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砷（As）是一种具有剧毒和致畸、致癌和致突变效应的元素，长期以来砷已成为公众普遍关注的环境污染物之一。随着植物修复思想的提出、植物修复技术的发展以及蜈蚣草（Pteris vittata）、粉叶蕨（Pityrogramma calomelanos）、欧洲凤尾蕨（Pteriscretica）和大叶井口边草（Pteris cretica var．nervosa）等砷超富集植物的发现，为砷污染土壤和水体的治理提供了更为经济有效和环境友好的方法。目前，国内外主要以蜈蚣草为主要实验材料，展开对砷污染土壤和水体的植物修复研究。同属中不同砷吸收和积累特性的植物为比较生理学的研究提供了极好的材料，然而，目前大多数研究单以蜈蚣草进行，有的比较研究实验选用不同科、属的植物进行，这样因种间差异较大而使结果不易比较。从目前所查阅的文献看，对砷胁迫下不同砷富集能力植物的光合生理研究却很少。本研究首先对云南楚雄南华龙潭砷矿7个样点（S1-S7）的土壤—植物系统特征进行了调查，结合设置一系列砷浓度梯度的室内土培[含As 0、50、100和200 mgAs kg-1以及矿区原土(2204±169 mg As kg-1)]和水培实验(含As 0、5、25和50 mg As-1)，以凤尾蕨属中砷超富集植物[蜈蚣草（P.vittata）和大叶井口边草（P.cretica var．nervosa）]以及非砷超富集植物[半边旗（Pteris semipinnata）和剑叶凤尾蕨（Pteris ensiformis）]为实验材料，研究了植物体砷含量、基础生理生态指标以及主要土壤理化性质，借助透射电镜观察了叶绿体超微结构的时间动态变化（15d、30d、45d和60d）；同时研究了它们在土培下（10d、20d、30d、40d、50d和60d）及水培下（5d、10d、15d、20d和25d）叶绿素不同时间的动态变化；并研究在收获前15d采取强化措施（增磷、CDTA和调节pH）对其砷吸收的影响。通过以上研究为阐明砷胁迫下不同砷富集能力植物的光合作用这一重要耐性生理基础提供科学依据。结果表明：1．砷矿区及其周边清洁区土壤受到不同程度的砷污染(上层土壤总砷含量平均为58-603 mg kg-1，下层为197-645 mg kg-1)，超过《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准(40 mg kg-1)，但有效态砷含量较低，上、下层平均分别为5．79-37．72和1．96-28．75 mg kg-1。矿区土理化性质波动较大，如pH范围为4．85-8．59，有机质、全磷和全氮含量分别是4．41-57．57、2．01-55．62和0．03-0．55 g kg-1；清洁区土壤偏酸性（5．35-5．99），有机质、全磷和全氮含量分别是1．81-16．85、2．87-11．74和0．07-0．63g kg-1。总砷与有效态砷含量以S4样点为最大。分析的几种植物中，除清洁区处紫茎泽兰的转运系数（0．87）较小外，其他几种矿区植物均大于1（1．03-5．45），特别是超富集植物蜈蚣草的转运系数最高（2．40-5．45）。2．7个样点上、下层土壤的6种土壤酶（H2O2酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶及淀粉酶和蔗糖酶）活性中，H2O2酶和脲酶活性不论是同一样点的上、下层还是同层的不同样点均无显著差异（P>0．05）；蛋白酶活性只有样点S2的上、下层，S1与S2下层，S1与S3和S4的上层存在显著差异（P<0．05）；多酚氧化酶活性同一样点的上、下层均无显著差异（P<0．05）；淀粉酶和蔗糖酶活性中的不同样点下层和同一样点（S1和S6）不同层存在显著差异（P>0．05）。上、下层总砷及上层有效态砷与土壤酶活性以负向的抑制作用为主，下层有效态砷以正向的激活作用为主。总之，（1）、脲酶和蛋白酶活性与砷含量不存在相关性。（2）、有机质含量与土壤酶活性存在显著正相关，且以促进作用为主。（3）、7个样点的12个指标进行的主成分分析看，上、下层土壤的有机质和蔗糖酶活性代表了其整体的变异信息。[注：S1—黄背栎林下土，S2—黄背栎林下蜈蚣草土，S3—紫茎泽兰-蜈蚣草群落下蜈蚣草土，S4—碎石堆下蜈蚣草土和S6—清洁区土（紫茎泽兰覆被）]3．土培条件下砷处理(100 mg As kg-1)和对照相比，大叶井口边草和剑叶凤尾蕨叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均极显著的减少（P<0．01）。水培条件下同一砷处理(25 mg As L-1)，不论是处理间还是不同时间之间，3种色素含量也均极显著的减少。4．采用透射电镜技术，观察对照和100 mg As kg-1处理的大叶井口边草和剑叶凤尾蕨叶绿体超微结构。在无砷对照处理下，它们的叶绿体基粒类囊体片层均排列整齐，叶绿体成椭圆形，形态和叶绿体结构正常。但在100 mg As kg-1处理下，大叶井口边草叶绿体中淀粉粒先增多后减少，脂粒却一直增多；同时有些结构被破坏，膜系统受到一定的损伤，后期伤害症状却得到了一定的缓解；但基粒类囊体、基质类囊体和叶绿体被膜始终保持完好，排列整齐。砷处理的剑叶凤尾蕨与对照差异显著，叶绿体中淀粉粒先增加后减少，脂粒也一直在增加。但随时间伤害越来越严重，叶绿体变形且双膜断裂，内容物渗出，基粒垛数少，垛叠稀疏。5．对4种供试植物在收获前15天施加强化剂[环已二胺四乙酸（CDTA）、添加磷和降低pH值]的研究中，CDTA对砷超富集植物蜈蚣草的强化效果较好，而磷对非砷超富集植物剑叶凤尾蕨效果良好。