河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告研究揭示作物根系吸附抗生素的电化学作用机理
作者: 商丘站 更新时间: 2023-05-06
近日，中国农科院灌溉所非常规水资源安全利用团队和国内科研团队合作，基于根系的电化学性质对比分析不同作物根系对抗生素的吸附情况，发现不同作物根系吸附能力不同且受其他带电物质影响，并揭示了相关机理。研究成果发表在《植物科学前沿》（《Frontiers in Plant Science》）上。
抗生素环境风险是再生水灌溉的研究热点，已有研究发现土壤中各种组成成分可通过电化学作用影响抗生素吸附，但之前研究多关注土壤中的矿物成分，尚不清楚土壤中带电根系吸附抗生素的电化学作用机理。
科研人员利用水培获得了新鲜大豆、玉米和小麦根系，通过调整溶液中抗生素种类和浓度、共存阴阳离子和小分子有机酸浓度和酸碱度进行根系吸附抗生素对比实验。结果表明根系对抗生素的吸附量与抗生素浓度正相关，大豆根系因带电量高比玉米和小麦根系吸附更多的抗生素。阴离子和小分子有机酸通过竞争根表吸附位点抑制根系对抗生素的静电吸附与络合；酸碱度通过影响根系官能团和抗生素官能团的质子化与去质子化影响二者的带电性质及静电吸附与络合；不同种类抗生素在根系表面的吸附量受抗生素分配系数影响。研究结果可丰富土壤中带电物质间相互作用理论，为抗生素风险评价和污染治理提供科学依据。
该研究得到国家自然科学基金和中国农科院科技创新工程等项目资助。
原文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2023.930632/full
