复合抗生素影响下生菜和油麦菜的生理变化及其富集特征的研究

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为探寻复合抗生素对于生菜和油麦菜的影响,本文利用水培和草炭栽培两种栽培方式,研究不同浓度复合抗生素影响下,生菜和油麦菜的生物量和叶绿素的变化特点,以及抗生素富集特征。主要研究结果如下:(1)建立了能够同时检测3类12种抗生素的超高效液相色谱串联质谱(UPL C-MS/MS)的联合检测方法。方法以p H=3的甲醇-Mcllvaine-Na2EDTA溶液为提取溶液,HLB固相萃取柱为净化方式,超高效液相色谱串联质谱作为检测方式,可同时对叶菜中恶喹酸(OXO)、恩诺沙星(ENR)、环丙沙星(CIP)、氟甲喹(FLU)、替米考星(TIL)、司帕沙星(SPA)、氧氟沙星(OFL)、磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺噻唑(STZ)、磺胺二甲氧基嘧啶(SDM)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲嘧啶(SDMD)等12种抗生素进行快速测定,相对偏差RSD值均小于8.68%。检测限为0.4~1 ng·g-1、定量限为1.5~3 ng·g-1,除少数几种抗生素外,其加标回收率均超过50%,该方法操作简单,具有很强的适用性,能够较好的满足当前对叶菜类蔬菜抗生素的检测需求。(2)复合抗生素对植物生长发育的影响规律不尽相同。高于一定浓度的复合抗生素能够抑制植物地下部分的生长,表现在高浓度的复合抗生素显著的降低了水培生菜、土培油麦菜、水培油麦菜地下根系的质量。复合抗生素浓度的变化对油麦菜的地上部分质量以及全株质量影响较小,各部分质量未出现显著的变化效果。对水培生菜的影响较大,水培生菜在复合抗生素浓度高于0.1mg·L-1的三个浓度中,全株质量极显著低于空白对照。土培生菜各部分则未随着复合抗生素浓度的变化而产生质量显著性的变化。叶片数未随复合抗生素浓度的变化及基质类型的改变出现显著的改变。(3)高浓度(5mg·L-1)复合抗生素能够加速两种水培蔬菜老叶的老化,并能够降低新叶中初始叶绿素的含量,中低浓度(1mg·L-1、0.1mg·L-1,、0.01mg·L-1)的抗生素则能够提升新叶中叶绿素的初始含量。叶绿素含量在土培基质中则表现出了规律性的差异,不同浓度的复合抗生素能够在一定时间内提升生菜老叶的叶绿素含量,提升新叶的初始叶绿素含量,而在土培油麦菜中,则表现出施入复合抗生素,能够在一定时间内加速降低老叶叶绿素的含量,并降低新叶初始叶绿素的含量。(4)随着复合抗生素浓度的降低,大部分处理组植物地上部分及地下部分的抗生素检出浓度随之降低,当环境中复合抗生素浓度低于一定浓度时,则植株中不再检出相关抗生素。但不同植物不同部位对抗生素的吸附规律受栽培基质的影响较大。不同蔬菜在相同基质中对抗生素的富集效果表现不完全相同。水培基质中,二者吸附效果受复合抗生素浓度影响较大,5mg·L-1、1mg·L-1,和0.1mg·L-1的复合抗生素影响下,生菜地下部分对抗生素的吸附效果强于油麦菜地下部分,5mg·L-1时,生菜地上部分抗生素富集效果高于油麦菜,1mg·L-1、0.1mg·L-1,和0.01mg·L-1三个浓度下,油麦菜地上部分对抗生素富集效果强于生菜。在土培基质中,生菜和油麦菜则表现出对不同类型抗生素的吸附喜好。油麦菜地上及地下部分对磺胺类抗生素的富集系数均高于生菜,生菜地上部分则在多数中低浓度的喹诺酮类抗生素中富集系数高于油麦菜,生菜地下部分则在多数情况下,对喹诺酮类和大环内脂类抗生素富集效果高于油麦菜。植物地下部分抗生素检出含量多高于地上部分检出含量,相较于水培基质,土培基质能够大幅度减少植物地下及地上部分抗生素的含量,但土培生菜及土培油麦菜多随着复合抗生素浓度的降低,转运效果上升,故在复合抗生素为0.1mg·L-1时,多出现地上部分抗生素含量高于地下的状况。(5)相较于水培栽植,土培能够大幅度的降低植物对于抗生素的吸收量,因此,在高抗生素环境中种植生菜或油麦菜,土培能够降低植株对抗生素的富集量。目前,环境水体中抗生素污染浓度多低于0.1mg·L-1,实验表明,低于该浓度的抗生素,生菜比油麦菜地上部分抗生素富集量更少;土壤栽培时,当有机肥中磺胺类抗生素检测量高时,则种植生菜能有效减少其富集的抗生素,喹诺酮类抗生素检出高时,则油麦菜为最优选择。
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