全 文 ：盐渍化胁迫下油葵对土壤原油污染的适应性
及其改良措施∗
张京磊　 慈华聪　 何兴东∗∗　 梁玉婷　 赵　 绚　 孙会婷　 颉洪涛
（南开大学生命科学学院， 天津 ３０００７１）
摘　 要　 为了探究植物在盐渍化胁迫下对原油污染的适应性及改良措施，本研究以油葵作为
研究对象，进行了原油⁃氯化钠⁃脱硫石膏盆栽正交试验和煤渣⁃沸石⁃脱硫石膏⁃锯沫盆栽正交
试验．结果表明： 在盐渍化条件下，随着原油浓度的增大，油葵幼苗株高相对生长率（ＲＧＲ）、地
上生物量 ＲＧＲ、根氮磷比均显著减小，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）和过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性呈先
增加后显著降低的趋势；随着锯沫体积分数的加大，油葵株高 ＲＧＲ 和地上生物量 ＲＧＲ 均显
著增加，ＳＯＤ活性逐渐降低，说明锯沫在改良盐渍化原油污染土壤方面比煤渣、沸石和脱硫石
膏效果显著．在盐渍化条件下，原油污染能够降低油葵幼苗的生长率，锯沫对改良原油污染有
较好的效果．
关键词　 盐渍化； 原油污染； 油葵； 相对生长率； 氮磷比； 抗氧化酶
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）１１－３５０３－０６　 中图分类号　 Ｑ９４８．１１６　 文献标识码　 Ａ
Ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｔｏ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
ｍｅａｓｕｒｅｓ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｒｅｓｓ． ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ⁃ｌｅｉ， ＣＩ Ｈｕａ⁃ｃｏｎｇ， ＨＥ Ｘｉｎｇ⁃ｄｏｎｇ， ＬＩＡＮＧ Ｙｕ⁃
ｔｉｎｇ， ＺＨＡＯ Ｘｕａｎ， ＳＵＮ Ｈｕｉ⁃ｔｉｎｇ， ＸＩＥ Ｈｏｎｇ⁃ｔａｏ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｎａｎｋａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７１， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（１１）： ３５０３－３５０８．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ ｔｏ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｉｍ⁃
ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ａ ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｏ⁃
ｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ⁃ｓｏｄｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ⁃ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｇｙｐｓｕｍ ａｎｄ ｃｉｎｄｅｒ⁃ｚｅｏｌｉｔｅ⁃
ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｇｙｐｓｕｍ⁃ｓａｗｄｕｓｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｃｏｎｃｅｎ⁃
ｔｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ （ＲＧＲ） ｏｆ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ， ＲＧＲ ｏｆ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｒｏｏｔ Ｎ：
Ｐ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ Ｈ． ａｎｎｕｕｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳＯＤ ａｎｄ ＣＡＴ ｉｎ⁃
ｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ｔｈｅ ＲＧＲ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ （Ｐ＜０．０５）， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳＯＤ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｗｄｕｓｔ， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｓａｗｄｕｓｔ ｈａｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉ⁃
ｓｏｎ ｗｉｔｈ ｃｉｎｄｅｒ， ｚｅｏｌｉｔｅ， ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｇｙｐｓｕｍ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ
ｏｆ ｓｏｉｌ ｃｏｕｌｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ｏｆ Ｈ． ａｎｎｕｕｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇ， ａｎｄ ｓａｗｄｕｓｔ ｃｏｕｌｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｎ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ； ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ； Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ； ＲＧＲ； Ｎ ／ Ｐ ｒａｔｉｏ； ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎ⁃
ｚｙｍｅ．
∗国家高技术研究发展计划项目（２０１３ＡＡ０６Ａ２０５）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｘｉｎｇｄ＠ ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１５⁃０６⁃０５收稿，２０１５⁃０７⁃２８接受．
　 　 土壤的石油污染是世界性的环境问题之一［１］ ．
我国东北、华北、西北地区含有丰富的油气资源，同
时上述地区土壤都不同程度的盐渍化［２］ ．在长期勘
探开采、储运炼制过程中，由于操作不当、事故泄漏
及钻井液影响，石油烃类污染已造成严重的土壤环
境破坏［３－４］，因此，如何采取相关措施修复原油污染
土壤，降低生态风险，是亟待解决的环境瓶颈问
题［５］ ．
原油污染土壤的生境中，植物体内抗氧化防御
系统的变化是指示原油污染物胁迫的生物标志
物［６］，已成为环境科学领域的研究热点．在逆境情况
下，植物体内会产生大量的活性氧自由基，过量自由
基会使以超氧化物歧化酶 （ ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ｄｉｓｍｕｔａｓｅ，
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 １１月　 第 ２６卷　 第 １１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｎｏｖ． ２０１５， ２６（１１）： ３５０３－３５０８
ＳＯＤ）、过氧化物酶（ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ， ＰＯＤ）和过氧化氢酶
（ｃａｔａｌａｓｅ， ＣＡＴ）为主的抗氧化防御系统遭到破坏，
对细胞构成氧化胁迫， 造成 ＤＮＡ 链断裂、脂质过氧
化、酶蛋白失活等氧化损伤，从而影响植物的生长．
因此，ＳＯＤ、ＰＯＤ和 ＣＡＴ 等酶活性的变化在一定程
度上能反映机体在环境胁迫下抗氧化系统的变化，
可作为环境污染胁迫的指标［７］ ．另一方面，原油污染
常会对植物生长形成胁迫，进而影响植物的生长率，
生长率假说表明，氮磷比的大小影响植物的生长
率［８－１０］ ．
油葵（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ）是油用型向日葵的俗
