吳 燕，陳 鴻，肖昕迪

（安徽科技學(xué)院 城建與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

幾種地被植物在石英砂尾礦中的生長及生理特性比較

吳 燕，陳 鴻，肖昕迪

（安徽科技學(xué)院 城建與環(huán)境學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

以幾種地被植物為材料，研究其在石英砂尾礦中的生長及生理特性，篩選適合石英砂尾礦中生長的地被植物.結(jié)果表明，移栽在石英砂尾礦中三角酢漿草、白車軸草、蔥蓮、紅花酢漿草的成活率差異顯著，三角酢漿草成活率最高達93%，紅花酢漿草最低僅28%.隨著植被生長的進行，在石英砂尾礦中三角酢漿草長勢較好，表現(xiàn)在地上部分生長量、根系生長量、根系活力、硝酸還原酶活性、葉片含水量等指標顯著好于其它植被，紅花酢漿草長勢最差，葉片相對電導(dǎo)率值最大.由此說明，在幾種植被中，三角酢漿草較適應(yīng)石英砂尾礦環(huán)境，生長良好.

石英砂尾礦；植被；生理指標

據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生石英砂尾礦約1000萬噸，石英砂尾礦是粒度較細的晶質(zhì)石英，二氧化硅含量介于90%至99%之間，其余成分以Al2O3主，另外還含有少量的鐵質(zhì)云母等雜質(zhì)，基本不含對植物生長有害的重金屬[1].這些石英砂尾礦除少量用作水泥、燒結(jié)磚和新型墻體材料等建材的原料外，大部分沒有得到利用.如果處理不當，干燥時隨風飛揚，下雨時隨雨水流入江河，對環(huán)境造成嚴重污染，同時也加大了生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保負擔.而鳳陽縣作為重要的玻璃生產(chǎn)基地擁有極為豐富的石英石資源，被稱為“石英之縣”，年產(chǎn)石英砂尾礦約100多萬噸，排放如此大量的尾礦，直接造成嚴重的環(huán)境污染、耕地占用、河道水庫淤塞等不良后果，因此礦區(qū)尾礦場環(huán)境治理迫在眉睫[2].

植被修復(fù)是礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的主要內(nèi)容和目標，通過利用不同植物吸收、富集、固定、降解土壤和水體（包括地下水）中的污染物并減少或避免水土流失，同時通過植物的生長增加植被覆蓋，從而達到生態(tài)恢復(fù)或生態(tài)改良.由于植被修復(fù)的長期性效應(yīng)、相對成本較低和生態(tài)效益明顯，已越來越受到人們的關(guān)注，并在環(huán)境污染治理、生態(tài)脆弱區(qū)恢復(fù)和景觀美化等方面得到廣泛應(yīng)用.植被修復(fù)將是改善受損毀區(qū)域的生態(tài)功能、恢復(fù)礦區(qū)景觀和生產(chǎn)潛力的最有效手段，其最終目標是使人類活動與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)達到相對平衡，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)建設(shè)與人類生活的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展[3].

三角酢漿草（Oxalis acetosella L.Subsp.Japonica（Franch.&Sav.）H.Hara）是白花酢漿草（Oxalis acetosella L.）的亞種，屬酢漿草科（Oxalidaceae）酢漿草屬（Oxlais L.）多年生草本植物；紅花酢漿草（Oxalis corymbosa DC.）屬酢漿草科（Oxalidaceae）酢漿草屬（Oxalis L.）多年生草本植物；白車軸草（Trifolium repens Linn.）是豆科（Leguminosae）車軸草屬（Trifolium Linn.）多年生草本植物；蔥蓮（Zephyranthes candida(Lindl.）Herb.）是石蒜科（A-maryllidaceae）蔥蓮屬（Zephyranthes Herb.）多年生草本植物.這四種植物均為國內(nèi)園林綠化中應(yīng)用較多的草花地被植物.本實驗通過幾種植被在石英砂尾礦中的生長比較，選擇較適宜在石英砂尾礦上生長的植被，為石英砂尾礦場的環(huán)境治理、植被修復(fù)提供參考.

1 材料與方法

1.1 實驗材料

石英砂尾礦從鳳陽縣大通河取得.四種地被植物為安徽科技學(xué)院校園內(nèi)和鳳陽縣周邊取得.

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2011年2月～7月在安徽科技學(xué)院種植科技園內(nèi)進行.3月24日將石英砂尾礦裝盆，每塑料盆中裝尾礦2kg，挑選大小一致，1年生小苗，3月26日將四種植被移植在裝有石英砂尾礦的塑料盆中，每盆中定植2棵幼苗.每個處理隨機排列，共40盆.在生長過程中對其進行栽培管理，例如適時澆水，施用少量有機肥和無機肥等.5月20號日開始測定各項生長及生理指標，5月25日左右完成所有指標的測定.

1.3 指標測定

1.3.1 四種綠葉菜的根莖葉的鮮干重測定

在定植前測量各植株鮮重和干重.待移植成活并生長一段時間后（5月20日），每個處理隨機抽取10株幼苗，用清水洗去根部土壤，再用吸水紙吸去植株表面水分，先整株稱量，再分別稱量根、莖、葉，記錄鮮重數(shù)據(jù)，然后放入80℃烘箱中持續(xù)烘干48h，其間每4h稱量一次，直至烘干至恒重.然后記錄干重數(shù)據(jù).

1.3.2 生理指標的測定

硝酸還原酶（NR）采用活體法測定[4]；根系活力采用TTC法測定[4]；電導(dǎo)率的測定采用電導(dǎo)率儀進行測定[5].

