全 文 ：第 11卷 第 2期
2 0 0 3年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
V01．11 NO．2
April， 2003
大气污染物 SO2对农作物环境的影响研究
傅嘉媛 郑泽群
(福州大学环境与资源工程系 福州 350002)(西安农业科学研究所 西安 710054)
摘 要 按照某燃煤电厂扩建工程预测的大气SO2浓度，模拟试验研 究低浓度 sch对小麦的慢性伤害和高浓度
SO2对玉米的急性伤害阈值结果 表明，小麦“津 85—3”和“绵 阳 15”减产 5％的慢性伤害阈值剂量分别为 8．329
mg·h、20．519mg·h，阈值 浓度为 0．043mg／m 、0．122mg／m 。高浓度 SO 对玉 米三 叶期 幼株 的急性 伤害 临界 剂 量
为2．50mg／m ×4h、4．92mg／m’×2h和 7．38mg／m ×1h，当玉 米 叶片 枯斑 率达 5％ 时其 急 性伤 害 阈值 为
5．90rag／n ×8h、6．49mg m3×6h、11．80rag／m3×4h、15．00mg／m ×2h和17+00reedn ×lh。
关键词 S02 农作物 伤害 阈值
Study on influence of atmosphere infectant S02 on crops． FU Jia—Yuan(Department of Environment and Resources
Engineering，Fuzhou University，Fuzhou 350002)，ZHENG Ze—Qun(Xian Institute of Agricultural Sciences。Xi’an
710054)，CJEA，2003，11(2)：135～138
Abstract The influence of atmosphere infectant sCh on crops Was studied by simulate test．The results show that under
low concentration S02 the threshold dosage of chronic harm for“Jin85—3”and“Mianyang15”is 8．329 mg·h and 20．519
mg。h，the threshold concentration is 0．043 mg／m and 0．122m~m3 respectively when output of wheat decreases 5％．
the fastness of wheat“Mianyang 15”is better．Under the high concentration SO 2 the critical dosage of acute harm to un—
der age cornis 2．50mg／m3×4h，4．92mg／m’×2h and 7．38mg／m3×lh，whenits harmis seen．Thethreshold dosage of
acute harm tO corn is 5．90mg／m ×8h，6．49mg／m ×6h，11．80mg／m ×4h，15．00rag／m3×2h，and 17．O0
mg／m ×1h．when the withered spot of laminae reached 5％．
Key words SO z，Crops，Harm value
大气污染物 SO 对农作物的影响严重，国内屡见电厂烟气中S02致使小麦、果树、蔬菜等农作物受害的
报道，但对玉米急性伤害的研究 目前尚未见报道。因此研究大气中污染物 SO 浓度对农作物的影响，特别
是其影响阈值 ，对预防大气污染造成农作物伤害具有重要意义。本研究重点探讨 SO 对小麦的慢性伤害和
对玉米的急性伤害，以确定 so2对小麦慢性伤害和对玉米急性伤害的阈值。
1 试验材料与方法
重点试验研究燃煤锅炉烟气中So 对农作物的影响，分为低浓度、长时间慢性伤害和高浓度、短时间急
性伤害 2种研究 ，在模拟 So 污染环境下确定 so2伤害农作物的可能性、阈值(急性与慢性)、伤害症状和伤