称，是世界四大油料作物之一．具有耐干旱、耐瘠薄、
早熟高产、适应性强等特点，是菊科双子叶植物中的
耐盐作物，有盐碱地先锋作物之称［１１］ ．本研究以油
葵为研究对象，通过室内盆栽试验模拟盐渍化原油
污染土壤，研究了油葵对盐渍化原油污染土壤的响
应，比较了煤渣、沸石、脱硫石膏、锯沫 ４种改良物质
对盐渍化原油污染土壤的改良效果，分析了原油污
染土壤中油葵生长率的变化以及油葵体内氧化酶和
氮磷比的变化，旨在为原油污染土壤的植物修复提
供理论依据．
１　 材料与方法
１􀆰 １　 试验材料与设计
油葵种子购于种子公司，原油取自大港油田，土
壤取自天津塘沽大田，煤渣为农家蜂窝煤残渣，脱硫
石膏取自电厂，沸石为购买的天然沸石，锯沫取自木
材厂．本研究分为两个正交试验，都采用 Ｌ１６（４５）正
交表，每处理 ３ 个重复．第 １ 个为原油⁃氯化钠⁃脱硫
石膏正交试验：原油的 ４ 个水平分别为 ０％、０􀆰 ６％、
１􀆰 ２％和 １．８％，氯化钠含量分别为 ０％、０．１５％、０􀆰 ３％
和 ０􀆰 ４５％，脱硫石膏含量分别为 ０％、０．３％、０．６％和
０．９％，本试验目的是探究油葵在盐渍化原油污染环
境下的生理生长状况．第 ２ 个为煤渣⁃沸石⁃脱硫石
膏⁃锯沫正交试验：煤渣体积分数分别为 ０％、５％、
１０％和 １５％，沸石体积分数分别为 ０％、５％、１０％和
１５％，脱硫石膏含量分别为 ０％、 ０． ３％、 ０． ６％和
１􀆰 ２％，锯沫体积分数分别为 ０％、５％、１０％和 １５％，
原油含量均为 １．５％，氯化钠含量均为 ０．２％，本试验
目的主要是通过油葵的生理生长状况来探究 ４种外
源添加物质对盐渍化原油污染土壤的改良效果．
１􀆰 ２　 试验方法
２０１４年 １０ 月 ５ 日，在南开大学温室用穴盘育
苗，基质为蛭石，每穴表面播 ３～４ 粒种子，然后盖上
一层纸膜，在纸膜上浇水，出苗后揭掉纸膜，每天保
持穴盘湿润状态．
２０１４年 １０ 月 ２５ 日，按照试验设计的处理水
平，向土壤中加入试验所需的物质，充分混合使其均
匀，然后将其分别装入事先标有相应号码的塑料盆
中．试验所用的 ＰＶＣ 塑料盆高 ×口径为 １５ ｃｍ ×
１２ ｃｍ，装土深为 １２ ｃｍ，每盆混合土质量为 １．１ ｋｇ．
从穴盘中选取大小一致的幼苗分别置于不同处
理的盆中，每个试验分别为 ４８ 盆，总共 ９６ 盆．移苗
后，９６盆中分别浇蒸馏水 ３００ ｍＬ以缓苗．测量 ９６盆
油葵幼苗的株高．同时从穴盘中挑取大小一致的油
葵幼苗 ５０株并测量株高，再将这 ５０株幼苗挖出，清
洗根部泥土，用滤纸吸掉水分，测量幼苗的根长，称
量地上部和地下部生物量．
此后，定期对试验盆浇蒸馏水，每次 ３００ ｍＬ，试
验期间，温室白天平均温度在 ２５ ℃左右，夜间在
１８ ℃左右．
２０１４年 １１月 ２３ 日，盆栽试验结束，期间油葵
幼苗生长了 ３０ ｄ．将每盆油葵苗挖出、清洗，测量每
株幼苗的株高和根长，称量地上部和地下部生物量．
然后分别装入贴有标签的封口袋中，放入－８０ ℃冰
箱中保存备用．
植物全氮含量采用 Ｈ２ＳＯ４⁃Ｈ２Ｏ２消煮、凯氏定氮
法测定［１２］，植物全磷含量采用 Ｈ２ＳＯ４⁃Ｈ２Ｏ２消煮、钼
锑抗比色法测定［１２］ ．ＳＯＤ活性采用 ＮＢＴ光化还原法
测定［１３］，ＣＡＴ 活性参考张蜀秋等［１３］的方法测定，
ＰＯＤ活性参考孙群等［１４］的方法测定．组织含水量采
用烘干法测定．
１􀆰 ３　 数据处理
所有数据经 Ｅｘｃｅｌ 处理，计算油葵相对生长率、
氮磷比、抗氧化酶活性的平均值和标准误，并作图，
之后采用 ＳＰＳＳ ２０．０检验其差异显著性（α＝ ０．０５）．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 盐渍化条件下原油污染与改良措施对油葵生
长率的影响
原油⁃氯化钠⁃脱硫石膏正交试验结果表明（图
１），原油对油葵地上生物量相对生长率（ＲＧＲ）的影
响最为显著（Ｐ＜０．０５），低浓度原油含量时（０．６％），
油葵地上生物量 ＲＧＲ 下降明显，不足对照的 １ ／ ３，
随着原油含量的增加，油葵地上生物量 ＲＧＲ继续降
低，当原油含量达到最大时（１．８％），油葵地上生物
量 ＲＧＲ 降到最低，不足对照的 １ ／ ６；原油对株高和
根长ＲＧＲ无显著影响（ Ｐ ＞ ０ ． ０５） ．氯化钠对根长
４０５３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 １　 原油⁃氯化钠⁃脱硫石膏正交试验油葵幼苗相对生长率
的变化
