●葛海香 邢萬堂

（1.青島恒星科技學(xué)院 山東 青島 266100；2.中國海洋大學(xué) 山東 青島 266100）

鉛作為一種最常見且危害極大的重金屬污染物之一，易對土壤與河流、湖泊造成不同程度的污染，環(huán)境中鉛污染的治理已迫在眉睫[1]。對此，我國開展如化學(xué)降污、物理降污、微生物修復(fù)等鉛污染治理技術(shù)，雖取得一定成效，但在修復(fù)過程中也伴隨著其他環(huán)境問題的產(chǎn)生。利用植物進(jìn)行環(huán)境修復(fù)是一項(xiàng)綠色無污染的治理手段，因其具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等優(yōu)點(diǎn)而為社會所接受[2,3]。垂盆草為景天科景天屬的多年生草本，抗逆性強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于草坪、地被及植被花壇綠化中，起著增加園林景觀多樣性的作用；在屋面綠化、護(hù)坡綠化、居室美化等方面也有很好的應(yīng)用前景[4]，但對其耐鉛生理機(jī)制鮮見報道。本實(shí)驗(yàn)將以土培的方法，將垂盆草幼苗栽植于不同 體積分?jǐn)?shù)的鉛尾礦礦砂中進(jìn)行處理，分析探究觀賞性植物垂盆草在鉛環(huán)境下對其生長及生理指標(biāo)的影響，探討其對鉛的耐受性，以期為利用垂盆草進(jìn)行鉛污染土壤的修復(fù)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試鉛尾礦砂取自于江西省德興鉛尾礦壩（北緯28°96'、東經(jīng)117°58'），園土為江西財經(jīng)大學(xué)麥廬園校區(qū)內(nèi)表層林下土（0～20cm），用土經(jīng)自然風(fēng)干后研磨與過篩（孔徑3mm），剔除多余雜質(zhì)，后期與礦砂按既定比例混合均勻裝盆備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 幼苗培育和鉛脅迫處理 幼苗的生長與生理試驗(yàn)于江西財經(jīng)大學(xué)原資源與環(huán)境管理學(xué)院進(jìn)行。在垂盆草幼苗的選育上參照Han等[5,6]的方法，選取長勢健康、一致的垂盆草幼苗（株高約5～7cm）栽植于塑料花盆（規(guī)格20.5cm×15.5cm）中，為進(jìn)一步預(yù)防土壤中鉛的流失，在盆內(nèi)分別套入2層塑料袋。將園土與鉛尾礦砂依照不同的體積比例混合制成5種栽培基質(zhì)：100%園土(CK)、75%園土+25%鉛、50%園土+50%鉛、25%園土+75%鉛、100%鉛。每種處理3盆，每盆培植5株垂盆草。園土用0.15%氯化汞溶液消毒5min，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。將栽植的幼苗置于室外，讓其在自然光照條件下進(jìn)行生長，處理期每2d澆1次水。28d后將各處理容器中的幼苗取出，用蒸餾水清洗干凈并用吸水性較好的紙巾（無棉絮）吸干幼苗表面多余水分，以備后續(xù)實(shí)驗(yàn)順利開展。

1.2.2 幼苗生長和生理指標(biāo)測定 每盆重復(fù)處理中隨機(jī)挑選3株，用平行尺測量幼苗的地上部與地下部的生長狀況，結(jié)果取3株幼苗的平均值。并將每株幼苗的地上部與地下部分開處理，后經(jīng)105℃高溫殺青120min，隨后以恒溫60℃烘干至恒定質(zhì)量，分別進(jìn)行稱重測量，結(jié)果取平均值統(tǒng)計。

取剩余2株幼苗同一位置的新摘葉片，測其葉內(nèi)光合色素含量，參照楊敏文[7]丙酮-乙醇混合提取法。以各項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)測定3次后的平均值作為最終結(jié)果。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理

應(yīng)用軟件Excel 2016和SPSS 18.0以及鄧肯氏（Duncan’s）新復(fù)極差法對相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的進(jìn)行具體的處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同體積分?jǐn)?shù)鉛尾礦砂處理對垂盆草幼苗生長指標(biāo)的影響

表1 鉛脅迫下垂盆草植株的生長情況

由表1可見，垂盆草幼苗的栽植隨土壤中Pb含量的升高，地上部、地下部生長指標(biāo)均呈下降的態(tài)勢。在純Pb條件下，幼苗的地上部、地下部生長指數(shù)最低，分別較對照下降34.20%和17.53%。幼苗的地上部分生長指標(biāo)與對照相比在1/2Pb、3/4Pb和純Pb下存在顯著差異（P＜0.05），而幼苗的地下部分生長指標(biāo)在Pb脅迫條件下與對照存在顯著差異（P＜0.05）。

對于不同體積分?jǐn)?shù)鉛處理下幼苗地上部、地下部干質(zhì)量均有所降低，在純Pb條件下降至最低，相較對照分別下降6.38%和66.67%，而地上部干質(zhì)量與對照相較無明顯差異（P＞0.05）。

經(jīng)耐性指數(shù)的分析，各處理組的耐性指數(shù)變化與鉛含量呈反比，表明幼苗在鉛脅迫過程中受到不同程度迫害。

2.2 不同體積分?jǐn)?shù)鉛尾礦砂處理對垂盆草幼苗光合色素含量的影響

表2 鉛脅迫下垂盆草光合色素含量

由表2所示，隨著Pb體積分?jǐn)?shù)的增加，幼苗葉片中光合色素含量呈下降趨勢，在純Pb條件下降至最低，較對照分別降低64.71%、65.08%和54.89%。其葉綠素a在1/2Pb、3/4Pb和Pb條件下與對照顯著差異(P＜0.05)，而葉綠素b和胡蘿卜素較對照均無顯著差異(P＞0.05)。

3 討論

鉛并非植物生長所必需的元素，不同植物對鉛脅迫條件下的反應(yīng)也各不相同，而植物的生長情況則可以直觀反映出植物在受到鉛脅迫時所產(chǎn)生的抗性[6]，這也是作為判斷植物的抵抗能力以及所受脅迫的重要依據(jù)。隨Pb體積分?jǐn)?shù)的增加，垂盆草幼苗的生長與干質(zhì)量均有所降低，說明垂盆草對鉛脅迫具有一定耐性。

鉛脅迫會迫使植物體內(nèi)細(xì)胞膜及葉綠體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并進(jìn)一步抑制植物生長[8]。而光合色素含量的變化在一定程度上也反映出了植物的光合能力的強(qiáng)弱[9]。垂盆草幼苗葉片的光合色素含量變化隨著鉛體積分?jǐn)?shù)的增加而降低，且在純鉛條件下含量達(dá)到最低。由此可知，垂盆草幼苗在純鉛脅迫下，體內(nèi)的葉綠體結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致光合色素含量降低，進(jìn)而影響光合作用。

土壤中不同含量的鉛對垂盆草幼苗的生長和生理均會產(chǎn)生不同程度的影響。但在低體積分?jǐn)?shù)的鉛脅迫處理下培養(yǎng)28d，其生長和生理指標(biāo)相較對照未有明顯變化，說明在低體積分?jǐn)?shù)脅迫下幼苗可利用自身的抗氧化系統(tǒng)來降低鉛對其自身細(xì)胞的侵害，從而確保植物在該逆境中能夠正常的存活。

4 結(jié)論

垂盆草幼苗對低體積分?jǐn)?shù)鉛尾礦砂有一定的耐性，并為鉛污染下土壤的生態(tài)修復(fù)提供一定參考依據(jù)。