王超 王美璇 張璐

摘? ? 要：為了篩選出對(duì)土壤石油污染的高抗草坪草品種，以早熟禾‘巴潤(rùn)和高羊茅‘千年盛世為試驗(yàn)材料，采用大慶油田地區(qū)的原油， 通過盆栽模擬試驗(yàn)，研究了土壤石油污染對(duì)草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：2種草坪草種子萌發(fā)指標(biāo)和生長(zhǎng)指標(biāo)隨著土壤中石油污染濃度的升高而降低。與早熟禾相比，高羊茅各指標(biāo)的降低程度較大。早熟禾對(duì)土壤石油污染的抗性要好于高羊茅。

關(guān)鍵詞：石油污染;草坪草;種子萌發(fā);生長(zhǎng)

Abstract：The purpose of this study was to screen out turfgrass varieties with high resistance to soil oil pollution. The ‘Barun and 'Qiannianshengshi' were used as materials，the effects of soil oil pollution on the seed germination and seedling growth of turfgrass were studied by pot experiment using the crude oil from Daqing oilfield. The germination and growth indexes of two turfgrass seeds decreased with the increase of oil pollution concentration in soil. Compared with Poa pratensis L.， the indexes of Festuca arundinacea decreased greatly. The resistance of Poa pratensis L. to soil oil pollution was better than that of Festuca arundinacea.

Key words： oil pollution; turfgrass; seed germination; growth

石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。石油開采、運(yùn)輸和加工處理過程中，由于操作不當(dāng)或者事故泄漏會(huì)造成土壤污染[1]。隨著石油污染程度的加重，如何經(jīng)濟(jì)有效地治理和修復(fù)污染的土壤并控制其發(fā)展成為當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域一大熱點(diǎn)問題。石油污染土壤修復(fù)的方式包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等，其中傳統(tǒng)的物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)方法成本較高，且易導(dǎo)致二次污染的發(fā)生[2]。植物修復(fù)技術(shù)以其處理成本低、無二次污染、自然美觀等特點(diǎn)[3]，已經(jīng)成為石油污染土壤治理研究的熱點(diǎn)。能夠耐受石油污染的草本植物是土壤植物修復(fù)技術(shù)的首選[4]，學(xué)者們也相應(yīng)開展了許多油污土壤修復(fù)實(shí)踐[5-7]。但采用園林草坪草對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)的研究較少，將石油污染土壤與園林植物栽培結(jié)合起來，既能起到修復(fù)污染生態(tài)系統(tǒng)的作用，又能進(jìn)行綠化美化。黑龍江大慶油田作為我國(guó)重要的原油產(chǎn)地，同樣面臨著土壤石油污染的問題。本研究以早熟禾‘巴潤(rùn)和高羊茅‘千年盛世2種冷季型草坪草為試驗(yàn)材料，采用大慶油田地區(qū)的原油，通過盆栽模擬試驗(yàn)研究了土壤石油污染對(duì)草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，以期篩選出對(duì)土壤石油污染的高抗草坪草品種，同時(shí)為土壤生態(tài)修復(fù)提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為冷季型草坪草早熟禾（Poa pratensis L. ）品種‘巴潤(rùn)和高羊茅（Festuca arundinacea）品種‘千年盛世，種子均購(gòu)于北京綠冠公司。

1.2 試驗(yàn)方法

模擬試驗(yàn)在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站進(jìn)行。試驗(yàn)所用原油采自大慶油田采油廠，試驗(yàn)設(shè)土壤（干質(zhì)量） 污染水平分別為0（CK），5，10，15，20，25 g·kg-1，每個(gè)處理重復(fù)3次。將園土和沙土按1∶1混合裝入直徑15 cm的盆子，每盆裝入基質(zhì)2.5 kg （干質(zhì)量），每盆播種100粒。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

發(fā)芽率（%）=（種子發(fā)芽總數(shù)/供試種子總數(shù)）× 100。發(fā)芽勢(shì)（%）=（發(fā)芽達(dá)到最高峰時(shí)的種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100。發(fā)芽指數(shù)GI=∑（Gt/Dt），Dt表示在試驗(yàn)期內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)，Dt表示試驗(yàn)期天數(shù)[9]。活力指數(shù)（VI）=GI×生長(zhǎng)量。

株高：播種60 d后，用直尺測(cè)量供試植物葉片尖端到土壤表面的最大高度。鮮質(zhì)量：播種后 60 d時(shí)收獲，洗去泥土，用電子天平測(cè)定單株鮮質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤石油污染濃度對(duì)種子萌發(fā)的影響

