全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
铅锌矿尾矿场植被重建的生态学研究
尾矿对种子萌发的影响 ’
张志权 蓝崇钮 冲山大学生物系沪州
【摘要 】 在实验条件下 , 供试的林木 、 农作物及牧草种子均能在铅锌矿尾矿中萌发 , 其中
萌发率与非污染土壤 中的相近 , 多数种子的萌发速率低于对照组 供试植物幼苗出土
天 内没有死苗现象 , 但与对照相 比 , 株高下降 , 复叶数减少 二 , 生物量下降
关键词 铅锌矿尾矿 种子萌发 植被重建
一
岁 沁 ,
‘ , , 一 ,卜 月户户 , , 一
, ,
一 一 ,
石
, 写 ,
,
一 , ,
引 言
铅锌矿尾矿是广东省产量最大的工业
固体废弃物之一 它是矿石经粉碎和浮选
中矿 、精矿后余下的微粒状固体废弃物 近
年来 , 一些矿 山企业经试验 , 将一些粗粒级
尾矿用作 旧矿井下充填材料 , 实现废物再
利用 但是 , 仍有 左右的尾矿 主要是
小于 拜 的细粒级 必须建造尾矿坝 通
常利用 一些报废的水库 加 以储存 ” 被填
满的尾矿坝便成为寸草不生的废弃地 , 以
致对周 围环境产生直接和潜在的影 响 在
这些废弃地上重建植被 , 是将污染减少到
最低限度的重要措施 等 ‘’ 曾用几种
林木种子对铜矿尾矿进行了从萌发到幼苗
定居的试验观察 但在铅锌矿尾矿上 的类
似试验 尚未见报道 本文试 图就铅锌矿尾
矿对林木 、 牧草及农作物种子 的萌发影 响
进行探讨 , 为进一步开展在铅锌矿尾矿上
重建植被的实践和研究提供科学依据
材料与方法
’
供试种子及材料
试验用的林木 、 农作物和 牧草种子 银合
欢 肠。 、 新银合欢 翻
、 台湾相 思 ‘ 争诱 ￡ 、 马 占相 思
‘ 、 窿缘按 刃 , 之 、 水稻 住
夕之 、 小 白菜 动 、 菜 心
、 萝 卜
‘ 、玉豆 汀 、柱花草 妙
、 格拉姆柱花草 岁‘
其中林木种子 由广东省林科所提供 ,
水稻种子由广东省粤农科院提供 , 牧草种子 由广
东省农业厅畜牧处广牧种子公司提供 , 其余农作
, ’广东省科学技术委员会编 广东省技术政策
, 环境保护 , 一
· 国家 自然科学基金资助项 目
年 月 日收到 , 年 月 日改回
期 张志权等 铅锌矿尾矿场植被重建的生态学研究 尾矿对种子萌发的影响
物种子从粤农金丰种子行购买
铅锌矿尾矿采 自广东省韶关凡 口 铅锌矿 号
尾 矿坝表层 一 对照用土壤采 自校 园草
地表层
重金属元素含量测定
重金属元素含量测 定用 原子吸收分光光度
法
种子萌发过程吸水量的测定
尾矿浸提液用水土 尾矿 比为 浸提过
滤获得 种子于墙养皿 中分别在蒸馏水和尾矿
浸提液 中吸水萌发 , 定时称量测得绝对吸水量后
换算成每 种子的吸水量 每处理 粒种
子 , 各 个重复
发芽率及发芽势测定
种子用 。 “ 快消净 ”浸泡 消毒后 ,
分别播于尾矿及土壤 对照 中 , 每天观察记录发
芽数量 每处理 粒种子 , 各 一 个重复
萌发种子下胚轴及胚根长度测定
将种子整齐地排列在铺有滤纸的玻璃板上 ,
再盖上一层湿滤纸将种子固定 , 然后垂直地插入
表 铅锌矿尾矿及土壤重金属元紊含且比较
发芽箱中 , 箱底部分别加入水和尾矿浸提液 以不
浸过最下一排种子为宜 , 以使种子萌发时胚根及
下胚轴垂直 , 便于测量
‘ 呼吸强度测定
种子分别在蒸馏水和尾矿浸提液中吸水
后 , 用气流法测定呼吸强度
, 幼苗生长状况的观察与测量
分别于出土后第 。、 、 天测定幼苗株高 、
复叶数及干物量
、结果与讨论
重金属元素的含量
表 列出了铅锌矿尾矿中重金属元素
