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

（安徽科技學院 城建與環(huán)境學院，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

（安徽科技學院 城建與環(huán)境學院，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，葉片相對電導率值最大.由此說明，在幾種植被中，三角酢漿草較適應石英砂尾礦環(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云母等雜質，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].

植被修復是礦區(qū)生態(tài)恢復的主要內(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)恢復或生態(tài)改良.由于植被修復的長期性效應、相對成本較低和生態(tài)效益明顯，已越來越受到人們的關注，并在環(huán)境污染治理、生態(tài)脆弱區(qū)恢復和景觀美化等方面得到廣泛應用.植被修復將是改善受損毀區(qū)域的生態(tài)功能、恢復礦區(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)建設與人類生活的協(xié)調和可持續(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院校園內(nèi)和鳳陽縣周邊取得.

1.2 試驗設計

試驗于2011年2月～7月在安徽科技學院種植科技園內(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]；電導率的測定采用電導率儀進行測定[5].

2 結果與分析

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能力有所差異，三角酢漿草適應性最強，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能力強，相比較紅花酢漿草不適應石英砂尾礦的環(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)電解質外滲，使相對電導率增加.由圖5可知，銅錘草的相對電導率最高為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-同化的關鍵酶，植物體內(nèi)硝酸還原酶活力(NRA)的高低直接影響介質中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

通過本實驗結果可以看出，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，土質養(yǎng)分少，因此在試驗過程中要適時澆水和施用復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)導刊,2008(3):16-18.

〔3〕吳燕,陳鴻,肖盺迪.植被修復技術在礦區(qū)的應用研究進展[J].牡丹江師范學院學報(自然科學版),2011(3):28-30.

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

〔5〕趙世杰,劉華山，等.植物生理學實驗指導[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)學報,2008,17(6):52～59.

S688

A

1673-260X（2012）08-0024-03

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