Ｆｉｇ．１　 Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＲＧＲ ｏｆ Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏ⁃
ｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ⁃ＮａＣｌ⁃ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｇｙｐｓｕｍ．
Ⅰ： 株高 Ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ； Ⅱ： 根长 Ｒｏｏｔ ｌｅｎｇｔｈ； Ⅲ： 地上生物量
Ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ． 不同字母表示同一指标间差异显著（Ｐ＜０．０５）
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ｉｎｄｅｘ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
ＲＧＲ影响显著，ＮａＣｌ 含量大于 ０．３％时，根长 ＲＧＲ
明显降低（Ｐ＜０．０５）．
　 　 原油⁃氯化钠⁃脱硫石膏正交试验结果表明（表
１），原油处理组油葵根部氮含量显著低于对照（Ｐ
＜０．０５），原油含量 ０．６％、１．２％、１．８％时，油葵根部氮
含量分别为对照处理的 ６０．３％、５４．８％和 ４７．３％，但
各个处理组之间差异不显著．尽管原油对油葵根部
磷含量影响不显著，但施加原油的油葵幼苗根部氮
磷比均显著小于未施加处理．
表 １　 原油对油葵根部氮、磷、氮磷比的影响
Ｔａｂｌｅ １　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｏｎ ｔｏｔａｌ Ｎ， ｔｏｔａｌ Ｐ ａｎｄ Ｎ ／ Ｐ
ｒａｔｉｏ ｉｎ Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ ｒｏｏｔｓ （ｍｅａｎ±ＳＥ）
原油含量
Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ
ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ （％）
氮含量
Ｎ ｃｏｎｔｅｎｔ
（ｇ·ｋｇ－１）
磷含量
Ｐ ｃｏｎｔｅｎｔ
（ｇ·ｋｇ－１）
Ｎ ／ Ｐ
０ １．４６±０．０７ａ １．２６±０．１４ａ １．１９±０．１２ａ
０．６ ０．８８±０．１０ｂ １．３５±０．１３ａ ０．６７±０．０９ｂ
１．２ ０．８０±０．１０ｂ １．３８±０．０９ａ ０．５９±０．０８ｂ
１．８ ０．６９±０．１０ｂ １．１８±０．１６ａ ０．６０±０．０６ｂ
同列不同字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｗｉｔｈｉｎ
ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０􀆰 ０５
ｌｅｖｅｌ．
　 　 煤渣⁃沸石⁃脱硫石膏⁃锯沫正交试验结果表明
（图 ２），煤渣、沸石和脱硫石膏对油葵幼苗 ＲＧＲ 影
响均不显著，而锯沫影响显著．其中，施加锯沫对油
葵幼苗株高和地上生物量 ＲＧＲ 均影响显著 （ Ｐ
＜０􀆰 ０５），但对油葵根长 ＲＧＲ 影响不显著．随着锯沫
体积分数的增加，株高和地上生物量 ＲＧＲ 逐渐增
加，当锯沫体积分数为 １０％和 １５％时，株高 ＲＧＲ 显
著大于对照，当锯沫体积分数达到最大（１５％）时，
地上生物量 ＲＧＲ达到最大并表现出显著性差异（Ｐ
＜０．０５）．
２􀆰 ２　 盐渍化条件下原油污染与改良措施对油葵抗
氧化酶活性的影响
原油⁃氯化钠⁃脱硫石膏正交试验结果表明（图
３），油葵叶 ＳＯＤ、ＣＡＴ 活性随着原油含量增加均先
增加后降低，且差异显著（Ｐ＜０．０５）．但 ＳＯＤ 和 ＣＡＴ
对原油含量的敏感度不同，在低含量原油时
（０􀆰 ６％），ＳＯＤ活性首先增加，随着原油含量继续增
大，ＳＯＤ 活性随之降低，当原油含量达到最大
（１􀆰 ８％）时， ＳＯＤ 活性降到最低；低含量原油时
（０􀆰 ６％），ＣＡＴ活性并无显著变化，当原油含量继续
图 ２　 原油污染下锯沫对油葵幼苗相对生长率的影响
Ｆｉｇ．２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓａｗｄｕｓｔ ｏｎ ＲＧＲ ｏｆ Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ ｓｅｅｄ⁃
ｌｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．
图 ３　 原油对油葵幼苗体内抗氧化酶活性的影响
Ｆｉｇ．３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎ⁃
ｚｙｍｅｓ ｉｎ Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．
５０５３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 张京磊等： 盐渍化胁迫下油葵对土壤原油污染的适应性及其改良措施　 　 　 　 　 　
图 ４　 原油污染下锯沫对油葵体内抗氧化酶活性的影响
Ｆｉｇ．４ 　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓａｗｄｕｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎ⁃
ｚｙｍｅｓ ｏｆ Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ａｎｎｕｕｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｒｕｄｅ ｏｉｌ ｐｏｌｌｕ⁃
ｔｉｏｎ．
增大到 １􀆰 ８％时，ＣＡＴ 活性显著降低．本研究中未发
现 ＰＯＤ对试验范围原油含量的敏感性．
煤渣⁃沸石⁃脱硫石膏⁃锯沫正交试验结果表明
（图 ４），煤渣、沸石和脱硫石膏对油葵幼苗抗氧化酶
活性影响均不显著，锯末对 ＳＯＤ活性影响显著．ＳＯＤ
活性随着锯沫体积分数的增加而降低，当加入少量
的锯沫时（５％），ＳＯＤ 活性比对照降低，但并没有显
著性差异，当锯沫继续增加，ＳＯＤ 活性持续降低，并
在锯沫体积分数达到最大（１５％）时，表现出显著性
差异（Ｐ＜０．０５）．本研究中，锯沫对 ＣＡＴ 和 ＰＯＤ 活性
并没有显著影响．
３　 讨　 　 论
３􀆰 １　 盐渍化条件下原油污染对油葵生长的影响
本研究结果表明，盐渍化条件下，原油污染能显
著降低油葵幼苗的生长率，株高和生物量都随着原
油浓度的增加表现出不同程度的降低，这与前人的
研究基本一致［１５］ ．出现这种现象的原因是：原油处
理后，油葵叶片开始出现不同程度的发黄现象，高含
量原油处理组的油葵叶片甚至出现局部发黑、干枯
现象，这严重影响了油葵的生长．但也有学者认为这
是植物通过叶片挥发的形式来分解有机污染物．
Ｗｉｌｓｔ等［１６］发现种植在原油污染土壤中的苜蓿叶片
有灼伤的现象，他们推测有未知物质从污染土壤中
通过植物叶片转移到空气中挥发掉了，并且随着试
验的进行叶片的灼伤现象逐渐消失，表明造成叶片
灼伤的污染物消失了． Ｓｃｈｗａｂ 等［１７］利用紫花苜蓿
（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ）和牛毛草（Ｂｕｌｂｏｓｔｙｌｉｓ ｂａｒｂａｔａ）研究
植物根系对萘的吸附降解时，发现植物挥发所占比
例最大，达 ３２％～４５％．油葵是否可以通过叶片挥发
的形式来对原油污染产生一定的适应性还需进一步
探究．在本研究之前的一年里，我们分别进行了狼尾
草（Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ａｌｏｐｅｃｕｒｏｉｄｅｓ）、碱蓬（Ｓｕａｅｄａ ｇｌａｕｃａ）、
紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ）和紫茉莉（Ｍｉｒａｂｉｌｉｓ ｊａｌａ⁃
ｐａ）相同试验处理，均告失败，说明狼尾草、碱蓬、紫
花苜蓿和紫茉莉不能有效抵御原油的胁迫，而油葵
抵御原油胁迫的效果要好得多．
原油污染影响植物生长主要是通过限制植物对
氮磷的吸收．氮和磷是植物生长的必需元素，同时也
最容易成为生长的限制元素［１８－２０］ ．原油进入土壤后
会发生一系列的物理、化学、生物变化，从而使得土
壤的理化性质发生变化．任芳菲［２１］对大庆油田土壤
的研究结果表明，石油污染土壤的有效氮、有效磷含
量显著降低．刘五星等［２２］研究表明，石油污染土壤
对全氮、全磷无显著影响，但会使土壤有机质增加，
ｐＨ降低．土壤理化性质的变化必然会影响植物的生
长．本研究结果表明，原油污染显著影响油葵体内的
氮含量，但并未对磷含量产生影响，可见原油主要通
过对氮含量影响来影响油葵的生长．由于原油对氮
含量影响显著，造成油葵体内氮磷比随着氮含量变
化而变化，这使得油葵根部氮磷比和油葵相对生长
