砷过量对植物的影响

砷(As, arsenic)是地壳上的天然元素，他广泛的存在于自然环境当中。尽管砷含量颇丰却不是植物生长所必需的元素。砷酸盐(arsenate)与磷酸盐(phosphate)有相似的化学性质，彼此之间会有竞争的作用。含砷的化合物，包含砷酸盐、亚砷酸盐以及有机砷酸盐类等被当作杀虫剂、杀草剂、杀菌剂、落叶剂在农业使用已经很长一段时间，而使得许多耕地受到砷的污染。砷的毒害在外表型态上的征状为老叶产生黄色坏疽斑，根黄化或褪色，新芽受抑制等症状。砷酸盐(arsenate)的作用主要是能干扰磷酸化的作用，例如与glyceraldehyde 3-P相结合，减少ATP的获得；亚砷酸盐则是能够与含有硫氢基(sulfhydral)的蛋白质反应，形成稳定的环状结构。砷酸铅在20世纪初期曾被当作柑橘果实的退酸剂使用，他能够明显的减少柑桔果实的可滴定酸含量，且不影响可溶性固形物，而提高醣酸比比值，使柑橘果实能够提早采收。砷酸铅影响柑橘的酸度主要是减少柠檬酸的含量，但是柠檬酸的减少与酸代谢酵素的变化无关，亚砷酸钠也具有相同的效果，并且柠檬酸的减少与柠檬酸合成酶被抑制没有直接的相关性，可能与柠檬酸非酵素性的降解有关。砷会明显的减少植物的生能产量，在少部分的植物当中，低浓度的砷反而会增加植物的干重。砷可能转变细胞膜的构造而改变膜的选择性、渗透性，影响矿物元素的平衡，在水耕栽培及土壤栽培的环境下的影响略有不同，例如砷会增加水耕栽培的互花米草对磷的吸收，但是减少土壤栽培的碗豆累积磷。土壤的砷含量越高植物就吸收越多的砷，而砷毒害症状的出现不只与土壤中砷的浓度有关，植物的种类与品种也是影响的因子之ㄧ。砷酸盐及磷酸盐间会有竞争抑制的作用，磷酸盐越多砷吸收越少，但是在土壤中添加磷酸氨反而会增加植物对砷的吸收，这是因为磷酸氨会与砷酸盐竞争土壤中的结合位置，因此增加了砷在土壤中的溶解度，提升砷的植物可利用性。除了磷酸盐之外，环境的pH值、砷的化学型态以及土壤的结构都会影响到植物对砷的吸收，如在高pH值的环境，砷吸收减少。土壤中的黏土、有机质、腐植质及氧化铁都能吸收固定砷，而减少植物对砷的吸收，降低砷对植物的毒性。降底土壤砷污染的方法，包含挖掘被污染的土壤、覆盖一层未被污染的土壤、用水、土壤添加剂或利用植物吸附砷等方式。综合上述结果，砷对植物有正面的效应可促进生长或降低果实酸度，负面效应则会有污染生态之虞并抑