工业化和城市化的迅猛发展使得大气颗粒物期凌愈发严重。大气中的颗粒物不错降顽劣见度、影响征象变化[1， 2]反差 twitter，还会影响东谈主过头它生物的人命健康，其中PM2.5因其粒径小、易富集有毒无益物资、可径直经由呼吸干与东谈主的肺泡和血液等本性，极易诱发呼吸系统疾病致使去世[3]，照旧成为外洋社会和东谈主民宇宙体恤的焦点。

PM2.5由径直排入空气中的一次颗粒物和空气中的气态期凌物通过化学反应生成的二次颗粒物构成。二次颗粒物主要由铵盐和硝酸盐构成，比如NOx经过大气化学反应生成二次铵盐和硝酸盐，存在于大气环境中[4]。商量披露，水溶性无机盐是PM2.5的主要组分，对PM2.5质料浓度的孝敬率达40%以上，其中NH4+和NO3-为水溶性无机盐的主要离子[5， 6]。商量标明，PM2.5中亲水性较强的NH4+和NO3-对散射统共影响较大，是PM2.5中影响能见度的主要因子[7]。PM2.5中的NH4+和NO3-等水溶性无机离子浓渡过高也会对东谈主体健康如肺功能产生径直影响[8]。因此，寻求高效合理的模范排斥大气中的PM2.5，缩短大气颗粒物浓度，对改善空气质料具有迫切的真义。

植物行动改善环境的自然净化器，能有用碎裂、吸附空气中的PM2.5等颗粒物，在改善空气质料方面起着主导作用[9， 10]。植物的滞尘才略与其叶片景况及叶表特征密切相关，名义鄙俗、有绒毛或大致分泌黏液的叶片更容易吸附大气中的PM2.5等颗粒物[11]。但之前的商量大多逼近于植物叶片和枝干对大气中颗粒物的粘附与淹留，对植物是否大致径直招揽大气中的PM2.5等颗粒物，若能招揽其招揽及分拨机制又是什么还未见商量。本商量借助领略同位素15N示踪本领，以常用行谈绿化树种西洋杨为商量对象，商量了其对PM2.5无机因素NH4+和NO3-的招揽与分拨规矩，以期为讹诈植物招揽PM2.5等大气颗粒物，净化空气的表面提供科学依据。

1 材料与模范 1.1 材料

供试材料为长势一致的西洋杨107 (Populus euramericana Neva.)扦插苗，平均株高83 cm，平均基径0.88 cm，每株叶片数量20片操纵。2013年4月中旬扦插，8月中旬取材。供试材料共5组(4个措置组，1个对照组)，每组3株。

1.2 PM2.5发生安装

气溶胶发生系统可产生固态气溶胶，是校准大气颗粒物测定的有用器具[12]。本商量讹诈气溶胶发生系统将执行溶液酿成直径≤2.5 μm的微粒，模拟PM2.5颗粒。

将15NH4NO3和NH415NO3(购自上海化工商量院，品貌为10%)差异配制成2 g/L的溶液，以领略的流速加入气溶胶发生器(TSI3076，台湾章嘉企业有限公司)。当植物孕育室(100 cm×50 cm×100 cm)的气溶胶颗粒浓度达到所需执行浓度后，将西洋杨放入植物孕育室，并通过挪动流量计流速来保管执行浓度，每天措置2 h，措置达成后将植物移出植物孕育室，共措置7 d。植物孕育室内PM2.5浓度通过Dustmate(DM1781，Turnkey Instruments Ltd Northwich England)测定赢得。PM2.5发生安装参照麦华俊等[12]的模范加以翻新，如图1所示。

