全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 增刊
, , 一
模拟酸雨对绿豆 、 玉米生理生态
特性的影响
严 重玲 ’ 李瑞智 钟章成 洒南师范大学生物系厦庆
【摘要 】 探讨了模拟酸雨对绿豆 、 玉米的影响 结果表明 , 叶绿素含量 、 叶绿素 值 、 叶
片活力
、 叶汁 、 土壤 与模拟酸雨 值呈正相关 ,相对电导率 、 活性和脯氨酸含
量与模拟酸雨 呈负相关 活性随模拟酸雨 减小而下降
关键词 模拟酸雨 生理生态 绿豆 玉米
悦
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, , 一以 , 月户户 , , 一哇
。 灯 ,
,
,
, 一 , ,
引 言
酸雨对陆地生态环境的影响是 当今世
界广为关注 的环境问题 酸雨对农作物生
理生态特性 影响的研 究 尚处于探索阶段
本研究在模拟酸雨条件下 , 就绿豆 、 玉米生
理生态特性与模拟酸雨不同 关系进行
研究 , 以探讨其生理生态适应机理和 为消
除或减轻作物受酸雨危害采取有效农业措
施提供科学依据
材料与方法
供试材料
供 试 品 种 为 中 绿 号 人 ‘
和 沈 单 号 叮
实验在西南师大温 室 内采用土培盆栽进
行 , 处理 分别为
、 、 、 、 、 和
个对照 酸雨配制见文献 〕根据重庆
地 区 年绿豆和玉米生育期中自然雨量的平均
数进行喷洒 , 一 月每周 次 , 一 月每周 次
每次喷洒时间各作物组 在绿豆 、 玉米生育
各阶段适时施肥 , 根据两作物受病虫害情况喷洒
相应的农药
分析方法
叶绿素含量测定 随机采取两种作物 同处
理
、
相同叶位的叶片 , 洗净 , 并用蒸馏水冲洗 , 吸水
纸擦干 , 去掉天叶脉 以乍所测项 目处理方法相
同 叶绿素含量按 方法测定
细胞透性测定 以叶组织在水中外渗的电
解质作为细胞透性指标 , 按文献 〔 〕方法 每处理
次重复 , 用 一 型 电导仪测定
叶片活力测定 以 还原能力的高低
作为植物组织活力大小的指标 , 按文献【幻法测定
每处理 次重复
叶汁 测定 按单运峰等方法 〕测定
, 贵州省环境保护科学研究所 , 贵阳
·
年 月 日收到 , 月 日改回
增刊 严重玲等 模拟酸雨对绿豆
、 玉米生理生态特性的影响
进程逐渐增加 , 后期植株 由下至上的叶片
中 , 叶绿素总量逐渐增加
、二切
叶片脯氨酸测定 按张殿忠方法 测定
,
活性测定 按李瑞智方法川测定
, 活性测定 采用 等’〕所改进
的 还原法测定
名 土壤 测定 按单运峰等方法 ’〕测定
结果与讨论
酸雨对种子萌发影响
衰 模拟酸雨对绿豆 、 玉米种子萌发率的影响
曰
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一
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作 物 处 理 相关系数
绿 豆
玉 米
名
二
二
图 模拟酸雨对绿豆叶绿素含量的影响
苗期 伴 , 分枝期 , 鼓粒
期 , 第 分枝 ,
第 分枝 , 第 分枝
自匕户二
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从表 可见 , 随着酸雨 降低 , 种子
萌 发率逐渐减小 与对 照相 比 , 和
的玉米种子萌发率下降了 , 绿豆在
下 各 处 理 分 别 下 降 了 、 和
, 模拟酸雨 与绿豆 、 玉米种子萌发
相关极显著 实验结果表明 , 模拟酸雨使作
物种子萌发受到 影响 这是 由于模拟酸雨
的胁迫引起种子透性变化 , 离子平衡失调 ,
呼吸代谢 、 物质代谢 、 酶活性发生改变 , 代
谢紊乱 , 破坏了种子内部正常生理效应 , 致
使种子萌发受阻
酸雨对 叶绿素含量及叶绿素 值
的影响
叶绿素总量的变化 由图 、 可知 ,
种作物随模拟酸雨 降低 叶绿 素总量
逐渐减少 叶绿素总量苗期最低 , 随生育期
表 模拟酸雨对绿豆叶绿素 值的影响
乏
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、
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图 模拟酸雨对玉米叶绿素含量的影响