的含量 , 并 比较 了中国土壤元素环境背景
值叫 , 以及矿 区所在地 区土壤元素含量临
界 值闭 结 果 显 示 出 尾 矿 中重 金 属 元 素
、 、 、 的含量不仅远远高于我国
土壤中相应元素的背景值 , 亦大大超 出邻
近地 区土壤元素临界值 , 可见尾矿是一种
一
铅锌矿尾矿 、 士 士 一 士 一 万王乏万
土壤元素背景值 一 一 一 一 一
红壤元素临界值 一
污染程度很高的基质 影响还是可以看得出 , 不过对于不同植物 ,
种子发芽率与发芽势 其影响程度不同 , 即存在种间差异 因此 ,
表 列 出了林木 、 农作物和牧草 种 筛选一些对铅锌矿尾矿有耐性或抗性的植
类型共 种植物种子分别在尾矿及土壤 物种是有可能的
对照 中的发芽率及发芽势 结果表明 , 只 种子萌发过程的吸水量
有 种 马占相思 在发芽率上与对照有显 图 所示的是新银合欢种子分别在尾
著的差异外 , 其余都可 以达到与对照相近 矿浸提液和蒸馏水中萌发过程的吸水量变
似的发芽率 这说明 , 就种子萌发这一阶段 化 表 是根据图 的资料对不同时间吸
而言 , 只要保持适 合的水分 , 种子完全可以 水量的差异 , 进行显著性检验 种子萌发的
在尾矿上萌发 然而 , 发芽率这一指标通常 吸水过程是有阶段性的 , 即所谓水分摄入
不能很好地反映出种子 内在活力组分的变 阶段 、 活化 阶段 以及迅速 吸水 的生长 阶
化情况田 , 因而也不能很好地反 映 出环境 段 」 但从 图 可看 出 , 在蒸馏水 中萌发
对萌发过程的影响 如果从萌发速率 发芽 的新银合欢种子并没有显示 出一个吸水缓
势 的结果来看 , 则有过半数 种 的种类 慢的阶段 , 这与其种子在吸水 后即有
在尾矿上的萌发速率显著或极显著地低于 部分种子萌动 , 胚根突破种皮的这种快速
对照 , 尤其是栽培作物 尾矿对种子萌发的 萌发的特性有关 但在尾矿浸提液中的种
应 用 生 态 学 报 卷
的
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了
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图
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新银 合欢种子分别在尾 矿 浸提 液 和燕馏 水
中萌发的吸水量比较
之一 奋一 奋‘ 己
力 矛 全一 是
子 则 出 现 一 个 吸 水 缓 慢 的 阶 段 一
, 这表 明尾矿浸提液在活化阶段 中抑
制了种子内的生化作用 , 包括呼吸作用 表
, 致使种子迟迟未能进入萌动和大量吸
水的第三 阶段 其直接后果是使萌发速率
明显低于对照 表
呼吸作用
新银合欢种子在尾矿浸提液和蒸馏水
中吸水 后 的呼吸强度列 于表 结果
表明 , 这个时期 由于尾矿浸提液中种子呼
吸强度明显低于对照 , 浸提液对呼吸作用
的抑制显而易见 在吸水期间 , 种子的呼吸
强度具有与吸水量相应 的变化 「创 , 而呼吸
底物的氧化可形成大量生物能
· 〕,
表 铅锌矿尾矿对种子发芽率 和发芽速率 的影响
一 脚
植物种 土 壤 铅锌尾矿 检验
一
。
,
。
二
。
份
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,
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新银合欢
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柱花草
刀