1.3 15N同位素措置模范

当植物孕育室内的PM2.5浓度达到执行要求后，将西洋杨植株放入植物孕育室。放入前花盆上口用保鲜膜严实掩盖，以幸免室内空气中PM2.5与泥土搏斗。执行分3组：

(1)15NH4NO3措置 蛊卦轻度期凌浓度(100 μg/m3)和重度期凌浓度(200 μg/m3)两个浓度梯度，每个浓度梯度设3个叠加。PM2.5浓度梯度的蛊卦凭据《环境空气质料圭臬》(GB 3095—2012)。

(2)NH415NO3措置 PM2.5浓度蛊卦同上，每个浓度梯度设3个叠加。

(3)对照组 与措置组同期进行，不作念通气措置。想法是与PM2.5措置的植株进行对照分析。

措置于每天10:00—12:00进行反差 twitter，执行周期为1周。

1.4 样品措置与测定标的

在措置前及措置后的1—6d，每组样品于逐日10:00差异从植株尖端向劣等7片功能叶运行取样，每天取1片，共取6片。叶片按净水→洗涤剂→净水→1%盐酸→3次去离子水轮番冲洗后，于105 ℃下杀青30 min，随后在80 ℃下烘干至恒重，电磨离散后过60目筛混匀。样品送至中国科学院植物商量所生态与环境科学领略同位素执行室，采取同位素比率质谱仪(型号为DELTA V Advantage，Thermo Fisher Scientific，Inc.，USA)测定15N品貌和全氮含量(N%)。

措置7d后(第7天措置的次日，即第8天)，10:00整株得益西洋杨植株。单株样品观点为叶片、叶柄、树皮、木质部(茎)、髓(茎)、粗根(≥2 mm)、细根( < 2 mm)，按上述模范测定各组织器官15N品貌和全氮含量(N%)。

商量策画公式[13]为：

执行数据采取SPSS 20.0软件进行互异显贵性分析，应用Microsoft Excel 2007绘图图表。

2 效用与分析 2.1 不同措置条款下西洋杨叶片15N招揽速度和15N含量的动态变化

在轻度和重度期凌措置初期，西洋杨叶片均可快速招揽PM2.5中的NH4+和NO3-(图2)。措置后第1天，不同措置条款下西洋杨叶片的15N招揽速度均达到峰值，但西洋杨叶片对15NO3-的招揽速度均大于15NH4+。轻度期凌措置下，西洋杨叶片对15N(NO3-)的最大招揽速度为0.135 mg g-1 d-1，对15N(NH4+)的最大招揽速度为0.114 mg g-1 d-1，对15N(NO3-)的最大招揽速度约为15N(NH4+)的1.2倍；重度期凌措置下，西洋杨叶片对15N(NO3-)的最大招揽速度为0.077 mg g-1 d-1，对15N(NH4+)的最大招揽速度为0.058 mg g-1 d-1，对15N(NO3-)的最大招揽速度约为15N(NH4+)的1.3倍。在措置1d内，两种轻度标志物措置的西洋杨叶片的15N招揽速度均大于两种重度措置，但措置1d后，两种轻度措置的西洋杨叶片的15N招揽速度马上下落，至措置第2天时15N招揽速度已小于重度措置，之后链接舒缓下落。两种重度措置的西洋杨叶片的15N招揽速度在措置1 d后冉冉下落，措置第2天至措置末期冉冉趋于领略，且均大于轻度措置的15N招揽速度。在措置限度后，轻度期凌条款下西洋杨叶片对15NH4+和15NO3-的招揽速度无显贵互异，而重度期凌条款下西洋杨叶片对15NO3-的招揽速度仍大于15NH4+。

