第二章、 文獻回顧
2.4 化學藥劑(植物生長激素)
在目前以添加螯合劑來增加植生復育效率過程中,根據文獻指出螯合 劑 (如EDTA、EDDS等)雖然能增加重金屬於土壤之移動性及生物有效 性,但是其所促使重金屬在土壤中之高移動性反而造成植物受到重金屬 毒害使植體之生長受到阻礙,進而導致植生復育效益減低
(Bruno-Fernando et al., 2007)。因此,如何使植體能夠抵抗重金屬毒性的 影響而能順利生長,以達到長期植生復育之目的。植物生長激素主要適 用於協助植物生長並增進植物植體之生物質量 (Tassi et al., 2008),若整 合植物生物激素與螯合劑應用於強化植生復育受重金屬污染土壤應具有 良好成效。植物生長激素基本上可分為以下幾類,分別為生長素 (例如 Indole-3-acetic acid, IAA、Indole-3-butyric acid,IBA 等)、吉貝素 (文獻指 出約有70 幾種,其中最常見者為 Gibberellic acid,GA3)、細胞分裂素 (Cytokinins, CK) 等,其植物生長激素GA3與IAA相關基本構造如表7。
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表 7 IAA、GA3相關物化特性暨其應用表
全名 Indole-3-acetic-acid Gibberellic acid CAS No. 87-51-4 77-06-5 資料來源:1http://en.wikipedia.org/wiki/Gibberellic_acid;
資料來源:行政院農委會動植物防疫檢疫局提供之物質安全資料表 (http://pesticide.baphiq.gov.tw/ghs/link.aspx)
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2.4.1 化學藥劑(植物生長激素)應用於植生復育法
由於重金屬經由植物吸收後,其毒害性則會對植體生長造成影響,
例如減低植物其幼芽及根部之乾重、根部長度、根部體積及表面積等,
故Fässler et al., (2010)主要以結合IAA與EDDS,探討是否能減低重金屬Pb 及Zn對向日葵所產生的毒性影響,由結果顯示IAA可有效減低重金屬Pb 及Zn對植體之毒害性,使向日葵其生長高度與植體植生量達到於一般土 壤栽種下之生長情形,且EDDS的添加可增加植體對於重金屬Pb及Zn吸收 效率。
Liphadzi et al., (2006) 將向日葵栽種於受中度及高度重金屬污染之 土壤,研究結果顯示於中度污染之土壤加入IAA可以有效提高向日葵植體 根部之生物量,但於高污染之土壤則無改變,其進一步指出IAA可減低重 金屬對於植體之危害。
López et al., (2005)以水耕實驗探討當添加植物生長激素IAA與螯合 劑EDTA對Medicago sativa吸收重金屬Pb之影響,研究結果顯示當結合 100 μM IAA與0.2 mM EDTA時,可有效提升植體葉部重金屬 Pb 之累積 量,且分別與控制組比較時,累積量為控制組的者的28倍以及單純添加 螯合劑EDTA者的6倍。
Liu et al., (2007) 以探討在重金屬Pb污染土壤上利用東南景天並整 合IAA與EDTA對於重金屬吸收量上差異之研究,其結果顯示IAA與
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EDTA同時添加進行植生復育時,可有效提升東南景天對Pb之吸收量、累 積量以及植體內部之傳輸效率。
Israr et al., (2008)研究指出添加100 μM IAA可提升 Sesbania
drummondii 地上部(莖、葉、花)重金屬Pb之累積量,相較於控制組,添
加IAA組累積量為其之 6 倍,且將IAA結合EDTA一起作用時,更進一步 提高地上部對Pb之累積量,約為控制組之10倍。最後則是Hadi et al., (2010) 研究指出在重金屬Pb污染土壤上進行植 生復育,藉由噴灑GA3與IAA於Zea mays L.葉部可有效提升植體累積重金 屬Pb之能力。並且,植物生長激素與螯合劑一起使用更能有效提升植體 累積重金屬之能力。而植物生長激素GA3對於提升植體重金屬Pb之傳輸 作用能力較植物生長激素IAA來的佳。亦有學者利用整合 CK 與 EDTA 促進植生復育法處理受重金屬 Pb 與 Zn 污染之廢棄場址,其使用之植 物為向日葵。其研究結果指出整合 EDTA 與 CK 有效增進植體吸收重 金屬 Pb 及Zn 之效率。其指出, CK 可有助於植生復育提升植體植生 量、重金屬於地上部位之累積以及植體之蒸散作用 (Tassi et al., 2008)。
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