趙華美　于廣聰　賁定丹　呂清揚(yáng)　張鳳杰

摘 要：以玉米為材料，研究不同濃度土壤石油污染對(duì)玉米生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響，從而初步了解玉米對(duì)石油污染土壤的耐受機(jī)制。研究結(jié)果表明：隨著石油污染濃度的增加，玉米的生長(zhǎng)受到明顯抑制，其株高、葉片數(shù)和地上干物質(zhì)較對(duì)照明顯降低。葉片中可溶性糖、葉綠素和粗纖維含量均隨著石油污染濃度的提高呈明顯下降的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：土壤石油污染；玉米幼苗；生理指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.08.005

地處遼東半島的大連市是我國(guó)的重要能源基地，石油工業(yè)是該地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)，因原油冶煉、加工、運(yùn)輸過(guò)程中的泄漏、排放和發(fā)生事故等原因，導(dǎo)致油品直接進(jìn)入土壤，造成了嚴(yán)重的土壤石油類污染[1]，進(jìn)而對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量和農(nóng)作物品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。土壤石油污染對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響，成為遼南沿海地區(qū)不可忽視的土壤污染問(wèn)題。

有關(guān)油污土壤對(duì)作物的臨界毒害濃度目前尚沒(méi)有定論，呂志萍等[2]的研究結(jié)果顯示， 石油含量在15 g·kg-1會(huì)導(dǎo)致玉米生長(zhǎng)發(fā)育期滯后，出現(xiàn)貪青現(xiàn)象；土壤石油含量為3.1 g·kg-1時(shí)玉米減產(chǎn)10%。關(guān)于石油污染對(duì)黃綿土和潮土上小麥、玉米、苜蓿和高粱等農(nóng)作物的影響已有報(bào)道[3-5]，而在遼寧南部地區(qū)棕壤上就石油污染對(duì)植物生長(zhǎng)和土壤酶活性方面影響的研究還鮮見報(bào)道。筆者選取遼寧南部地區(qū)主要農(nóng)作物玉米為研究對(duì)象，通過(guò)盆栽模擬試驗(yàn)，研究不同石油污染處理對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)的影響，以及油污土壤上的土壤酶活性變化，以期為監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)該區(qū)土壤石油污染的環(huán)境影響及其生物修復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土壤采自大連金州新區(qū)某地未受污染的表層土壤，土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，pH值為7.09，有機(jī)質(zhì)為3.87 g·kg-1。試驗(yàn)用原油采自遼河油田某生產(chǎn)油井。供試植物為玉米（丹玉406）。

1.2 試驗(yàn)方法

按土壤中石油濃度分別為2.5，5.0，7.5，10.0，

12.5 g·kg-1，設(shè)有空白對(duì)照組，每組有3個(gè)平行樣。稱取一定量的石油溶于石油醚，加入5.5 kg土壤并混合均勻，通風(fēng)處放置約48 h，使其中的石油醚揮發(fā)后，裝入陶土盆中，盆內(nèi)土壤厚度約10～12 cm。將玉米種子在0.1%的次氯酸鈉溶液中浸泡消毒15 min，每塑料盤中均勻撒播30粒種子，播深1 cm左右。2012年5月初播種，5月下旬間苗，于6月20日采摘完全展開葉片，每個(gè)處理采摘5個(gè)葉片，采摘后立即在105 ℃烘箱中殺青10 min，65 ℃烘干至恒質(zhì)量，待粉碎研磨進(jìn)行可溶性糖、粗纖維及葉綠素含量的測(cè)定。同時(shí)對(duì)玉米的株高、葉片數(shù)、地上干物質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮法，葉綠素含量測(cè)定采用丙酮法，粗纖維含量測(cè)定采用硫酸提取重量法[6]。株高用直尺測(cè)量，干物質(zhì)量用稱量法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2000軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 石油污染對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響

隨著土壤中石油污染濃度的增大，玉米的株高、葉片數(shù)和地上干物質(zhì)質(zhì)量都有不同程度地降低。當(dāng)石油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5 g·kg-1時(shí)，三者分別比對(duì)照降低了45.5%，53.6%，49.0%（表1）。分析表明，不同土壤中石油污染濃度對(duì)玉米株高、葉片數(shù)和地上干物質(zhì)量的影響達(dá)到極顯著水平（P<0.01）。石油中含有很多高分子化合物，易粘著在植物根系上形成一層粘膜，降低根系的呼吸作用強(qiáng)度和阻礙根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起根系的腐爛，某些石油烴組分也可以被植物直接吸收而造成植物的直接傷害[4]。同時(shí)石油類物質(zhì)一旦進(jìn)入土壤，會(huì)吸附在土壤表面，破壞土壤團(tuán)聚體，加速分散土粒，降低土壤的通透性，引起土壤的表面性質(zhì)改變，影響土壤中養(yǎng)分和水分的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而阻礙植物的生長(zhǎng)[7]。本研究中石油污染土壤上種植的玉米，其株高降低，葉片數(shù)減少和地上部干物質(zhì)量顯著下降，生長(zhǎng)受到明顯的阻礙，可能的原因之一是原油污染導(dǎo)致玉米幼苗養(yǎng)分失衡和生理性脫水[8]。

2.2 石油污染對(duì)玉米苗期葉片中可溶性糖、葉綠素和粗纖維含量的影響

不同的土壤石油污染濃度處理下玉米葉片中可溶性糖含量、葉綠素含量和粗纖維含量差異顯著，三者含量隨著土壤中石油濃度的增加也都有不同程度的下降。

當(dāng)土壤中石油濃度分別2.5，5.0，7.5，10.0，

12.5 g·kg-1時(shí)，可溶性糖含量分別比對(duì)照下降了16.0%，11.0%，2.2%，20.0%，28.2%?？扇苄蕴堑暮扛叩驮谝欢ǔ潭壬戏从吵霏h(huán)境污染脅迫對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響。在研究的原油污染濃度范圍內(nèi)，玉米葉片中可溶性糖含量都比對(duì)照有所降低。在石油濃度低于7.5 g·kg-1范圍內(nèi)，隨著石油濃度的升高，可溶性糖含量略有增大；土壤中石油濃度高于7.5 g·kg-1，葉片中可溶性糖含量明顯隨污染負(fù)荷的增大而下降。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，其含量的變化直接影響著植物的光合作用，是植物生長(zhǎng)的重要生理參數(shù)，可用于指示植物逆境條件下的受迫害程度。從表2的數(shù)據(jù)可以明顯看出，玉米葉片中葉綠素含量隨著石油濃度的增大而明顯下降，說(shuō)明不同濃度的石油污染削弱了葉片中葉綠素的合成，從而降低了葉片中葉綠素含量。

纖維素是植物碳代謝的主要累積產(chǎn)物，是植物生長(zhǎng)代謝重要的生理參數(shù)之一。從表2的數(shù)據(jù)同樣可以看出，不同石油濃度的處理之間，粗纖維含量差異極顯著。隨著石油污染濃度的增大，粗纖維含量迅速降低，說(shuō)明石油污染降低了葉片中粗纖維代謝，從而降低了粗纖維含量。

3 結(jié) 論

不同程度的石油污染對(duì)玉米的苗期生長(zhǎng)有很大影響，植株的株高、葉片數(shù)和地上部分干物質(zhì)量、葉片中可溶性糖、葉綠素和粗纖維含量隨著土壤中石油含量的增加呈現(xiàn)明顯降低的趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，玉米的生長(zhǎng)性狀受石油含量的影響極顯著，玉米的生長(zhǎng)因土壤石油污染而受到抑制作用。

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