在不同期凌措置的第1天，西洋杨叶片的15N含量均显贵升高(图3)，证明西洋杨叶片可快速招揽PM2.5中的NH4+和NO3-。轻度期凌措置的西洋杨叶片的15N含量均在措置第1天时达到峰值，15N(NH4+)的含量为0.11 mg/g，干重，15N(NO3-)的含量为0.14 mg/g，干重。然后，随招揽速度的马上下落，措置后1—3d 15N含量显贵缩短，3—7d先高涨后又略有下落，至措置第7天时，西洋杨叶片的15N含量差异降至0.045 mg/g，干重(15NH4+措置)和0.047 mg/g，干重(15NO3-措置)，与措置第1天比拟，差异下落了59.1%和66.4%。重度期凌措置的西洋杨叶片的15N含量在措置第1天显贵增长，之后，随招揽速度的舒缓缩短增长趋势变缓，略有波动。在措置后第7天，西洋杨叶片招揽的15N含量达到最高值，重度15NH4+措置的为0.11 mg/g，干重，重度15NO3-措置的为0.13 mg/g，干重。措置2d以后，重度措置的西洋杨叶片的15N含量均大于轻度措置，证明西洋杨叶片对PM2.5中NH4+和NO3-的招揽含量在一定浓度规模内随浓度升高而增大。轻度和重度期凌条款下，15NO3-措置的西洋杨叶片的15N含量均大于15NH4+措置，这证明西洋杨叶片更易于招揽PM2.5中的NO3-。

2.2 西洋杨不同组织器官对PM2.5中NH4+和NO3-的招揽与分拨 2.2.1 不同措置条款下西洋杨不同组织器官中的15N含量(mg/g，干重)

措置7d后，措置组西洋杨各组织器官的15N含量均显贵大于对照，证明西洋杨各组织器官均能招揽或通过再分拨获取PM2.5中的NH4+和NO3-(图4)。轻度和重度期凌下，西洋杨不同组织器官中15N含量均有不同进程的互异。轻度期凌下，细根的15N含量最高，树皮、叶柄、叶片次之，髓最低。其中15NH4+措置的细根与叶柄、髓互异显贵，与树皮、叶片互异不显贵；15NO3-措置的细根、树皮、叶柄、叶片间互异不显贵，细根、叶柄与髓均互异显贵。而重度期凌下，叶片的15N含量最高，细根、叶柄、树皮次之，髓最低。其中15NH4+措置的叶片、细根、叶柄、树皮间无显贵互异，四者与髓均有显贵互异；15NO3-措置的叶片、细根、叶柄间无显贵互异，三者与髓均有显贵互异。从图4还可得知，西洋杨各组织器官的15N含量均披露重度期凌措置大于轻度期凌措置，且轻度和重度期凌下的西洋杨各组织器官对NO3-的招揽量均大于NH4+。这与西洋杨叶片对15N的招揽规矩(图3)一致。重度期凌下，叶片对15N(NO3-)的招揽量为0.131 mg/g，干重，对15N(NH4+)的招揽量为0.113 mg/g，干重，对15N(NO3-)的招揽量为对15N(NH4+)招揽量的1.2倍；细根对15N(NO3-)的招揽量为0.126 mg/g，干重，对15N(NH4+)的招揽量为0.097 mg/g，干重，对15N(NO3-)的招揽量为对15N(NH4+)招揽量的1.3倍。

2.2.2 不同措置条款下西洋杨不同组织器官的Ndff(%)和15N分拨率(%)

Ndff指植株器官从标志物中招揽分拨到的15N量对该器官全氮量的孝敬率，它反应了植株器官对15N的招揽征调才略[14]。从表1可见，轻度期凌条款下，西洋杨不同组织器官对NH4+和NO3-的招揽征调才略无昭彰规矩，但叶片对NH4+和NO3-的招揽征调才略最小。重度期凌条款下，西洋杨各组织器官对NH4+和NO3-的招揽征调才略均为木质部最大，其次为髓，叶片最小，木质部的Ndff值约为叶片的4倍。轻度和重度期凌下，除髓外，西洋杨各组织器官均弘扬为对NO3-的招揽征调才略大于NH4+。

