鉛對羅勒植株生長及鉛吸收累積的影響

摘要：利用不同濃度鉛處理羅勒（Ocimum basilicum L.），研究鉛對羅勒植株生長及鉛吸收累積的影響。結果表明，鉛處理下，羅勒株高、節數、最大葉長和葉寬、最大葉面積與對照差異均不顯著；1 mg/L和5 mg/L下，羅勒地上部鮮重和干重與地下部鮮重和干重均高于對照，10 mg/L下，羅勒地上部鮮重和干重與地下部鮮重和干重均低于對照；地上部可溶性糖含量均顯著高于對照，而地下部均顯著低于對照；鉛處理后，羅勒地上部的全氮、全磷、全鉀基本上高于地下部。羅勒對鉛的吸收隨鉛濃度增加而增加，但對鉛吸收的增加量則呈降低趨勢。

關鍵詞：羅勒（Ocimum basilicum L.）；植株生長；生理指標；鉛含量

中圖分類號：Q945.78 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）23-5708-03

目前，對于重金屬污染的土壤，主要是利用超累積植物進行植物修復，該技術具有成本低廉、安全可靠、操作簡單、吸收污染的生物量大、屬于原位修復以及不會破壞環境景觀等特點，已經成為人們普遍接受去除重金屬污染物的首選技術[1]。鉛是一種重金屬環境污染物，為植物的非必需元素，對植物的生長發育及生理代謝均產生不良影響[2-4]。鉛極易被植物根系吸收并轉移至其他部位，并具有累積效應，進一步通過食物鏈對人類健康造成威脅。

羅勒（Ocimum basilicum L.）為唇形科羅勒屬草本芳香植物，廣泛分布于亞洲、歐洲、非洲及美洲等地區，目前在歐美是一種很常見的香辛調味蔬菜。羅勒作為一種芳香植物，對其研究主要集中在精油成分分析方面[5-8]，而羅勒對鉛吸收累積如何至今未見報道。試驗采用水培方法培養羅勒，探討鉛對羅勒植株生長和氮、磷、鉀吸收的影響及羅勒對鉛吸收累積狀況，以期為利用羅勒修復鉛污染土壤提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為大葉羅勒。

1.2 試驗方法

2009年10月13日，在韶關學院塑料大棚中播種育苗。選取大小均勻、飽滿的羅勒種子，先用去離子水洗凈，再用60 ℃水燙種1 min，30 ℃溫水浸種30 min后，用珍珠巖作為育苗基質，將種子均勻播種于育苗盤中。10月23日待羅勒幼苗長出4片真葉時，選擇生長健壯、大小一致、無病蟲害的植株移栽于裝有珍珠巖杯子中，并置于水培箱（霍格蘭培養液15 L）中，每個水培箱培養12株，不間斷供氧。11月4日開始進行不同濃度鉛處理，鉛處理濃度分別為0（CK）、1、5、10 mg/L。培養期間，每天測定營養液的pH，并用NaOH和HCl進行調整，使其保持為6.6～6.7，每7 d更換一次培養液。11月27日開始取樣分析。

1.3 測定指標與方法

每處理取樣12株，測定株高、真葉數、節數、最大葉長和葉寬，并計算最大葉面積（最大葉長×最大葉寬）；隨機取5株進行地上部鮮重和干重、地下部鮮重和干重測定。可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[9]；全氮含量采用H2SO4-H2O2-靛酚藍比色法測定[10]；全磷含量采用鉬銻抗比色法測定[10]；全鉀含量采用火焰光度計進行測定[10]。

所得數據采用SPSS軟件包進行方差分析，用Duncan’s新復極差法進行平均數的顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 鉛處理對羅勒植株生長的影響

從表1可以看出，不同濃度鉛處理后，羅勒的株高、節數、最大葉長、最大葉寬、最大葉面積均低于CK。株高、最大葉長和最大葉寬隨鉛濃度的增加呈下降趨勢，但各處理之間及各處理與CK之間差異均不顯著；真葉數隨鉛濃度的增加有增加趨勢，但均顯著低于CK；各濃度鉛處理的羅勒植株節數和最大葉面積之間及與CK之間差異均不顯著。

