本次分享一篇由桂林理工大學在 《Ecotoxicology and Environmental Safety》上發表的一篇學術論文——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值的空間動態變化。

文章的主要發現包括：

- 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。研究還調查了不同鉻濃度對植物生物量、生理參數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。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值的高度異質性，并發現pH值的變化與根的形狀密切相關。在實驗期間，所有處理組都出現了明顯的土壤酸化現象，尤其是在根際區域。例如，經過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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