盐碱地植物 Atriplex halimus 与 Achillea fragrantissima 种子萌发及早期幼苗生长对橄榄厂废水毒性的响应评估

《Agronomy》:Phytotoxicity Assessment of Olive Mill Wastewater on Seed Germination and Early Seedling Growth of Atriplex halimus and Achillea fragrantissima Dryland Plants

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月02日 来源:Agronomy 4.1

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  约旦大部分干旱与半干旱区面临土地退化与植物生物多样性下降,非传统水资源对提升旱地生产力至关重要。地中海国家橄榄油生产产生大量橄榄厂废水(OMW,当地称“Zibar”),因其高酸度及多酚与有机物负荷造成环境污染。研究人员评估了0–100%五个浓度OMW对两种旱地

  
约旦大部分干旱与半干旱区面临土地退化与植物生物多样性下降,非传统水资源对提升旱地生产力至关重要。地中海国家橄榄油生产产生大量橄榄厂废水(OMW,当地称“Zibar”),因其高酸度及多酚与有机物负荷造成环境污染。研究人员评估了0–100%五个浓度OMW对两种旱地原生植物Atriplex halimus与Achillea fragrantissima种子萌发及早期幼苗生长的植物毒性,以判断其用于OMW受影响位点植被恢复的适用性。两种植物最终萌发率均不受OMW浓度影响,但幼苗活力指数(SVI)均显著下降。Achillea fragrantissima的萌发指数(GI%)、根长(RL)与鲜重(FW)即使在最低OMW浓度下也显著降低,表明高敏感;Atriplex halimus的苗长与鲜重主要在较高浓度下显著下降,显示相对更强耐受。结果表明Atriplex halimus更适于稀释OMW回用下的进一步评价,同时强调在推荐旱地植物进入OMW受影响环境前需进行物种特异性测试。
研究背景方面,全球45%面积为旱地与半干旱生态系统,约旦“Badia”旱地占国土约80%,面临土地退化、生物多样性下降及水资源脆弱等问题。地中海橄榄油产业副产大量橄榄厂废水(OMW),含高酸度、多酚与有机物,生物化学需氧量高,传统蒸发塘处置引发土壤与水体污染。尽管适量OMW可作肥料,但其在旱地退化生态系统恢复中的植物毒性与耐污物种筛选研究不足。研究人员选取自然适应旱地的Atriplex halimus(藜科C4多年生盐生灌木,具耐盐耐旱与植物修复潜力)与Achillea fragrantissima(菊科多年生芳香药用植物,耐旱)为对象,探究不同浓度OMW对其种子萌发与早期幼苗生长的影响,以评估旱地植被恢复适用性。该研究发表于《Agronomy》。
关键技术方法上,研究人员从约旦安曼三相橄榄厂采集未经处理OMW,4°C避光保存,按蒸馏水稀释为0%(对照)、25%、50%、75%、100%五组。供试种子分别源自NARC与RBG种质库。实验采用滤纸培养法,每皿10粒种子、5次重复,20°C黑暗催芽,第4天起每日记录萌发(胚根突破种皮为标志),第17天测根长(RL)、苗长(SL)、鲜重(FW)、干重及萌发率(G%)、萌发指数(GI%)、幼苗活力指数(SVI)、平均日萌发(MDG)、植物毒性指数(PI)、休眠期(D)等指标,单因素ANOVA与Tukey HSD检验(p<0.05),SAS与R分析。
研究结果部分,3.1 Atriplex halimus:各浓度间休眠期、G%、GI%、MDG、PI、RL无显著差异;FW在对照(70.5 mg)显著高于50%、75%、100%处理,25%处理不显著;SL、SVI、苗长(shoot length)呈浓度依赖下降,对照最高,100%最低(SL 46.8→18.4 mm,SVI 23.48→4.66,shoot 34→12 mm),中间浓度不显著异于两端。显示萌发阶段耐受较强,幼苗生长在高等浓度受损。
3.2 Achillea fragrantissima:休眠期与苗长无显著变化;FW、GI%、RL、SL、SVI自25% OMWW起即显著低于对照(FW 59.28→23.92 mg,GI% 98→17%,RL 38.8→6.7 mm,SL 47.6→14.1 mm,SVI 42.36→12.6),PI反向升高(0.005→0.83);G%与MDG无显著变化。表明该种对OMW高度敏感,低浓度即抑制根伸与幼苗建成。
讨论部分指出,OMW中酚类(羟基酪醇、橄榄苦苷等)抑制酶活、破坏膜完整性、诱发氧化应激,根首当其冲限制水养吸收进而抑苗;Atriplex halimus作为盐生植物具渗透调节与酚类代谢缓冲能力,故萌发耐受而高浓下苗期受损。稀释OMW(如10–50%)在玉米、番茄等作物可消减毒性甚至促长,印证浓度依赖效应。研究为约旦无专用OMW治理设施背景下,以耐污原生种搭配稀释回用提供早基证据,并强调物种特异性评价必要。作者亦指出未做组织酚类定量,建议后续联用OECD 301/302生物降解与ISO/OECD微生物毒性测试。
结论部分翻译:本研究评估OMW对两种旱地原生植物种子萌发与早期幼苗生长的植物毒性,以评价其在OMW受影响环境植被恢复与植物修复中的适用性。两物种最终萌发率均不受OMW浓度影响,而幼苗活力指数均显著下降。Atriplex halimus苗长与鲜重主要在较高浓度显著下降,显示对OMW相对更强耐受;Achillea fragrantissima根长与鲜重在最低测试浓度即急剧下降。结果表明A. halimus更值得在稀释OMW回用情境下深入评价,但仍需覆盖更晚营养阶段与田间条件的研究以确认实用可行性。
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