石油汙染脅迫下油菜素內酯對刺槐生長的作用論文

　　陝北黃土丘陵區是我國重要的石油開採基地，在我國能源建設中佔據著重要地位並做出著巨大貢獻，然而在開發過程中不可避免地對周邊環境造成石油汙染危害[1]。植物修復具有處理成本低、吸收汙染物的生物量大、兼顧美化環境等優點[2]，因此成為治理環境汙染的常見措施之一。刺槐是陝北常見造林樹種，但在土壤石油汙染立地存在生長不良甚至死亡問題，不利於植物修復[3]。所以提高刺槐在石油汙染下的生長，對陝北石油汙染區的治理具有重要意義。

　　油菜素內酯（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，並且獲得非常容易，無毒廉價[7]，可廣泛用於生產實踐中。目前，國內外針對BR的研究主要集中在乾旱[8—9]、寒冷[10]、鹽鹼[11]、重金屬[12—13]條件下對植物的影響，而對於石油汙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後，用不同石油汙染濃度的土壤進行盆栽試驗。在測定生長動態、根系發育、生物量累積等基礎上，分析BR對刺槐在石油汙染脅迫下各指標的影響，評價土壤石油汙染下BR對刺槐的影響，以期為陝北石油汙染立地的植被恢復和植物修復提供科學依據和指導。

　　1材料與方法

　　試驗於2013年在陝西楊陵西北農林科技大學苗圃基地進行。

　　1。1試驗材料與處理盆栽試驗用土來自陝北安塞縣化子坪鎮人為活動稀少的荒草地0~20cm無汙染土壤。石油汙染物為當地油井出產的原油。油菜素內酯選用成都新朝陽生物激素研究所生產的碩豐481乳劑，濃度0。007 5%。根據對陝北當地土壤的實際調查，其土壤石油濃度為10~20g·kg—1，所以設計3個土壤石油汙染濃度水平：10、15、20g·kg—1（土壤乾重）。具體配製方法為土壤風乾後，過4mm篩，按設計的石油汙染水平新增原油，人工混合，先用少量土與石油混合，均勻後，再將拌好的土與剩餘土混合；設計4個油菜素內酯濃度處理：0、0。1、0。3、0。5mg·L—1。

　　配製時先用少量溫水（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，購自陝北安塞化子坪鎮苗圃。先用不同濃度油菜素內酯溶液浸泡根部30min後，栽入不同土壤石油汙染濃度的桶中，每種處理栽5桶。至苗木展葉期，葉面進行對應濃度油菜素內酯噴施處理。至6月下旬置於可移動式防雨棚內進行控水，採用稱重法[14]將土壤水分統一控制在土壤田間持水量75%的水平。

　　1。2測定指標與方法

　　於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，對幹物質量、主根長和一級側根和二級側根進行統計。

　　1。3資料處理

　　採用SPSS17。0軟體對試驗資料進行統計分析，用平均值±標準誤表示測定結果，Duncan法進行多重比較（p<0。05）。使用Origin9。0軟體進行繪圖。

　　2結果與分析

　　2。1油菜素內酯對土壤石油汙染脅迫下刺槐苗高、徑生長的影響

　　如圖1所示，在3個石油濃度下經不同濃度BR處理後，其株高在整個測定期均高於對照；同一石油濃度水平經不同BR處理的株高增長幅度存在差異，0。3mg·L—1增長最顯著。在生長末期最後測定時，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於對照；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於對照（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。在生長末期最後測定時，不同石油濃度下BR0。3mg·L—1處理對地徑的增長效應均是最佳的，地徑最大提高了19。15%。

　　2。2油菜素內酯對土壤石油汙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個石油濃度下經不同濃度BR處理後，與對照相比，地上幹物質量均顯著增大（p<0。05），較對照增加了60。37%~121。62%，同一石油汙染濃度經不同BR處理後其地上幹物質量基本持平（除15g·kg—1石油汙染濃度）；主根長也都顯著增大（p<0。05）；一級和二級側根數目有所增多，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幹物質量也呈增加趨勢（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%，同一石油汙染濃度經不同BR處理後其根系幹物質量基本持平（除10g·kg—1石油汙染濃度）。

　　3結論與討論

　　石油汙染會使土壤含水率、pH值、硝態氮、速效磷、全鉀和速效鉀含量顯著降低[3]，研究表明，植物的生長與環境的水分和環境因子有顯著關係[15]，導致植物生長所需的水分和營養元素有所欠缺，從而影響其正常生長。山寶琴[16]等透過研究得出，刺槐的株高、乾重與石油汙染濃度呈負相關關係。有研究指出，BR能促進樹木在逆境時的生長[17]。BR可以透過各種機制（XET、微管）使植物細胞壁鬆弛，擴大細胞體積來促進對水分和養分的吸收攝入，同時BR還可以透過促進光合作用來提高植物的核酸和蛋白質，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、地上乾重和根系乾重呈負相關，汙染濃度越大，刺槐生長所受影響越大。對土壤石油汙染脅迫下（10、15、20g·kg—1）的刺槐苗施用不同濃度（0。1、0。3、0。5mg·L—1）的油菜素內酯後，BR促進植物對水分和養分的吸收，緩解了石油汙染導致的水分和養分的不足，同時BR促進了細胞的分裂，透過提高光合作用使核酸和蛋白質含量提高，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酯的對照得到有效的改善，表現在提高了苗木株高和地徑，促進了苗木根系發育和生長，最終使刺槐苗乾重顯著增加，其中在3個石油濃度下均以0。3mg·L—1的BR處理表現最佳。苗木整體生長的改善增強了其在土壤石油汙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於根際土壤微生物的生長並進一步發揮對土壤中石油汙染物的直接和間接降解作用。

　　綜上所述，不同土壤石油汙染濃度下，相比清水對照，不同濃度的油菜素內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%，根系幹物質量積累提高19。33%~158。63%，地上幹物質量積累提高了60。37%~121。62%，有效地緩解石油汙染脅迫對刺槐苗生長的影響。綜合10~20g·kg—1土壤石油汙染濃度下，油菜素內酯對刺槐苗生長的促進效應，最佳的施用濃度為0。3mg·L—1。

　　參考文獻：

　　[1] 孫鐵珩，周啟星，李培軍。汙染生態學[M]。北京：科學出版社，2001：309—368。