氧化锌纳米颗粒对生菜养分吸收及光合作用的影响

为评价氧化锌纳米颗粒(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)对植物的毒性效应,以生菜为材料,以Zn2+和ZnO微米颗粒作为对比,采用水培方法,研究不同质量浓度ZnO NPs(0、5、50、250 mg/L)对生菜养分吸收及光合作用的影响.结果表明:ZnO NPs抑制生菜的生长,随着ZnO NPs质量浓度的升高,生菜生物量明显降低.在5～250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜地上部镁、铁、锰、铜含量分别减少18.0％～33.3％、19.0％～28.6％、17.2％～28.3％、17.4％～33.8％.50、250 mg/L ZnO NPs处理显著降低了生菜的叶绿素含量及叶绿体活性.在5～250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)分别下降33.7％～75.0％、21.3％～36.7％、11.2％～29.0％、30.7％～83.4％,最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、电子传递效率等叶绿素荧光参数分别下降6.3％～18.8％、7.0％～14.0％、5.0％～20.0％、5.8％～20.7％.250 mg/L ZnO NPs对生菜光合作用的抑制远大于对应的Zn2+释放量及相同质量浓度的ZnO微米颗粒.这些研究结果表明,ZnO NPs可以通过影响生菜矿质养分的吸收、阻碍叶绿素的合成和降低光系统Ⅱ的活性来抑制生菜的光合作用.