石油污染脅迫下油菜素內(nèi)酯對刺槐生長的作用論文
陜北黃土丘陵區(qū)是我國重要的石油開采基地，在我國能源建設(shè)中占據(jù)著重要地位并做出著巨大貢獻(xiàn)，然而在開發(fā)過程中不可避免地對周邊環(huán)境造成石油污染危害[1]。植物修復(fù)具有處理成本低、吸收污染物的生物量大、兼顧美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)[2]，因此成為治理環(huán)境污染的常見措施之一。刺槐是陜北常見造林樹種，但在土壤石油污染立地存在生長不良甚至死亡問題，不利于植物修復(fù)[3]。所以提高刺槐在石油污染下的生長，對陜北石油污染區(qū)的治理具有重要意義。
油菜素內(nèi)酯（BR）被稱為植物的第6大類激素，能加速根系生長，促進(jìn)光合作用[4]，最突出的生理作用就是促進(jìn)植物生長[5—6]和增加抗逆性，并且獲得非常容易，無毒廉價[7]，可廣泛用于生產(chǎn)實(shí)踐中。目前，國內(nèi)外針對BR的研究主要集中在干旱[8—9]、寒冷[10]、鹽堿[11]、重金屬[12—13]條件下對植物的影響，而對于石油污染下的植物影響卻鮮有研究。本研究用不同濃度的BR對刺槐進(jìn)行蘸根和葉面噴施后，用不同石油污染濃度的土壤進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。在測定生長動態(tài)、根系發(fā)育、生物量累積等基礎(chǔ)上，分析BR對刺槐在石油污染脅迫下各指標(biāo)的影響，評價土壤石油污染下BR對刺槐的影響，以期為陜北石油污染立地的植被恢復(fù)和植物修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。
1材料與方法
試驗(yàn)于2013年在陜西楊陵西北農(nóng)林科技大學(xué)苗圃基地進(jìn)行。
1。1試驗(yàn)材料與處理盆栽試驗(yàn)用土來自陜北安塞縣化子坪鎮(zhèn)人為活動稀少的荒草地0~20cm無污染土壤。石油污染物為當(dāng)?shù)赜途霎a(chǎn)的原油。油菜素內(nèi)酯選用成都新朝陽生物激素研究所生產(chǎn)的碩豐481乳劑，濃度0。007 5%。根據(jù)對陜北當(dāng)?shù)赝寥赖膶?shí)際調(diào)查，其土壤石油濃度為10~20g·kg—1，所以設(shè)計(jì)3個土壤石油污染濃度水平：10、15、20g·kg—1（土壤干重）。具體配制方法為土壤風(fēng)干后，過4mm篩，按設(shè)計(jì)的石油污染水平添加原油，人工混合，先用少量土與石油混合，均勻后，再將拌好的土與剩余土混合；設(shè)計(jì)4個油菜素內(nèi)酯濃度處理：0、0。1、0。3、0。5mg·L—1。
配制時先用少量溫水（50~60℃）稀釋激素乳劑，再用清水配成上述濃度，共12種處理。選擇1年生、長勢基本一致刺槐苗，購自陜北安塞化子坪鎮(zhèn)苗圃。先用不同濃度油菜素內(nèi)酯溶液浸泡根部30min后，栽入不同土壤石油污染濃度的桶中，每種處理栽5桶。至苗木展葉期，葉面進(jìn)行對應(yīng)濃度油菜素內(nèi)酯噴施處理。至6月下旬置于可移動式防雨棚內(nèi)進(jìn)行控水，采用稱重法[14]將土壤水分統(tǒng)一控制在土壤田間持水量75%的水平。
1。2測定指標(biāo)與方法
于7月2日至10月2日每隔半月測定1次株高地徑，共測定7次。10月2日對各處理進(jìn)行清桶，對干物質(zhì)量、主根長和一級側(cè)根和二級側(cè)根進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
1。3數(shù)據(jù)處理
采用SPSS17。0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示測定結(jié)果，Duncan法進(jìn)行多重比較（p<0。05）。使用Origin9。0軟件進(jìn)行繪圖。
2結(jié)果與分析
2。1油菜素內(nèi)酯對土壤石油污染脅迫下刺槐苗高、徑生長的影響
如圖1所示，在3個石油濃度下經(jīng)不同濃度BR處理后，其株高在整個測定期均高于對照；同一石油濃度水平經(jīng)不同BR處理的株高增長幅度存在差異，0。3mg·L—1增長最顯著。在生長末期最后測定時，不同石油濃度下0。3mg·L—1的BR處理對株高的增長效應(yīng)均是最佳的，株高最大提高了9。39%。
