本次分享一篇由桂林理工大學(xué)在 《Ecotoxicology and Environmental Safety》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文——Spatial dynamics of pH in the rhizosphere of Leersia hexandra Swartz at different chromium exposure。該文章研究了在不同鉻暴露條件下，Leersia hexandra Swartz（一種鉻超積累植物）根際pH值的空間動(dòng)態(tài)變化。

文章的主要發(fā)現(xiàn)包括：

- 根際pH值變化與根的形狀密切相關(guān)，顯示出復(fù)雜的植物-土壤相互作用。

- 鉻污染影響了L. hexandra的根際，降低了pH值，并突顯了環(huán)境后果。

- 更高的植物生物量、葉綠素和酶水平表明了高效植物修復(fù)的潛力。

研究使用平面光極分析儀（planar optode, PO）來(lái)檢測(cè)根際pH值的空間動(dòng)態(tài)。研究還調(diào)查了不同鉻濃度對(duì)植物生物量、生理參數(shù)和土壤酶活性的影響。結(jié)果顯示，在所有組中都有明顯的土壤酸化現(xiàn)象，控制組、Cr50組和Cr100組的平均pH值分別降低了0.26、0.27和0.35個(gè)pH單位。在一定濃度（50 mg kg^-1）下，鉻顯著增加了L. hexandra的植物高度和生物量。隨著鉻濃度的增加，葉片中葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素的濃度增加。根際中的酸性磷酸酶、脲酶和過(guò)氧化氫酶活性高于對(duì)照組土壤。

平面光極分析儀應(yīng)用：

在本文中，平面光極分析儀（planar optode, PO）被用于檢測(cè)李氏禾根際pH值的空間動(dòng)態(tài)。平面光極分析儀是一種高分辨率技術(shù)，它能夠在不破壞土壤的情況下，映射根際誘導(dǎo)的化學(xué)過(guò)程，如根際酸化。這種技術(shù)通過(guò)使用對(duì)pH變化敏感的熒光染料，可以在紫外光下捕捉到熒光的變化，從而將熒光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換為pH值的空間分布圖。

研究中，PO被用來(lái)監(jiān)測(cè)在不同鉻暴露條件下，李氏禾根際pH值的變化。通過(guò)這種方法，研究人員能夠觀察到根際pH值的高度異質(zhì)性，并發(fā)現(xiàn)pH值的變化與根的形狀密切相關(guān)。在實(shí)驗(yàn)期間，所有處理組都出現(xiàn)了明顯的土壤酸化現(xiàn)象，尤其是在根際區(qū)域。例如，經(jīng)過(guò)15天的生長(zhǎng)，控制組、Cr50組和Cr100組的平均pH值分別降低了0.26、0.27和0.35個(gè)pH單位。

不同鉻處理下李氏禾根系pH值的空間變化。紅色框表示pH敏感熒光膜的成像區(qū)域。

通過(guò)PO技術(shù)，研究人員能夠詳細(xì)地了解根際pH值的時(shí)空變化，這對(duì)于理解植物如何通過(guò)改變根際環(huán)境來(lái)吸收和積累鉻等重金屬具有重要意義。此外，這些信息對(duì)于優(yōu)化植物修復(fù)策略和提高土壤修復(fù)效率也具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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