韓園園，韓 剛，李凱榮

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水土保持研究所，陜西 楊陵712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊陵712100；3.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊陵712100）

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，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［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，促進光合作用［4］，最突出的生理作用就是促進植物生長［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對刺槐進行蘸根和葉面噴施后，用不同石油污染濃度的土壤進行盆栽試驗。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

試驗于2013年在陜西楊陵西北農(nóng)林科技大學(xué)苗圃基地進行。

1.1 試驗材料與處理

盆栽試驗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)赝寥赖膶嶋H調(diào)查，其土壤石油濃度為10～20g·kg-1，所以設(shè)計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)根進行統(tǒng)計。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示測定結(jié)果，Duncan法進行多重比較（p＜0.05）。使用Origin9.0軟件進行繪圖。

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%。

圖1 BR對土壤石油污染脅迫下刺槐苗株高的影響Fig.1 Effects of different concentrations of BR on the plant height under petroleum pollution

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%。

圖2 BR對土壤石油污染脅迫下刺槐苗地徑的影響Fig.2 Effect of different concentrations of BR on ground diameter under petroleum pollution

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能促進樹木在逆境時的生長［17］。BR可以通過各種機制（XET、微管）使植物細(xì)胞壁松弛，擴大細(xì)胞體積來促進對水分和養(yǎng)分的吸收攝入，同時BR還可以通過促進光合作用來提高植物的核酸和蛋白質(zhì)，從而促進植物生長［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有利于根際土壤微生物的生長并進一步發(fā)揮對土壤中石油污染物的直接和間接降解作用。

表1 BR對石油污染脅迫下刺槐苗生物量和根系生長的影響Table 1 The growth response of using BR under petroleum pollution

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效應(yīng)，最佳的施用濃度為0.3mg·L-1。

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