如圖2所示，刺槐苗在石油濃度為10g·kg—1和15g·kg—1時，不同濃度BR處理下的地徑在整個測定期均是一直高于對照；石油濃度為20g·kg—1時，0。1和0。3mg·L—1的BR處理下的地徑顯著高于對照（p<0。05），而0。5mg·L—1的.BR處理下的地徑增長不顯著；同一石油濃度水平經(jīng)不同BR處理的株高增長幅度存在差異，0。3mg·L—1增長最顯著。在生長末期最后測定時，不同石油濃度下BR0。3mg·L—1處理對地徑的增長效應(yīng)均是最佳的，地徑最大提高了19。15%。
2。2油菜素內(nèi)酯對土壤石油污染脅迫下刺槐苗生物量和根系生長的影響
如表1所示，刺槐苗在3個石油濃度下經(jīng)不同濃度BR處理后，與對照相比，地上干物質(zhì)量均顯著增大（p<0。05），較對照增加了60。37%~121。62%，同一石油污染濃度經(jīng)不同BR處理后其地上干物質(zhì)量基本持平（除15g·kg—1石油污染濃度）；主根長也都顯著增大（p<0。05）；一級和二級側(cè)根數(shù)目有所增多，而且其長度也顯著增大（p<0。05）或有所增大（僅出現(xiàn)在石油濃度15g·kg—1時的0。1mg·L—1的BR處理），因此最終影響其根系干物質(zhì)量也呈增加趨勢（僅在石油濃度20g·kg—1下0。1mg·L—1的BR處理時增加不顯著），增加了19。33%~158。63%，同一石油污染濃度經(jīng)不同BR處理后其根系干物質(zhì)量基本持平（除10g·kg—1石油污染濃度）。
3結(jié)論與討論
石油污染會使土壤含水率、pH值、硝態(tài)氮、速效磷、全鉀和速效鉀含量顯著降低[3]，研究表明，植物的生長與環(huán)境的水分和環(huán)境因子有顯著關(guān)系[15]，導(dǎo)致植物生長所需的水分和營養(yǎng)元素有所欠缺，從而影響其正常生長。山寶琴[16]等通過研究得出，刺槐的株高、干重與石油污染濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。有研究指出，BR能促進(jìn)樹木在逆境時的生長[17]。BR可以通過各種機(jī)制（XET、微管）使植物細(xì)胞壁松弛，擴(kuò)大細(xì)胞體積來促進(jìn)對水分和養(yǎng)分的吸收攝入，同時BR還可以通過促進(jìn)光合作用來提高植物的核酸和蛋白質(zhì)，從而促進(jìn)植物生長[18]。本研究中，無BR時，石油濃度與刺槐苗的株高、地徑、地上干重和根系干重呈負(fù)相關(guān)，污染濃度越大，刺槐生長所受影響越大。對土壤石油污染脅迫下（10、15、20g·kg—1）的刺槐苗施用不同濃度（0。1、0。3、0。5mg·L—1）的油菜素內(nèi)酯后，BR促進(jìn)植物對水分和養(yǎng)分的吸收，緩解了石油污染導(dǎo)致的水分和養(yǎng)分的不足，同時BR促進(jìn)了細(xì)胞的分裂，通過提高光合作用使核酸和蛋白質(zhì)含量提高，促進(jìn)刺槐的生長，從而普遍使刺槐苗生長狀況較不施油菜素內(nèi)酯的對照得到有效的改善，表現(xiàn)在提高了苗木株高和地徑，促進(jìn)了苗木根系發(fā)育和生長，最終使刺槐苗干重顯著增加，其中在3個石油濃度下均以0。3mg·L—1的BR處理表現(xiàn)最佳。苗木整體生長的改善增強(qiáng)了其在土壤石油污染脅迫下的生存能力及生長潛力，尤其是對根系的促進(jìn)有利于根際土壤微生物的生長并進(jìn)一步發(fā)揮對土壤中石油污染物的直接和間接降解作用。
綜上所述，不同土壤石油污染濃度下，相比清水對照，不同濃度的油菜素內(nèi)酯均能促進(jìn)刺槐苗株高、地徑生長，最大分別提高了9。39%和19。15%，根系干物質(zhì)量積累提高19。33%~158。63%，地上干物質(zhì)量積累提高了60。37%~121。62%，有效地緩解石油污染脅迫對刺槐苗生長的影響。綜合10~20g·kg—1土壤石油污染濃度下，油菜素內(nèi)酯對刺槐苗生長的促進(jìn)效應(yīng)，最佳的施用濃度為0。3mg·L—1。
參考文獻(xiàn)：
[1] 孫鐵珩，周啟星，李培軍。污染生態(tài)學(xué)[M]。北京：科學(xué)出版社，2001：309—368。
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