率呈相同的变化趋势，表面上看，这与 Ｅｌｓｅｒ 等［８－１０］
提出的“生长率假说”（ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ， ＧＲＨ）
理论不一致．但我们对油蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｏｒｄｏｓｉｃａ）幼苗
叶和根氮磷比测定表明，叶和根中氮磷比的变化是
有所不同的．在本试验中，由于油葵幼苗太小，受样
品量的限制，没有测定油葵幼苗叶样品的氮磷比，这
需要以后进一步的试验分析．
原油污染会影响植物的抗氧化酶活性． ＳＯＤ 活
性的高低是植物抗逆性的重要标志之一， 它可以将
超氧阴离子自由基歧化成 Ｈ２Ｏ２，在保护系统中处于
核心地位，ＣＡＴ、ＰＯＤ可以将 ＳＯＤ 产生的 Ｈ２Ｏ２转化
为 Ｈ２Ｏ，与 ＳＯＤ 协同反应，使活性氧维持在较低水
平［２３］ ．本研究结果表明，ＳＯＤ 和 ＣＡＴ 活性对原油变
化有类似的反应趋势，均随原油含量增加呈现先增
加后降低的趋势．根据刘宛等［２４］的研究，之所以出
现酶活性先增加后降低的现象，可解释为低浓度原
油下油葵为适应性反应，酶活性增加，高浓度原油下
油葵为中毒反应，酶活性降低． ＳＯＤ 要比 ＣＡＴ 先表
现出这种差异，这可能与它们自身的反应机制有关．
总之，原油污染影响油葵的生长发育状况，使其
生长率下降，生物量降低，但油葵对低浓度的原油表
现出一定的适应性．
３􀆰 ２　 锯沫改良盐渍化原油污染土壤的效果
本研究结果表明，盐渍化条件下，煤渣、沸石和
６０５３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
脱硫石膏对油葵幼苗生长影响均不显著，理论上脱
硫石膏含有一定的钙，对抵御盐分胁迫应有作用，但
由于各处理均含有 １．５％的原油，原油对植物的影响
远超过盐分的影响，因而，脱硫石膏对油葵幼苗生长
影响不显著，在这种情况下，只有锯沫对油葵幼苗的
生长影响显著．这是由于原油进入土壤后，会增加土
壤的疏水性，降低土壤通透性，从而抑制植物生长．
锯沫本身疏松多孔，保水性较好，透气性也较好．叶
小梅等［２５］在研究木屑、蛭石、稻草 ３ 种调理剂对污
泥中石油降解速率的影响时，发现木屑效果最佳；张
坤等［２６］在麦秸强化石油烃污染耕地水浸洗盐过程
及场地试验研究中也表明，加入麦秸后土壤的疏水
性降低，透气性变好．由于锯沫本身疏松多孔，加入
土壤后有效地改善了土壤的通透性．另外，锯沫对原
油也具有一定的吸附性，可能作为吸附剂来吸附土
壤中的原油和盐分，大大缓解了对油葵的胁迫［２７］，
因此对改良盐渍化原油污染土壤有一定的效果．
抗氧化酶活性的测定同样证明了加锯末的良好
环境效应．盐渍化条件下施加锯末的原油污染土壤
处理油葵叶片 ＳＯＤ 活性随着锯沫体积分数的增大
而降低，而且 ＣＡＴ和 ＰＯＤ活性较稳定，表明锯沫的
加入大大缓解了原油对油葵的氧化损害．
对于原油和盐混合污染的土壤，原油的存在能
够影响油葵幼苗的抗氧化酶活性，而施加锯沫能够
缓解原油对油葵幼苗的氧化损失，在油田区油盐混
合物污染土壤的修复中，施加锯沫具有很好的修复
应用前景．
４　 结　 　 论
原油进入土壤后，油葵生长率降低，生物量下
降，油葵对低浓度的原油（０．６％）有一定的适应性，
在高浓度 （１．８％）情况下，油葵的生长发育受到严
重抑制．原油污染对油葵叶片抗氧化酶活性产生影
响，低浓度原油下，油葵具有一定的适应性，表现为
ＳＯＤ、ＣＡＴ活性增加，高浓度原油下，ＳＯＤ、ＣＡＴ 活性
降低．在煤渣、沸石、脱硫石膏和锯沫 ４ 种改良物中，
锯沫对原油污染土壤的改良效果最佳，添加锯沫使油
葵叶片 ＳＯＤ活性逐渐降低，株高、生物量明显增加．
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ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ （安徽农业科学）， ２００９，
３７（１８）： ８６６４－８６６５ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 张京磊， 男， １９９１年生， 硕士研究生． 主要从事
生态恢复和生态稳定性研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｈａｎｇｊｉｎｇｌｅｉ９１０５２４＠
１６３．ｃｏｍ
责任编辑　 肖　 红
８０５３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