摘要
為了瞭解植物如何在根圈土壤中對鎘所造成的毒害進行生理調 節，本研究進行盆栽試驗以探討鎘加處理對向日葵和菸草根圈土壤低 分子量有機酸的影響。另一方面藉由根圈盒系統，探討小米根圈之低 分子量有機酸以及pH 值， 在根圈細微環境中的梯度變化。盆栽試 驗中，添加氯化鎘至未污染的土壤中，使土壤含鎘1, 5, 10 mg kg-1， 於室溫下孵育30 天後，取500 g 孵育完成之土壤分裝於直徑 12 cm 的栽培盆中，並將向日葵與苗齡2 週之菸草幼苗移植至盆中以進行盆 栽試驗，向日葵和菸草分別栽培30 與50 天後取根圈及本體土壤。土 壤經去離子水萃取之後，以氣相層析儀進行低分子量有機酸之定量。 盆栽試驗結果顯示，醋酸、乳酸、羥基乙酸、順丁烯二酸、琥珀酸存 在於菸草根圈土壤中，以羥基乙酸和琥珀酸為主要之有機酸。除了乳 酸和羥酸，向日葵根圈土壤可測得醋酸、蘋果酸、順丁烯二酸、琥珀 酸，並以醋酸為主要有機酸。低分子量有機酸的濃度隨著鎘添加的濃 度而增加。至於根圈盒試驗，是將土壤鎘之濃度調整為100 mg kg-1。 土壤以400 mesh 之尼龍網，進行2 mm 的層界區隔，共計五層，於 頂層種植小米幼苗並於表面覆誘@層薄砂。根圈盒試驗結果顯示，添 加鎘處理之小米根圈土壤中存在有醋酸、乳酸、順丁烯二酸、琥珀酸， 未添加鎘處理之土壤僅測得醋酸。坋質壤土中的低分子有機酸含量高 於砂質壤土。低分子量有機酸主要分佈在距根面4 mm 之範圍內。僅 有醋酸仍可在距根面6-10 mm 處被測得。靠近根面之土壤pH 值最 高，並且隨著根面距離遞減，坋質壤土與砂質壤土均呈現相同之結 果。根據以上結果，推測向日葵和菸草根圈土壤中低分子量有機酸的 含量，隨著土壤鎘添加的濃度增加而增加，可能為植物因應鎘毒害所 衍生的其中一種重要機制。低分子量有機酸主要分佈在小米根面至土 壤0-0.4 cm 之範圍內。土壤pH 值亦隨著根面距離遞減，此結果會因 植物種類不同而改變。