徑流污染對兩種地被植物丙二醛含量和過氧化物酶活性的影響

王 雪，劉海榮，李冰冰，姚艷麗

（天津農學院，天津 300384）

2013年8月天津市政府發布美麗天津建設綱要，指出要不斷加大生態環境保護力度，繼續實施生態環境治理，繼續實施綠化工程，這其中涉及到天津市的雨洪管理問題。生物滯留池是雨洪管理的有效措施，得到國內外的普遍推廣和廣泛認可。生物滯留池常位于道路兩側，用于消納地表徑流。生物滯留池中栽植的植物具有生態效益、景觀效益和經濟效益，但生物滯留池的特殊作用要求植物具有一定的耐旱性、耐澇性、耐污性，同時天津地區要求植物具有耐鹽性、耐寒性等。本研究選用天津地區常見的地被植物鳶尾（Iris tectorum Maxim.）和馬藺（Iris lactea Pall.var.chinensis）為研究對象，采用生物滯留柱模擬實驗方法，研究不同水質澆灌條件下，兩種植物葉片的丙二醛含量和過氧化物酶活性的變化，進而比較兩種植物的抗逆性，為科學選擇適宜生物滯留池生長的植物提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗設計

生物滯留柱：選用直徑25 cm、高75 cm的塑料容器，底部留4個直徑0.5 cm的排水孔，將該塑料容器置于直徑40 cm，高15 cm的集水盤中，集水盤距上沿2 cm處，設溢水孔一個，直徑0.5 cm，上接有溢水管，溢水管的水由燒杯進行收集。塑料容器從下至上依次為礫石層（粒徑＜3 cm）5 cm、土工布層、沙層5 cm、填料層（填料層為園土、蛭石、草炭，體積比為1∶1∶1混合而成）55 cm、覆蓋層（樹皮）5 cm、蓄水層5 cm。該試驗裝置于2017年3月在天津農學院植物實驗室制作完成。

植物準備：2017年4月于天津市曹莊花卉市場選擇生長健壯，株高10～15 cm的馬藺和鳶尾同期土培苗（育苗缽高10 cm，直徑10 cm）作為試驗材料。取5個生物滯留柱，每個土柱以相等間距栽植7小缽鳶尾，另取5個生物滯留柱，每個土柱以相等間距栽植7小缽馬藺，以上土柱均澆灌地表徑流水，另每種植物各設5個對照（澆灌自來水）。試驗在具有均勻光照的條件下進行，防止雨淋。

澆灌水源：地表徑流水取自天津市西青區津靜路上，分別在徑流的起漲段、峰頂段、退水段各取樣 3次。試驗前將所取的徑流水混合均勻，自來水取自天津農學院植物實驗室。

試驗于2017年6月—8月進行，按設計進行澆灌，在無雨的落干期采用蒸餾水進行日常養護工作。

1.2 指標測定與數據分析

丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定，過氧化物酶活性采用愈創木酚法測定。

采用SPSS18.0對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 葉片丙二醛含量比較分析

地表徑流水澆灌的馬藺和鳶尾葉片的丙二醛含量大于自來水澆灌，其中兩種水質對馬藺葉片的丙二醛含量沒有明顯影響，但對鳶尾影響較大，用地表徑流水澆灌的鳶尾葉片丙二醛含量明顯高于自來水。不論是地表徑流水還是自來水澆灌，葉片丙二醛含量均表現為鳶尾＞馬藺(圖1)。丙二醛是膜脂過氧化的最終分解產物，是植物細胞膜質過氧化程度的體現，馬藺和鳶尾葉片丙二醛含量均為地表徑流水大于自來水澆灌，說明地表徑流水使兩種植物細胞不同程度受到傷害，地表徑流水中的污染物對兩種植物產生了脅迫。試驗表明，兩種水質澆灌下，鳶尾遭受逆境傷害的程度較大，細胞膜質過氧化程度較高，細胞膜受到的傷害比較嚴重，也說明鳶尾對環境變化比較敏感，更易受到不良環境的影響。

圖1 葉片丙二醛含量

2.2 葉片過氧化物酶活性比較分析

地表徑流水澆灌的馬藺和鳶尾的葉片過氧化物酶活性小于自來水澆灌，其中地表徑流水澆灌的馬藺過氧化物活性略低于自來水澆灌，二者差異不顯著；而地表徑流水澆灌的鳶尾過氧化物酶活性明顯低于自來水澆灌，二者差異達到極顯著水平。分析表明，用地表徑流水澆灌，兩種植物均在不同程度受到逆境脅迫，這是因為與自來水相比，雨水經過地表徑流后會含有更多的污染物質，包括大氣污染物沉降，車輛燃料泄漏和尾氣排放、輪胎磨損、下墊面材料的污染、動植物殘體、城市生活垃圾等，這些污染物均對馬藺和鳶尾產生一定的影響。

兩種水質澆灌下，過氧化物酶活性均表現為馬藺＞鳶尾（圖2）。由此說明，鳶尾葉片過氧化物酶活性更易受到外界環境的影響，而馬藺對環境變化反應不敏感，說明馬藺葉片過氧化物酶作為其體內酶促防御系統的一種保護酶，能有效地催化過氧化氫分解成水，從而有效阻止過氧化氫在體內的積累，排除其對葉片細胞膜結構的潛在傷害，這也進一步說明馬藺的抗性比鳶尾強，馬藺更能適應惡劣的環境。

圖2 葉片過氧化物酶活性

將過氧化物酶活性與丙二醛含量進行相關分析，表明二者為負相關關系。說明過氧化物酶作為催化劑可加速H2O2的分解，降低H2O2對細胞的傷害，從而抑制丙二醛的產生，減少對細胞膜的傷害。說明過氧化物酶的催化調節作用對植物葉片起到了一定的保護作用。

3 結論與討論

馬藺和鳶尾是天津地區常見的地被植物，本研究采用生物滯留柱模擬實驗的方法，顯示出與自來水澆灌比較，地表徑流水提高了兩種植物葉片的丙二醛含量，其中鳶尾丙二醛含量顯著提高，而馬藺提高不明顯；與自來水澆灌相比，地表徑流水降低了兩種植物葉片的過氧化物酶活性，尤其對鳶尾過氧化物酶含量影響極其明顯。說明鳶尾對環境變化比較敏感，更易受到不良環境的影響，而馬藺的抗性比鳶尾強，馬藺更能適應惡劣的環境。

本研究僅僅從葉片丙二醛含量、過氧化物酶活性兩個指標初步比較了馬藺和鳶尾的抗逆性，在生物滯留池的植物選擇中，還需要對植物的抗旱性、耐水淹能力、固碳釋氧能力、觀賞特性等進行深入研究，才能給出科學合理的選擇參考，這也是今后努力研究的方向。