害程度。表观光合速率测定采用 LI一6000型便携式光合作用测定系统，随机取样 2份，测定不同植株相同部
位功能叶 9～12片，取其平均值。叶片及籽粒含 SO2量测定采用湿灰化硫酸钡比浊法，2次重复。叶片枯斑
率调查于停止熏气 48h后用方格纸测定每处理叶片枯斑面积，按叶片枯斑面积／叶片总面积 ×100％计算，每
处理装置内测定 5株以上。各处理间差异显著性统计学检验采用单向分组资料方差分析，各处理平均数比
较采用新复极差测验 q J。
1．1 SO：对农作物影响模拟试验
采用先进的国际通用田间开顶式熏气装置进行模拟试验研究 ，该装置由风机、框架、室壁和通风管道 4
部分组成，是置于田间、透光性良好的圆柱体，植物在其内可正常生长。SO 由液化钢瓶减压并经 N 稀释
后 ，由聚四氟乙烯管经风机 口送入熏气室 ，空气经活性碳过滤后进入熏气室 ，以 DP—Il型动态配气仪调节 流
*陕西省环境保护局项目资助
收稿日期：2002—08—28 改回日期：2002—09—20
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136 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
量控制熏气室中SO 浓度，SO：浓度监测采用盐酸副玫瑰苯胺比色法。
1．2 SO2对小麦慢性伤害模拟试验
供试小麦品种为“绵阳 15”和“津 85—3”，栽培管理同田间管理。小麦“津 85—3”播期、返青、拔节、抽穗、扬
花与收获期分别为 9月 28日、3月 3日、4月 13日、5月4日、5月 9日和 6月 8日，“绵阳 15”分别为 9月29
日、3月 3日、4月5日、4月 25日、5月4日和6月 8日。慢性伤害模拟试验于小麦全生育期(返青～灌浆)、
苗期、拔节期和扬花期分别进行，根据不同 so 控制浓度将试验分为 3组同步进行，I号熏气室为较高浓度
组，Ⅱ号熏气室为中等浓度组 ，Ⅲ号熏气室为较低浓度组 ，3组生长季平均浓度分别为 0．322mg／m 、
0．211mg／m3和0．122r~ g／m。。各浓度组试验期间不定期监测 4～5d，每天采样 4次，每次 lh，计算 日均浓度
和生长季平均浓度，并对周围环境 SO 浓度进行监测。I～Ⅲ号熏气室生长季 日均浓度依次为 0．305～
0．339mg／m。、0．190～0．225mg／m。和 0．108～0．139mg]m ，对 照组 (CK)和环 境 日均 浓度 分别 为 0．020
mg／m。和 0．037～0．044mg／m。，各熏气室中sO 浓度控制基本稳定，试验结果可信。
1．3 SO：对玉米急性伤害模拟试验
供试玉米品种为“黄马牙”，玉米属抗 SO 植物，本试验玉米幼株均处于三叶期，叶片已完全展开，叶心
可见。模拟试验于4月 27日始至 6月20日结束，采用田间开顶式熏气装置进行 4批 8个浓度处理，试验处
理时 间分别 为 1h、2h、4h、6h、8h，处 理浓 度分别 为 2．5mg／m。、4．92mg／m 、5．90mg／m 、6．49mg／m 、7．38
mg／m。、8．20mg／m。、11．80mg／m。、13．66mg／m。、15．OOmg／m。、15．30mg／m。和 17．OOmg／m。，玉米急性伤害试
验每次采样 30min，每种浓度试验均采样 2次以上，取其平均值。
2 结果与分析
2．1 低浓度 SO：对小麦的慢性伤害
于小麦全生育期(返青～灌浆)、苗期、拔节期和扬花期分别进行熏气处理，处理时间、浓度和剂量见表
1。各处理苗期 、拔节期和扬花期均未出现SO 伤害症状 。全生育期较高浓度SO (0．322mg／m )处理于5
表 1 慢性伤 害试 验各处理 时间与剂量
Tab．1 Time and dosage of chronic harm test in the different disposal devices
处理浓度／mg·m～ 0．322 0．211 0．122
处理剂!t／rng·h～ 62．30 40．84 23．61
处理数量 ／盆 18 18 18
0 0．322
0 19．O0
18 14
月 4日始部分叶片出现褪绿斑 ，至 5月 11日“津 85—3”大部分 叶片出现淡褐色斑 ，以旗叶为重 ，而“绵阳 15”
