本次分享一篇由桂林理工大學在 《Ecotoxicology and Environmental Safety》上發(fā)表的一篇學術論文——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，顯示出復雜的植物-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的潛力。

研究使用平面光極分析儀（planar optode, PO）來檢測根際pH值的空間動態(tài)。研究還調(diào)查了不同鉻濃度對植物生物量、生理參數(shù)和土壤酶活性的影響。結果顯示，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和總葉綠素的濃度增加。根際中的酸性磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶活性高于對照組土壤。

平面光極分析儀應用：

在本文中，平面光極分析儀（planar optode, PO）被用于檢測李氏禾根際pH值的空間動態(tài)。平面光極分析儀是一種高分辨率技術，它能夠在不破壞土壤的情況下，映射根際誘導的化學過程，如根際酸化。這種技術通過使用對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，從而將熒光強度的變化轉換為pH值的空間分布圖。

研究中，PO被用來監(jiān)測在不同鉻暴露條件下，李氏禾根際pH值的變化。通過這種方法，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。在實驗期間，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15天的生長，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PO技術，研究人員能夠詳細地了解根際pH值的時空變化，這對于理解植物如何通過改變根際環(huán)境來吸收和積累鉻等重金屬具有重要意義。此外，這些信息對于優(yōu)化植物修復策略和提高土壤修復效率也具有實際應用價值。

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