三种常见植物对重金属镍的吸收及其体内积聚特征研究(3)
植物吸收镍包括两种方式:一种为主动吸收另一种为被动吸收"主动吸收也即植物分泌一些有机酸作为镍进入植物体内的载体,这些有机酸容易与镍结合,但这个过程需要能量0被动吸收即N顺着本身浓度差或细胞膜的电化学势进入植物体内工作 [9]
Le等(1996)认为,镍一柠檬酸盐可能是镍运输的主要方式[10]
Morission(1980)则认为,在植物根部细胞膜内表面上迁移配位体与镍的专性化合物形成了三重化合物,也即专性配位体在细胞膜外部与土壤溶液中的水合镍离子形成镍的专性化合物,镍的专性化合物进入细胞膜内面与迁移配位体形成三重化合物,然后三重化合物断裂释放出镍的迁移性化植物合物进入木质部,专性配位体也被释放出来再回到植物根部细胞膜重复以上过程"植物本身可分泌一些有机酸作为专性配位体与镍离子鳌合,形成有机酸一镍化合物,从而能通过细胞膜在植物体内富集,这个过程可称为植物鳌合作用[11]
植物根系吸收的镍在木质部运输较快,可能是以螯合态运输,因为伤流液中存在镍与有机酸(主要为柠檬酸和苹果酸)、氨基酸以及多肽等形成的螯合物,这些含镍螯合物十分稳定。Cataldo[12]镍处理大豆后,其伤流液中存在有机酸、氨基酸、肽链与镍结合的复合物,并认为:当镍浓度较低时,镍主要与有机酸结合;当镍浓度增加时,镍主要与氨基酸或肽链结合。但也有研究表明镍可能离子形态运输,叶片吸收的镍则通过韧皮部运输,且运输速度比较快。
1.2.4植物的体内镍的分布情况
大多数重金属离子带有较高的正电性,易与植物组织中带负电的大分子化合物结合。一般条件下,大多数植物吸收的重金属主要积累在根系而在地上部的含量较低。在植物根系中,重金属主要分布在质外体,或形成磷酸盐、碳酸盐沉淀,或与细胞壁结合。在植物地上部,各组织中的重金属含量一般比较低。
镍在植物体不同器官的分布不均衡。据Gabb-rielli[13],镍积累植物地上部分含镍量高于根系,而非积累植物的根系含镍量比地上部分高,豆科植物的根瘤中镍含量比茎部高13~19倍。一般而言,营养生长期镍主要分布于叶和芽中,生殖生长期绝大部分镍从叶和芽转移到生殖器官,因此,成熟种子中镍含量一般较高。镍在植物体内主要以Ni2+形式存在,可与氮、氧、硫基因形成许多配位数为4、5、6的络合物,这些有机配位体可能为有机酸、氨基酸、蛋白酶、核酸或核酸-蛋白复合体。关于这方面的结果主要来自对一些镍超富集植物的研究。Lee[14],发现
植物体内的含镍量与柠檬酸之间有很好的相关性,并且从植物体中了镍-柠檬酸复合物。
1.3混合金属对植物的影响
Ni在植物体内的分布并不主要累积于根部它极易迁移至茎叶、果 实 中。N i在燕麦植株各部位中分配规律为:叶> 茎,叶浆片> 叶鞘,花> 梗,籽粒> 秆。用大豆做试验表明,种子中Ni明显高于茎叶,从食物链考虑,这是应该引起人们重视的问题[15]