2.1.1 不同土壤石油污染濃度下的種子發(fā)芽率 由表1可知，2種草坪草種子的萌發(fā)率均隨土壤石油濃度的增加而降低，且發(fā)芽率差異顯著。在沒有石油污染的土壤中高羊茅和早熟禾的萌發(fā)率為81.00%和79.33%，當(dāng)土壤石油污染為25 g·kg-1時(shí)，高羊茅和早熟禾的萌發(fā)率為53.33%和56.67%，分別下降34.16%和28.56%。從種子萌發(fā)率的降幅推測(cè)，早熟禾對(duì)石油污染的抗性高于高羊茅。

2.1.2 不同土壤石油污染濃度下的種子發(fā)芽勢(shì) 由表2可知，2種草坪草種子的發(fā)芽勢(shì)均隨土壤石油濃度的增加而降低，且發(fā)芽勢(shì)差異顯著。在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，高羊茅的發(fā)芽勢(shì)由70.00%下降至43.33%，降幅為38.10%，早熟禾的發(fā)芽勢(shì)由67.33%下降至46.00%，降幅為31.67%，說明早熟禾的發(fā)芽勢(shì)受石油污染的影響小于高羊茅。

2.1.3 不同土壤石油污染濃度下的種子發(fā)芽指數(shù)? 由表3可知，隨著土壤石油污染濃度的增加，2種草坪草種子發(fā)芽速度持續(xù)下降。高羊茅和早熟禾的種子發(fā)芽指數(shù)分別下降26.96%和22.34%，二者差異顯著。

2.1.4 不同土壤石油污染濃度下的種子活力指數(shù) 由表4可知，在石油污染脅迫下種子的活力水平受到限制，且隨著脅迫程度增加，種子活力水平持續(xù)下降，高羊茅和早熟禾的種子活力指數(shù)分別下降45.21%和40.24%，二者差異顯著。

2.2 不同土壤石油污染濃度對(duì)草坪草生長(zhǎng)的影響

2.2.1 不同土壤石油污染濃度下的植物株高 從表5可以看出，在對(duì)照處理下，高羊茅和早熟禾株高分別為12.30 cm 和11.80 cm，高羊茅比早熟禾的株高略高一些。隨著土壤石油污染濃度的增加，2種草坪草的株高降低，當(dāng)土壤石油污染濃度由0增加至15 g·kg-1時(shí)，2種草坪草株高下降較迅速，當(dāng)土壤石油污染濃度達(dá)到20 g·kg-1及以上時(shí)，株高下降較為平緩，當(dāng)土壤石油污染濃度為25 g·kg-1時(shí)，高羊茅和早熟禾的株高分別降低61.78%和51.69%，二者差異顯著。

2.2.2 不同土壤污染下的單株鮮質(zhì)量 從表6可以看出，在未受污染的土壤中，高羊茅和早熟禾單株的鮮質(zhì)量分別為0.48 g和0.43 g。而在石油污染的土壤中，2種草坪草的單株鮮質(zhì)量均比對(duì)照低，且隨土壤石油污染濃度的增加單株鮮質(zhì)量降低，當(dāng)土壤石油污染濃度為25 g·kg-1時(shí)，高羊茅和早熟禾的鮮質(zhì)量分別為0.36 g和0.33 g，二者差異顯著。

3 結(jié)論與討論

以高等植物種子發(fā)芽抑制率進(jìn)行土壤污染生態(tài)毒理效應(yīng)研究， 是從生態(tài)毒理學(xué)角度衡量土壤環(huán)境質(zhì)量和土壤污染的重要方法[8]。最佳的石油土壤修復(fù)植物應(yīng)該具有較強(qiáng)的發(fā)芽率，其發(fā)芽率不受或者受環(huán)境影響較小[9]。肖易等[10]研究了8種植物的耐受性，結(jié)果表明發(fā)芽率、株高和鮮質(zhì)量受污染物濃度的影響較小的植物，適合在華北油田石油污染土壤上種植，而其它受影響較大的植物則不適合。該研究中隨著土壤污染程度的加重，高羊茅種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)降低程度大于早熟禾，說明早熟禾種子受土壤石油污染的影響較小。發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)是衡量種子發(fā)芽能力的重要指標(biāo)[11]，能夠反映種子的發(fā)芽速度和種子活力水平[12]。在低濃度的石油污染脅迫下，高羊茅的發(fā)芽指數(shù)大于早熟禾，當(dāng)石油污染濃度為10 g·kg-1及以上時(shí)，高羊茅的發(fā)芽指數(shù)便小于早熟禾。在各濃度石油污染處理下，高羊茅種子的活力指數(shù)均大于早熟禾，但是在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，高羊茅種子的活力指數(shù)下降幅度大于早熟禾，說明高羊茅受石油污染的影響大于早熟禾。

