土壤石油污染對玉米幼苗生理指標的影響

趙華美　于廣聰　賁定丹　呂清揚　張鳳杰

摘 要：以玉米為材料，研究不同濃度土壤石油污染對玉米生長和生理指標的影響，從而初步了解玉米對石油污染土壤的耐受機制。研究結果表明：隨著石油污染濃度的增加，玉米的生長受到明顯抑制，其株高、葉片數和地上干物質較對照明顯降低。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。

關鍵詞：土壤石油污染；玉米幼苗；生理指標

中圖分類號：S513 文獻標識碼：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的重要能源基地，石油工業是該地區的支柱產業，因原油冶煉、加工、運輸過程中的泄漏、排放和發生事故等原因，導致油品直接進入土壤，造成了嚴重的土壤石油類污染[1]，進而對土壤環境質量和農作物品質造成嚴重影響。土壤石油污染對農作物的生長發育會產生不同程度的負面影響，成為遼南沿海地區不可忽視的土壤污染問題。

有關油污土壤對作物的臨界毒害濃度目前尚沒有定論，呂志萍等[2]的研究結果顯示， 石油含量在15 g·kg-1會導致玉米生長發育期滯后，出現貪青現象；土壤石油含量為3.1 g·kg-1時玉米減產10%。關于石油污染對黃綿土和潮土上小麥、玉米、苜蓿和高粱等農作物的影響已有報道[3-5]，而在遼寧南部地區棕壤上就石油污染對植物生長和土壤酶活性方面影響的研究還鮮見報道。筆者選取遼寧南部地區主要農作物玉米為研究對象，通過盆栽模擬試驗，研究不同石油污染處理對玉米苗期生長的影響，以及油污土壤上的土壤酶活性變化，以期為監測評價該區土壤石油污染的環境影響及其生物修復提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗土壤采自大連金州新區某地未受污染的表層土壤，土壤質地為砂質壤土，pH值為7.09，有機質為3.87 g·kg-1。試驗用原油采自遼河油田某生產油井。供試植物為玉米（丹玉406）。

1.2 試驗方法

按土壤中石油濃度分別為2.5，5.0，7.5，10.0，

12.5 g·kg-1，設有空白對照組，每組有3個平行樣。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，通風處放置約48 h，使其中的石油醚揮發后，裝入陶土盆中，盆內土壤厚度約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，每個處理采摘5個葉片，采摘后立即在105 ℃烘箱中殺青10 min，65 ℃烘干至恒質量，待粉碎研磨進行可溶性糖、粗纖維及葉綠素含量的測定。同時對玉米的株高、葉片數、地上干物質量進行統計。

1.3 測定項目及方法

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

1.4 數據分析

應用Excel 2000軟件對所得數據進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 石油污染對玉米生長的影響

隨著土壤中石油污染濃度的增大，玉米的株高、葉片數和地上干物質質量都有不同程度地降低。當石油質量分數為12.5 g·kg-1時，三者分別比對照降低了45.5%，53.6%，49.0%（表1）。分析表明，不同土壤中石油污染濃度對玉米株高、葉片數和地上干物質量的影響達到極顯著水平（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度和阻礙根系對養分的吸收，嚴重時會引起根系的腐爛，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]。同時石油類物質一旦進入土壤，會吸附在土壤表面，破壞土壤團聚體，加速分散土粒，降低土壤的通透性，引起土壤的表面性質改變，影響土壤中養分和水分的運動，進而阻礙植物的生長[7]。本研究中石油污染土壤上種植的玉米，其株高降低，葉片數減少和地上部干物質量顯著下降，生長受到明顯的阻礙，可能的原因之一是原油污染導致玉米幼苗養分失衡和生理性脫水[8]。

2.2 石油污染對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。

當土壤中石油濃度分別2.5，5.0，7.5，10.0，

12.5 g·kg-1時，可溶性糖含量分別比對照下降了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境污染脅迫對植物營養生長的影響。在研究的原油污染濃度范圍內，玉米葉片中可溶性糖含量都比對照有所降低。在石油濃度低于7.5 g·kg-1范圍內，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荷的增大而下降。

葉綠素是植物進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，是植物生長的重要生理參數，可用于指示植物逆境條件下的受迫害程度。從表2的數據可以明顯看出，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物，是植物生長代謝重要的生理參數之一。從表2的數據同樣可以看出，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 論

不同程度的石油污染對玉米的苗期生長有很大影響，植株的株高、葉片數和地上部分干物質量、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明顯降低的趨勢。統計結果表明，玉米的生長性狀受石油含量的影響極顯著，玉米的生長因土壤石油污染而受到抑制作用。

參考文獻：

[1] 籍國東，孫鐵珩，常士俊，等.遼河油田超稠油廢水潛流濕地處理系統研究[J].中國環境科學，2001，21（1）：85-88.

[2] 呂志萍，程龍飛.石油污染土壤中石油含量對玉米的影響[J].油氣田環境保護，2001，11（1）：36-37.

[3] 許端平，王波.土壤中石油烴類污染物對高粱玉米生長的影響研究[J].礦業快報，2006，452（12）：28-30.

[4] 李小利，劉國彬，許明祥.土壤石油污染對植物苗期生長和土壤呼吸的影響[J].水土保持學報，2007，21（3）：95-97，128.

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