金属污染的作用已成为植物根系分泌物研究中的热点。但是对于有机酸辅助植物修复还存在以下问题[60]：(1)不同重金属胁迫下，不同植物分泌的有机酸种类、浓度及解毒机制的差异；(2)关于植物修复技术的植物种类选择、修复效果、影响因素、推广适用性的研究。对于有机酸影响植物吸收和累积重金属中的许多结论还处于推论阶段，缺乏理论基础。因此，深入研究重金属胁迫下有机酸对植物生理代谢活动的影响，有助于人们了解土壤重金属污染的植物修复机制及应用前景。

文章来源：《土壤》 网址: http://www.trqks.cn/qikandaodu/2021/0619/1349.html