出现部分褪绿黄斑，但症状较轻。中等浓度 SO (0．21lmg／m。)处理出现个别轻度伤害。SO：各浓度处理对
小麦产量的影响极显著(见表 2)，“津 85—3”各处理分别 比对照减产 24％、19％和 13％，“绵阳 15”I、Ⅱ处理
分别比对照减产 12％和 10％。“津 85—3”扬花期仅 I处理造成显著减产，其他处理与对照无显著差异。Gu—
derian等进行大规模 田间试验确定低浓度 SO 影响冬小麦产量的临界浓度为(全试验期监测平均浓度)
0．023~0．062mg／m。，暴露浓度为(全试验期 >0．1Omg／m。浓度平均值)0．624～0．728mg／m 。国内通常
以作物减产5％时所 需SO 剂 量作为长期慢性伤害阈值 ，确定小麦 阈值剂量 为20 mg·h，阈值浓度
表 2 各处理产量 统计
Tab．2 Statistics of output in the different disposal devices
品 种 生育期 粒重／g·盆 Grain weight 品 种 生育期 粒重／g·盆I1 Grain weight
Breeds Growth period I I1 Il CK Breeds Growth period I I1 Il CK
“津 85-3” 全生育期 16．3— 17．4— 18．7” 21．5 “绵阳 15” 全生育期 17．5“ 17．9“ 19．1 20．0
扬 花 期 15．1 21．6 22．2 21．0 扬 花 期 21．3 22．2 21．8 22．4
拔 节 期 21．3 24．0 22．3 21．2 拔 节 期 24．0 22．9 24．1 24．7
苗 期 16．5 20．0 17．2 19．3 苗 期 21．2 23．7 21．5 22．2
*表示差异显著，P<0．05；**表示差异极显著，P<0．O1。
0 0 H
2
0 7 H
Ⅲ∞
0 5 4
●
2
1 0
1 5
0 7 6
I
I
1 8
2 9
0 2 6
l 1
2
2 0
3 8
0 9 6
l 1
0 0 6
I
2
2 7
l 1
0 8 6
I
I
1 4
2 l
0 4 6
l 1
2
2 7
3 5
1 6
2 1
0 0 8
1
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第 2期 傅嘉嫒等 ：大气污染物 SO 对农作物环境的影响研究 137
0．07mg／m。。GB9187～88国家标准《保护农作物的大气污染物最高允许浓度》中规定冬小麦生长期平均、日
平均和任何 1次浓度限值分别为 0．05mg／m。、0．15mg／m。和 0．50mg／m。。据表 1和表 2数据得出“剂量一产
量”和“浓度一产量”回归方程 ，剂量一产量回归方程为：
y = 21．1478—0．0845X (，-=一0．9816，品种“津 85—3”) (1)
y = 19．9498—0．042X (r=一0．9756，品种“绵阳 15”) (2)
浓度一产量回归方程为：
y = 21．1474—16．3504X (，-=一0．9816，品种“津 85—3”) (3)
y = 19．9496—8．1196X (r=一0．9755，品种“绵 阳 15”) (4)
由回归 方程计算 出减产
5％时 “津 85—3”所 需 剂 量 为
8．329mg·h，浓 度 为 0．043
mg／m。。“绵 阳 15”剂 量 为
20．519mg·h，浓 度 为 0．122
mg／m。，“绵阳 15”比“津85—3”
具更强抗 SO 能 力。SO 对
小麦产量 构成 因子 的影响试
验统计分析表明，低浓度长期
处理对穗 粒数 和不孕小花穗
数的影响较明显 ，全生育期和
扬花期各处理 对产量构 成因
子的影 响见表 3。小 麦 不 同
生育期 SO 各处 理表观光合
速率测定结果见表 4，表 4表
明随 叶 片功 能 的逐 渐 衰 退 ，
表 3 不 同 so：浓度 对小麦产量构成 因子的影 响
Tab．3 The influence of diferent SO2 concentrations on making factors in output