萝莉

植株组织器官中15N占全株15N总量的百分率反应了标志物在植株体内的分散及在各组织器官迁徙分拨的规矩[15]。从表1不错看出，轻度期凌条款下西洋杨各组织器官的15N分拨率亦无昭彰规矩，但弘扬为细根的15N分拨率最大。重度期凌下，西洋杨各组织器官的15N分拨率弘扬为叶片>细根>叶柄>树皮>粗根>木质部>髓。叶片中15N(NH4+)和15N(NO3-)的分拨率差异为21.07%和20.33%，差异为髓中15N(NH4+)和15N(NO3-)分拨率的2.09倍和2.42倍。可见，叶片是西洋杨招揽PM2.5无机因素NH4+和NO3-的最主要器官，细根是除叶片以外招揽蕴蓄15N(NH4+和NO3-)最多的器官。

3 参议

现在，虽有相关商量说明植物大致碎裂、吸附PM2.5等颗粒物[8， 9]，但对植物是否不错招揽并分拨PM2.5等颗粒物并无商量。本商量通过气溶胶发生系统模拟PM2.5发生商量西洋杨对PM2.5中NH4+和NO3-的招揽与分拨，发现与对照比拟，措置植株体内的NH4+和NO3-含量均有显贵加多，说明了植物大致招揽PM2.5颗粒物。诚然模拟PM2.5颗粒物措置植株检测到的NH4+和NO3-的含量与通过叶面喷洒或涂抹措置植株后的含量比拟较低[16， 17]，但模拟PM2.5颗粒物更能真确地反应植物对大气中PM2.5的招揽才略，有益于揭示植物对大气中PM2.5颗粒物主要因素的招揽和分拨机制。

本商量发现，不同期凌进程下西洋杨叶片对PM2.5中NH4+和NO3-的招揽规矩存在互异。轻度期凌下的西洋杨叶片招揽的NH4+和NO3-含量在措置后第1天弘扬出马上加多以后，随后减少，可能是跟着15N招揽速度的显贵下落，西洋杨叶片分拨至其它各组织器官的15N含量大于从标志物中招揽的15N含量所致，措置3d以后，西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽和外运趋于均衡。而重度期凌下的西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽量在措置后第1天马上加多，之后呈舒缓增长趋势，可能是由于在此时间15N招揽速度下落的舒缓，叶片从标志物中招揽的15N含量大于向其他各组织器官的输出。还可能是由于轻度和重度期凌下，植物对N招揽具有不同的均衡点所致。对于轻度和重度期凌措置后期西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽速度均较低，可能是由于前期植物对15N产生的短期激勉效应，也可能是随措置时期的延迟，西洋杨叶片名义蕴蓄的PM2.5增多，影响了西洋杨对PM2.5的进一步招揽。不错揣测，当然条款下，经过雨水冲洗，减小PM2.5在叶片上的分散密度，PM2.5被叶片招揽的速度又会有所高涨。有商量标明，植物对NH4+和NO3-的招揽具有昭彰的偏好性[18]。在本商量中，与NH4+比拟，西洋杨叶片(措置2d后)过头它组织器官对PM2.5因素中的NO3-弘扬出更强的招揽和分拨才略，这与田东梅等[19]对西洋杨不同土施氮源招揽的商量效用相一致。NO3-被植物招揽后需先收复成NH4+才智干与后续代谢经过，因此NO3-易于在细胞液泡内蕴蓄，而NH4+是与H+进行交换招揽的，不易在细胞液泡中蕴蓄[20， 21]，这可能是本商量西洋杨各组织器官对PM2.5中NO3-的招揽大于NH4+的原因。

