金属纳米颗粒对植物生长的影响

在金属纳米颗粒中，Ag作为杀菌剂在医疗及日常生活中应用最为广泛，极易暴露于环境中。下面以Ag为例说明作物种类、金属纳米颗粒性质（尺寸、形状及浓度）及培养基质等因素对整体作用结果的影响。

Yin等探究了Ag纳米颗粒对11种湿地植物（黑麦草、柳枝稷、野甘草、芦苇及灯芯草等）萌发与生长的影响，发现这些植物对Ag纳米颗粒的响应不尽相同。大尺寸、低浓度的Ag纳米颗粒对植物的毒性作用较弱。Barrena等发现29nm的Ag纳米颗粒对黄瓜和生菜发芽指数几乎无影响。El-Temsah等探究不同尺寸的Ag纳米颗粒对黑麦草、大麦和亚麻发芽率的影响，结果表明，颗粒尺寸与作物种类共同决定最终发芽率。低浓度（10mg/L）的Ag纳米颗粒（0.6～2nm）对黑麦草的发芽率仍表现出抑制作用。而中等尺寸（5nm与20nm）的Ag纳米颗粒对大麦的萌发仅有微小的抑制作用。亚麻种子萌发则不受颗粒尺寸的影响。低浓度的Ag纳米颗粒对菜豆和玉米的生长有促进作用，而高浓度的Ag纳米颗粒却产生抑制作用。绿豆和高粱也表现出相同的浓度依赖趋势。Syu等还发现不同形状的Ag纳米颗粒对拟南芥的生长会产生不同的影响。十面体的Ag纳米颗粒对根的生长促进作用最大，所导致的超氧化物歧化酶的积累也最少。球形Ag纳米颗粒对根长无影响，但是会使超氧化物歧化酶和花青素在拟南芥中有较高程度的积累。不同形状的Ag纳米颗粒对植物体内蛋白积累和基因表达也产生了不同的影响。

在水培条件下，Ag纳米颗粒对生菜根长有明显的抑制作用。在土培条件下，Ag纳米颗粒则不产生抑制作用。Lee等的研究也表明培养基质的重要性。在琼脂培养基中，Ag纳米颗粒对绿豆和高粱都表现出抑制作用，而将培养基换成土壤时，抑制作用被明显削弱。

金属纳米颗粒还会对植物产生一定的间接影响。零价Fe具有很强的还原性，可与土壤中的Cd发生氧化还原反应，改变Cd在土壤中的形态，从而抑制水稻对Cd的吸收。在土壤中，S与零价Fe对Cd的形态转变有一定的协同作用。S在还原性强的土壤中与Cd生成CdS化合物，进而将Cd固定在土壤中。(www.xing528.com)

表4-1汇总了常用金属纳米颗粒对植物生长的影响。