*表示差异显 著 ．P<0．05；**表 示差 异极 显著 ，P<0．0l。
表观光合速率下降趋势明显，与对照相比各处理均呈下降趋势。一般小麦叶硫含量以苗期最高 ，拔节期、
表 4 不 同 so 2浓 度对小麦表 观光合速率的影 响
Tab．4 Effect of diferent S02 concentrations on apparent photosynthesis velocity
*表示差异显著，P<0．05；**表示差异极显著，P<0．0l。
扬花期和全生育期逐 渐下降，但 受
SO，污染后小麦叶硫 和籽粒硫含量随
浓度增高而增加。
2．2 高浓度 SO：对玉米的急性伤害
高浓度 SO ，对玉米三叶期幼株
的急性伤害明显 ，SO 处理剂量、时间
与叶片反应的关 系见表 5。由表 5可
知玉 米 “黄 马 牙 ”急 性 临 界 剂 量 为
2．50mg／m ×4h、4．92mg／m ×2h和
7．38mg／m3×1h，玉米急性伤害阈值5．90mg／m3×8h、6．49mg／m’×6h、11．80mg／m。×4h、15．00mg／m。×2h~l
表 5 不 同 so 2浓度处理剂量 与玉米叶片反应
Tab．5 S02 dosage and reaction of corn blade under different SO 2 concentrations
品 种 处理浓度／mg·m一。 叶片枯斑率／％Rate of laminae withered spot 品 种 处理浓度／mg·m 3 叶片枯斑率／％ Rate of laminae withered spot
Breed Concentration 处理 时间／h Treatments times Breed Co ncentration 处理时间／h Treatments times
l 2 4 6 8 l 2 4 6 8
黄马牙 2．50 一 一 <5．0 <5．0 <5．0 黄马牙 11．80 <5．0 5．65
4．92 一 < 5．0 <5．0 <5．0 <5 0 l3．66 <5．0 <5．0
5．90 一 < 5．0 < 5．0 < 5．0 6．3l l5．0O <5．0 6．3l
6．49 一 < 5．0 < 5．0 7 5l l5．30 < 5．0 8．24
7．38 < 5．0 < 5．0 < 5．0 8．34 17．O0 7．63 6．78
8．20 < 5．0
*表中“一”表示幼株生长正常，未出现伤害症状；以开始出现可见伤害时 SO2剂量为l临界剂量；急性伤害阈值以叶片枯斑率达 5％时 SO 2
浓度 ×时 间表 示。
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138 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
17．00rag／I13×lh，本试验确定的玉米急性伤害阈值与美国Heck W．W．等确定的抗性植物伤害阈值基本相符。
3 小 结
以减产 5％时所需 剂量 作为 长期慢性 伤害 阈值 ，低浓 度 SO2对小麦 慢性伤 害“津 85—3”阈值 剂 量 为
8．329mg·h、浓度为 0．043mg／m ，“绵阳一15”阈值剂量 为 20．519mg·h、浓度为 0．122mg／m 。高浓度 SO2对
玉米(“黄马牙”)三叶期幼株 的伤害明显 ，以开始出现可见伤害时 so2剂量为临界剂量 ，其 急性 临界剂量为
2．50mg／m x 4h、4．92mg／m x 2h和 7．38mg／m x 1h，叶片枯 斑 率达 5％时急 性 伤害 阈值 为 5．90
mg／m x 8h、6．49mg／m x 6h、11．80mg／m x 4h、15．00mg／m x 2h和 17．00mg／m x lh。
参 考 文 献
1 中国土壤学会．土壤农业化学常规分析方法．北京：科学出版社，1989
2 杨义群等．回归设计及多元分析在农业中的应用．杨陵：天则出版社。199o
3 成阳环 境科学学会 ．环境影响评价指南 ．杨陵 ：天则出版社 ．1989
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