2.2 鉛處理對羅勒生物量的影響

從表2可以看出，羅勒地上部鮮重和干重及地下部鮮重和干重隨鉛處理濃度的增加均呈降低趨勢，并均以1 mg/L鉛處理最大。1 mg/L鉛處理的地上部鮮重顯著高于CK和10 mg/L鉛處理；1 mg/L鉛處理的地上部干重顯著高于其他處理和CK，而其他處理與CK之間差異均不顯著；各濃度鉛處理的地下部鮮重和干重之間及與CK之間差異均不顯著。

2.3 鉛處理對羅勒可溶性糖含量和全氮、全磷、全鉀含量的影響

從表3可以看出，鉛處理后，羅勒地上部可溶性糖含量均顯著高于CK，而地下部可溶性糖含量隨鉛處理濃度增加呈增加趨勢，但均顯著低于CK，鉛處理的地上部可溶性糖含量均高于地下部；地上部全氮含量隨鉛處理濃度的增加呈增加趨勢，但除了1 mg/L鉛處理顯著低于CK外，其余處理之間及與CK之間差異均不顯著，而地下部全氮含量除了1 mg/L鉛處理顯著高于CK外，其余處理之間及與CK之間差異均不顯著；各處理的地上部全磷含量之間及與CK之間差異均不顯著，地下部全磷含量以10 mg/L鉛處理最大，并顯著高于其他處理和CK；地上部全鉀含量和地下部全鉀含量隨鉛處理濃度的增加呈增加趨勢，但地上部全鉀含量除了1 mg/L鉛處理顯著低于CK和其他處理外，其他處理之間及與CK之間差異均不顯著，而地下部全鉀含量除了1 mg/L鉛處理與CK差異不顯著外，其余處理均顯著高于CK。由此可以看出，鉛處理羅勒后，羅勒地上部和地下部對全氮、全磷、全鉀的吸收累積有差異。

2.4 羅勒對鉛吸收累積狀況的影響

從表4可以看出，隨鉛處理濃度的增加，羅勒植株對鉛的吸收累積增加，且各處理之間差異顯著并均顯著高于對照。

3 結論與討論

鉛處理下，羅勒株高、節數、最大葉長和葉寬、最大葉面積均低于對照，但差異不顯著，說明鉛處理（1～10 mg/L）對羅勒的生長有一定的抑制作用； 1 mg/L和5 mg/L鉛處理的地上部鮮重和干重與地下部鮮重和干重均高于對照，說明在此鉛濃度下，有利于羅勒植株生物量的積累，而在10 mg/L鉛處理下，地上部鮮重和干重、地下部鮮重和干重均低于對照，不利于羅勒植株生物量的積累。

研究結果表明，鉛處理促進了羅勒地上部可溶性糖的累積，這可能是由于可溶性糖作為滲透調節物質，在逆境條件下，植物通過增加滲透調節物質來提高植物對逆境的抵抗能力。地上部和地下部的可溶性糖含量代表碳水化合物的運轉情況，可以作為生理指標之一來反映重金屬污染對植物的毒害作用[11]。研究表明，鉛處理后，地下部可溶性糖含量均低于地上部，且地下部可溶性糖含量均顯著低于對照，其可能的原因是羅勒根系受到鉛離子的毒害，根系中碳水化合物合成減少，致使可溶性糖含量降低。

氮、磷、鉀是植物必需的大量元素，在植物體內的物質組成和代謝過程中都有重要作用。隨著重金屬污染的日益嚴重，重金屬的脅迫作用有時會成為植物氮、磷、鉀等大量營養元素缺乏或有效性降低的主要原因[12]。研究結果表明，鉛處理后，羅勒地上部的全氮、全磷、全鉀基本上高于地下部，可能是由于羅勒根系與鉛離子直接接觸，降低了對氮、磷、鉀的累積，促進了氮、磷、鉀由根系向地上部運輸。

羅勒作為一種芳香植物，對鉛有一定的吸收累積能力，可以考慮將其應用到鉛污染土壤的修復上，由于大多數精油的提取均使用水蒸餾法，提取精油的溫度遠低于鉛的沸點，因而鉛不會進入精油中而影響精油的質量。羅勒修復污染土壤的過程中，將經濟效益和土壤修復結合在一起，將是一條可行的途徑。

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