在污染環(huán)境下，具有強(qiáng)大的根系，能夠在污染物濃度較高時(shí)旺盛生長(zhǎng)，生物量越大的植物，越能夠吸收或富集污染物，具有更大的凈化能力[13]。生物量是修復(fù)石油污染速度的指示指標(biāo)[14-16]。趙麗君等[16]研究表明苜蓿的單株生物量在一定石油污染濃度范圍內(nèi)并未受到抑制，對(duì)石油污染土壤具有一定的耐受能力，具有修復(fù)石油污染土壤的潛力。該研究中，雖然高羊茅的單株鮮質(zhì)量較大，但與早熟禾相比，高羊茅的株高和單株鮮質(zhì)量降低程度較大，說明高羊茅受脅迫影響較大。

該研究結(jié)果表明，2種草坪草種子萌發(fā)指標(biāo)和生長(zhǎng)指標(biāo)隨著土壤中石油污染濃度的升高而降低。與早熟禾相比，高羊茅的各指標(biāo)的降低程度較大，說明早熟禾對(duì)土壤石油污染的抗性要好于高羊茅。該研究可為大慶油田土壤污染的修復(fù)提供一定程度的參考依據(jù)，豐富油田的綠化景觀。

參考文獻(xiàn)：

[1]張麗輝，劉爽，趙驥民.土壤石油污染對(duì)2種藜科植物種子發(fā)芽率的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（34）：10995-10996.

[2]彭昆國(guó)，楊麗珍，榮亮，等.土壤石油污染對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的響應(yīng)[J].環(huán)境污染與防治，2012，34（7）：19-23.

[3]宋曦，王金成，井明博，等. 紫花苜蓿對(duì)隴東黃土高原油污土壤場(chǎng)地生態(tài)修復(fù)的綜合響應(yīng)[J].草業(yè)科學(xué)， 2019， 36（7）： 1754-1764.

[4]趙麗君，張鳳杰，曲艷平，等.石油污染脅迫對(duì)苜蓿種子萌發(fā)的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2017，23（9）：82-85.

[5]馬藝文，齊 月，李俊生，等.石油污染脅迫下堿蓬（Suaeda glauca）和翅堿蓬（Suaeda salsa）萌發(fā)生長(zhǎng)的響應(yīng)特征[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)， 2019，25（2）： 313-320.

[6]徐艷，史高琦，王曙光，等. 紫花苜蓿對(duì)石油污染土壤的修復(fù)響應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2018，41（S2）：25-28.

[7]祁迎春，王建，王宏，等.陜北 7 種雜草種子對(duì)石油污染的耐受性研究[J].環(huán)境科技，2014，27（3）：5-9，14.

[8]彭勝巍.石油污染土壤的花卉植物修復(fù)研究[D].天津：南開大學(xué)，2009.

[9]鞠世杰，劉昊，鄭劍，等.石油污染對(duì)植物種子發(fā)芽和早期生長(zhǎng)的影響[J].北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，44（6）：59-62

[10]肖易，李先梅，金濤，等.土壤石油污染對(duì)幾種牧草植物發(fā)芽的影響[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，11（11）：60-62，67.

[11]孫景寬， 張文輝， 張潔明，等.種子萌發(fā)期4種植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)及其抗旱性評(píng)價(jià)研究[J].西北植物學(xué)報(bào)， 2006，26（9）：1811-1818.

[12]張聃， 曹昀，鄭林.濕地松種子萌發(fā)對(duì)模擬水分脅迫的響應(yīng)[J].水土保持研究， 2011，18（1）： 188-191.

[13]劉亭亭，季鳴童，張志華.石油污染土壤的生態(tài)修復(fù)[J].廣東化工，2010（12）：103-104.

[14]李帥國(guó)，張鳳杰，劉璐，等石油污染對(duì)披堿草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，24（8）：82-84.

[15]劉繼朝，張燕平，鄒樹增.土壤石油污染對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].水土保持通報(bào)，2009，29（3）：123-126.

[16]趙麗君，張鳳杰，曲艷平，等.石油污染脅迫對(duì)苜蓿種子萌發(fā)的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，23（9）：82-85.