2 結(jié)果與分析

2.1 幾種植被在石英砂尾礦的移栽成活率和地上部分生長量的比較

圖1 石英砂尾礦對幾種地被植物移栽成活率的影響

圖2 石英砂尾礦對幾種地被植物地上部生長量的影響

由圖1可以看出，四種地被植物移栽到石英砂尾礦中成活率差異較大，其中三角酢漿草成活率最高達93%，紅花酢漿草最低僅為28%.由此說明，不同種類的植物移栽到石英砂尾礦中，對石英砂尾礦的適應(yīng)能力有所差異，三角酢漿草適應(yīng)性最強，其次為白車軸草，紅花酢漿草最差.植株的地上部分生長量是反映植物生長狀況的重要指標，在相同的環(huán)境條件下，地上部分生長量大說明生長勢好.由圖2可以看出，三角酢漿草的地上部分生長量最大，所以三角酢漿草的長勢最好；紅花酢漿草長勢最差.

2.2 石英砂尾礦對四種植被根系生長量、根系活力的影響

圖3 石英砂尾礦對幾種地被植物根系生長量的影響

圖4 石英砂尾礦對幾種地被植物根系活力的影響

根系生長量反應(yīng)根系活力大小，根系活力越高，植被生長越好.由圖3和圖4可以看出，在石英砂尾礦中，三角酢漿草根系生長較快，根系活力強，達到64.2μg/gFW·h，比紅花酢漿草高74.9%；紅花酢漿草根系活力弱，根系生長量少.因此三角酢漿草對石英砂尾礦的適應(yīng)能力強，相比較紅花酢漿草不適應(yīng)石英砂尾礦的環(huán)境.

2.3 石英砂尾礦對四種植被相對電導(dǎo)率和葉片含水量的影響

圖5 石英砂尾礦對幾種地被植物相對電導(dǎo)率的影響

圖6 石英砂尾礦對幾種地被植物葉片含水量的影響

相對電導(dǎo)率是反映植物膜系統(tǒng)一個重要的指標，植物在受到逆境或其他損傷的情況下，細胞膜易破裂，膜蛋白受傷害因而使胞內(nèi)電解質(zhì)外滲，使相對電導(dǎo)率增加.由圖5可知，銅錘草的相對電導(dǎo)率最高為31.2%，說明其細胞膜破裂，膜蛋白受害較重，酢漿草的相對電導(dǎo)率最低為20.1%，說明其細胞膜受損較小.

葉片含水量的大小在一定程度上反映了作物光合作用的強弱.圖6表明，石英砂尾礦對四種植被影響不一，其中以酢漿草的葉片含水量最高為90.2%，銅錘草葉片含水量最低為84.5%，說明石英砂尾礦對銅錘草葉片含水量影響最大，產(chǎn)量最低.

2.5 石英砂尾礦對四種植被葉片硝酸鹽還原酶活性的影響

圖7 石英砂尾礦對幾種地被植物葉片硝酸還原酶活性的影響

植物根系是活躍的吸收器官和合成器官，根的生長情況和活力水平直接影響地上部分的營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平.硝酸還原酶(NR)是植物NO3-同化的關(guān)鍵酶，植物體內(nèi)硝酸還原酶活力(NRA)的高低直接影響介質(zhì)中NO3-的利用，被作為作物的營養(yǎng)指標之一[10].由圖7可知，在石英砂尾礦中生長的三角酢漿草的硝酸鹽還原酶活性最高為78.9NaNO2μg/gFW·h，比紅花酢漿草葉片硝酸還原酶活性高91.5%.由此說明，三角酢漿草生長在石英砂尾礦中，氮代謝水平較高，生長較好；而紅花酢漿草氮代謝水平較低，生長較差.

3 討論與小結(jié)

通過本實驗結(jié)果可以看出，四種植被在石英砂尾礦中的生長情況，以三角酢漿草成活率最高，長勢好，生長量大，根系發(fā)達，根系固土能力強；蔥蓮和白車軸草一般，但白車軸草的根系固土能力也強，長勢較好；紅花酢漿草成活率最低，長勢較差，不適合在石英砂尾礦中生長.也有人研究表明紅花酢漿草比本地種酢漿草有更強的耐旱力[6]，但在本實驗中水分充足，在石英砂尾礦中生長較差，根系活力低，根系不發(fā)達，影響其在石英砂尾礦中生長.由于石英砂尾礦的儲水能力較差，土質(zhì)養(yǎng)分少，因此在試驗過程中要適時澆水和施用復(fù)合肥以滿足植物正常生長所需要的各種養(yǎng)分.但是紅花酢漿草、蔥蓮不能很好地適應(yīng)石英砂這種瘠薄土壤，成活率很低，不適宜在石英砂礦區(qū)大面積種植.而三角酢漿草、白車軸草比較耐干旱和瘠薄，適宜在石英砂中生長，可以大面積推廣種植，從而達到改善礦區(qū)土壤條件，美化環(huán)境的作用.

〔1〕徐天勇.鳳陽石英尾砂的綜合利用[J].礦產(chǎn)綜合利用,2005(6):33-35.

〔2〕王傳虎,楊周生,葛金龍,等.石英尾礦尾砂綜合利用研究綜述[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2008(3):16-18.

〔3〕吳燕,陳鴻,肖盺迪.植被修復(fù)技術(shù)在礦區(qū)的應(yīng)用研究進展[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2011(3):28-30.

〔4〕李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000.134-137.

〔5〕趙世杰,劉華山，等.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1998.54-56.

〔6〕陳明林,王友保.水分脅迫下外來種銅錘草和本地種酢漿草的生理指標比較研究[J].草業(yè)學(xué)報,2008,17(6):52～59.

S688

A

1673-260X（2012）08-0024-03

安徽科技學(xué)院青年科學(xué)研究基金項目(ZRC2011269，ZRC2011277，ZRC276）