Ndff和15N分拨率大致反应植株组织器官对15N的招揽征调才略及15N标志物在植株体内的分散和迁徙规矩[14， 15]。本商量发现，在轻度期凌条款下，西洋杨不同组织器官对PM2.5中NH4+和NO3-的招揽征调才略(Ndff)及15N分拨率均无昭彰规矩，可能与轻度期凌下PM2.5的浓度低商量。而重度期凌条款下，西洋杨茎木质部对PM2.5中NH4+和NO3-的招揽征调才略最大，其次为髓，叶片最小。这与潘中耀[21]对橡胶树幼苗土施氮肥的商量效用基本一致。树干木质部和髓行动水溶性无机离子的主要运转通谈及贮藏的“临时库”[22]，可能是西洋杨茎木质部和髓对PM2.5中NH4+和NO3-的招揽征调才略较强的原因。董雯怡等[23]在对毛白杨土施氮肥后发现，毛白杨各器官的15N分拨率为叶>根>茎。重度期凌条款下的西洋杨各组织器官的15N分拨率弘扬为叶片>细根>叶柄>树皮>粗根>木质部>髓，这与前者的商量效用基本一致。叶片是植物招揽大气中PM2.5的最主要器官，其招揽的15N(NH4+和NO3-)主要运载至根并在根中尤其是细根中以卵白态面目保藏[24]，这可能是本商量中世片和细根的15N分拨率较高的原因。

4 论断

(1)不同PM2.5期凌浓度下，西洋杨植株体内NH4+和NO3-含量均有加多，说明了植物大致招揽PM2.5颗粒物。

(2)轻度和重度期凌下的西洋杨叶片均可快速招揽PM2.5中的NH4+和NO3-，并均于措置后第1天达到峰值。然后，轻度期凌下的西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽速度马上缩短以后趋于领略，而重度期凌下的西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽速度舒缓下落至趋于领略。措置1d内，西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽速度均弘扬为轻度期凌大于重度期凌，措置第2天至限度，西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽速度均弘扬为重度期凌大于轻度期凌。整个这个词措置时间，轻度和重度期凌下的西洋杨叶片对NO3-的招揽速度均大于对NH4+的招揽速度。

(3)轻度期凌下，西洋杨叶片中NH4+和NO3-的含量于措置后第1天达到峰值，之后马上下落，3天以后虽略有波动但趋于领略。而重度期凌下，西洋杨叶片中NH4+和NO3-的含量在措置的第1天马上增长，之后仍舒缓增长，并于措置后第7天达到最高值。在措置2d后，重度期凌下的西洋杨叶片的NH4+和NO3-的含量均大于轻度期凌下的含量，且轻度和重度期凌下，西洋杨叶片对NO3-的招揽量均大于对NH4+的招揽量。

(4)轻度和重度期凌下，西洋杨不同组织器官中NH4+和NO3-的含量均有不同进程的互异。轻度期凌下，细根对NH4+和NO3-的招揽量最高，树皮、叶柄、叶片次之，髓最低。而重度期凌下，叶片对NH4+和NO3-的招揽量最高，细根、叶柄、树皮次之，髓最低。重度期凌下西洋杨各组织器官中NH4+和NO3-的含量均大于轻度期凌下的含量，且轻度和重度期凌下，西洋杨各组织器官对NO3-的招揽量均大于对NH4+的招揽量。这与西洋杨叶片对NH4+和NO3-的招揽规矩一致。

(5)轻度期凌下，西洋杨不同组织器官对NH4+和NO3-的招揽征调才略(Ndff)及15N分拨率均无昭彰规矩。重度期凌条款下，西洋杨茎木质部对NH4+和NO3-的招揽征调才略最大，其次为髓，叶片最小。西洋杨各组织器官中NH4+和NO3-的分拨率弘扬为叶片＞细根＞叶柄＞树皮＞粗根＞木质部＞髓。

(6)通过气溶胶发生系统模拟PM2.5颗粒的发生反差 twitter，借助15N示踪本领，商量效用披露了西洋杨对PM2.5无机因素NH4+和NO3-的招揽与分拨规矩，对进一步揭示植物招揽PM2.5的机制及有用讹诈植物缩短颗粒物期凌、净化环境提供了迫切的科学表面依据。