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之‘ ￡
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
发芽率
发芽速率
差异显著 。 , ‘ 差异极显著
表 新银合欢种子萌发过程吸水量 水 · 。。 ,种子 比较
一 一 一 份
处理 、
尾矿浸提液 。‘ ,
蒸馏水 ‘
检验 一 、
。
一写
‘
‘ ’ 差异极显著 、 、 ‘
期 张志权等 铅锌矿尾矿场植被重建的生态学研究 尾矿对种子萌发的影响
呼吸作用不仅与物质 合成相联 系 , 而且对
其他生理生化过程也有重要影响「‘ 」 因此 ,
尾矿浸提液对种子吸水期间呼吸作用的抑
制会影响种子的萌发过程
表 新银合欢种子萌发过程吸水 小时后呼吸强度
· 一
, 种子 , 小时 比较
】 一几
, ‘
处 理
丁
呼吸强度
一
壬
检验
一
尾矿浸提液
是 了 ’
蒸馏水 ,
‘ 差异极显 著
萌发种子下胚轴与胚根长度
新银 合欢种子在尾矿浸提液与蒸馏水
中萌发 天后 , 其下胚轴与胚根长度均不
同 表 在尾矿 浸提 液 中萌发 的种子 其
下胚轴及胚根的长度均短于对照 , 其 中以
下胚轴的差异显著 下胚轴的伸长是在萌
表 新银合欢萌发种子下胚轴和胚根长度 比较
发初期至子 叶出土后才缓慢下来 剑 , 正 如
前述 , 在尾矿浸提液中萌发的种子早期呼
吸强度受到抑制 , 而呼吸作用 又与生物能
及新物质合成相关 因此 , 下胚轴伸长受抑
制应是呼吸作用受抑制的直接或间接的后
果 此 外 , 据报 导 〔 〕, 受 重 金 属 元 素 、
、 、 、
等 影 响的种子萌发时 , 其
籽苗根尖细胞有丝分裂数明显减少 , 分裂
速度减慢 , 以致根生长量减少
早期幼苗生长状况
新银合欢种子分别播于 尾矿及土壤
中 , 出苗之后 天 内未发现死苗现象 约
在 一 天子叶脱落 , 幼苗已摆脱了对种
子原有贮存物的依赖 , 可以认为幼苗 已能
在该环境中成功定居 〔 表 列 出两种幼
苗在一个月内生长状况的比较 结果表明 ,
尾矿上生长的幼苗 , 无论是株高 、 复叶数 ,
一 “ “ 抽
处 理 尾矿浸提液
们
下降率
写
一检验
一
下胚轴
胚 根 、 。
。
差异显著 。 、 ‘
表 新银合欢幼苗早期生长比较 ‘
复叶数
走
复叶数处 理壬 株高 干物量 株高 干物量 株高
尾矿 ,
土壤
下降率
检验
一
干物量
。
一
。
。
一 、 ‘
还 是 全株干物 量 , 均 明显低 于 对 照 组 土
壤 这种差 异随着生长时间越来越大 , 至
天的幼苗 , 株高 、复叶数及全株干物量分
别减少 、 和 就其原 因 , 除
重金属 元素对幼苗生长的抑制作用之外 ,
尾矿贫痔也可能影响其生长
结 论
林木 、农作物及牧草种子在铅锌矿尾
矿 中均能萌发 , 并且大都可 以达到 或接近
于非污染土壤中的萌发率 但对于 多数供
试植物种来说 , 在尾矿 中的萌发速率明显
低于对照
应 用 生 态 学 报 卷
在种子萌发过程 中 , 铅锌矿尾矿对种
子的吸水速率及 吸水量 、 萌发早期的呼吸
作 用 以及 下胚轴及胚根的伸长有抑 制作
用
种子萌发后 , 于早期阶段可以在尾矿
上成功定居 , 但幼苗生长状 况 包括株高 、
复叶数及全株干物量 要 比生长于土壤中
的幼苗差得 多 , 而且这种差异随生长时间
而变得越来越大
参考文献
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, 一
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