【摘 要】
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随着工农业的快速发展,大量除草剂和杀菌剂被投放到农田中。这些化学试剂随着农业用水汇入江河湖泊,将对水生生态系统造成极大威胁。硝磺草酮是近年来新兴的三酮类除草剂,铜作为各类杀菌剂的主要成分在农业中广泛使用,二者在环境中共存易造成复合污染,然而硝磺草酮和铜对水生植物的单一及联合毒性尚不清楚,在水生生态系统中的复合污染类型未知。本文利用水培法,探究水生植物苦草（Vallisneria natans（Lo
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号31270410,编号30970303）； 湖北省环境保护厅科研项目（2014HB07）；
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随着工农业的快速发展,大量除草剂和杀菌剂被投放到农田中。这些化学试剂随着农业用水汇入江河湖泊,将对水生生态系统造成极大威胁。硝磺草酮是近年来新兴的三酮类除草剂,铜作为各类杀菌剂的主要成分在农业中广泛使用,二者在环境中共存易造成复合污染,然而硝磺草酮和铜对水生植物的单一及联合毒性尚不清楚,在水生生态系统中的复合污染类型未知。本文利用水培法,探究水生植物苦草（Vallisneria natans（Lour.）Hara）和粉绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum（Vell.）Verdc）在不同硝磺草酮浓度（0、0.01、1、10、20、50 mg/L）,不同铜浓度（0、0.1、0.3、0.5、1、2 mg/L）,以及不同浓度硝磺草酮+铜联合处理（0+0、0.01+0.1、1+0.3、10+0.5、20+1、50+2 mg/L）14天（d）后的生理生化响应。探究苦草和粉绿狐尾藻对硝磺草酮和铜单一及联合处理的敏感性以及硝磺草酮和铜在水中的复合污染类型,为水生植物的生态毒理学研究提供基础数据,提示硝磺草酮和铜共存的水生生态风险。本实验主要得到以下结果:（1）在单一污染胁迫下,硝磺草酮和铜均对苦草光合色素的抑制作用强烈,随着硝磺草酮和铜浓度的增加,苦草光合色素含量显著下降。二者抑制光合色素含量,苦草养分积累受阻,可溶性蛋白含量下降。硝磺草酮和铜胁迫均会使苦草产生氧化应激,苦草可以激活抗氧化防御系统。硝磺草酮胁迫下苦草超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性变化显著,过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性无显著变化。铜处理下的SOD、POD活性增加而CAT活性却显著被抑制。然而苦草的抗氧化防御能力是有限的,当所受胁迫超过一定浓度范围后,苦草体内丙二醛（MDA）积累,植物生长受损,叶片黄化腐烂。硝磺草酮和铜对苦草的联合毒性效应与浓度密切相关,当苦草暴露于低浓度和中间浓度（0.01+0.1 mg/L和1+0.3 mg/L）硝磺草酮和铜胁迫时,二者表现出拮抗作用。在最高剂量硝磺草酮和铜（50+2 mg/L）联合胁迫下,硝磺草酮和铜对苦草的联合效应表现为协同作用。（2）低浓度（0.01 mg/L）和高浓度（≥20 mg/L）硝磺草酮暴露下,粉绿狐尾藻相对生长率（RGR）和叶绿素含量显著下降,中间浓度（1和10 mg/L）硝磺草酮暴露下,RGR和叶绿素恢复至对照组水平。在单一胁迫下,硝磺草酮和铜胁迫均会使粉绿狐尾藻MDA积累,为了应对氧化胁迫,粉绿狐尾藻激活了体内抗氧化酶系统使得植物体内保持相对稳定的H2O2含量。CAT和POD是粉绿狐尾藻应对硝磺草酮胁迫的关键酶,CAT是铜暴露下的关键酶。在实验设置的浓度范围内,硝磺草酮与铜对粉绿狐尾藻的复合污染在低浓度（0.01+0.1 mg/L）和高浓度（20+1mg/L和50+2 mg/L）表现出强烈的协同作用,而在中间浓度（1+0.3 mg/L和10+0.5mg/L）表现出明显的拮抗作用。联合胁迫下可溶性蛋白含量下降,二者共存时对粉绿狐尾藻的毒性作用主要表现在阻碍代谢而非对叶绿素的抑制上。在联合胁迫时,POD、PPO活性升高,CAT活性下降,联合胁迫下粉绿狐尾藻抗氧化酶系统变化更显著。（3）硝磺草酮和铜对苦草和粉绿狐尾藻的毒性效应不同。联合胁迫对苦草的光合色素抑制作用更强,而对粉绿狐尾藻的氧化损伤更明显。综合来看,粉绿狐尾藻更能耐受硝磺草酮和铜的联合胁迫。在硝磺草酮和铜共存的水体中,不同浓度对水生植物的毒性效应不同,即使是低浓度也可能对植物的生长和生理产生明显的影响,应当警惕二者共存时对水生生态系统的危害。
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