苗期 , 叶期 一 拔节
期 , 第 叶 , 第 叶
抽雄期 , 第 叶
, 第 叶 抽丝期 , 第 叶
, 第 叶
叶绿素 值变化 从表 、 可见 ,
一 亡 吨
生 育 期
八
处 理
凡
相关系数
苗 期
结英期
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分枝 ,
分枝 , 卜
分枝
分枝
。
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第
应 用 生 态 学 报 卷
表 棋拟酸雨对玉米叶绿紊 值的影响
一 一仁 一 一
生 育 期 处 理 相关系数
苗 期
叶期
一
拔节期
抽雄期
抽丝期
。
第 叶
第 叶
第 叶
第 叶
第 叶
第 叶
第 叶
。
。
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。
。
。
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。
。
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二
二
二
二
二
二
第 叶
第 叶
二
二
在同一生育期 种作物叶绿素 值随模
拟酸雨 减小
受模拟酸雨影 响 , 种作物在 同一生
育期内 , 随模拟酸雨 的下降 , 叶绿素总
量逐渐减少 叶绿素 值也随着模拟酸
雨 下降而有所减小 叶绿素含量降低
和叶绿素 值减小是衡量叶片衰老的重
要生理指标 这说 明模拟酸雨加速了植物
叶片衰老速度 , 叶绿素受到破坏是 由于模
拟酸雨使叶汁酸化后 , ’从叶绿素中失
去而形成脱镁叶绿素所致
酸雨对细胞透性的影响
实验结果表 明 图 、 , 在相 同生育
期中 , 两种作物 叶片组织 电解质外渗百分
率随着模拟酸雨 降低而逐渐升高 玉
米苗期各处理电解质外渗百分率增加幅度
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图 模拟酸雨对绿豆叶片外渗液电导率的影响
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苗期 分枝期 , 第
分枝 , 第 分枝 , 第 分
枝
图 棋拟酸雨对玉米叶片外渗液电导率的影响
苗期 , 叶期 一 抽雄期
, 第 叶 , 第
叶 抽丝期 , 第 叶 ,
第 叶
·
大于其它各生育期 在抽雄期和 抽丝期所
测穗位叶 第 、 位叶 增加相对不多
种作物电解质外渗百分率与模拟酸
雨 呈显著负相关 作物受模
拟酸雨影响后细胞膜首先受害 , 电解质外
渗 模拟酸雨酸度越大 , 电解质外渗量就越
大 , 这种变化往往与叶片外部受害有一定
相关性 绿豆苗期 和 在外观上
表现受害最严重 , 伤斑最多 , 面积最大 , 叶
片皱缩 损伤率分别为 和 而这
个处理组 的电解质外渗百分率也最高
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增刊 严重玲等 模拟酸雨对绿豆 、玉米生理生态特性的影响
实验还发现 , 电解质外渗通常 出现在形态
变化之前 , 这与户家绩 〕、 曹洪法等 〕的
研究结果一致 根据实验结果 , 可利用外渗
电导率变化 , 对受酸雨影响后出现伤斑时
间进行早期判断
模拟酸雨对叶片活力的影响
由图 、 可知 , 同一生育期中 , 随模拟
酸雨 值减小 , 叶片活力逐渐降低 同一
处理中随生育期进程 , 叶片活力逐渐增加
各处理与对照相 比 , 绿豆苗期中叶片活力
下降幅度明显大于结荚期 , 。后各处
理下降 、 、 和 结英期下
降 、 、 和 写 玉米也表现 出
相似的变化
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图 模拟酸雨对绿豆叶片活力的影响
苗期 一 结英期 , 第 分枝 , 第 分枝 , 第 分枝
, 第 分枝
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图 ‘ 模拟酸雨对玉 米叶片活力的影响
苗期 , 叶期 一 , 抽雄期 , 抽丝期
模拟酸雨对 叶片活力的影响 , 以苗期 雨 的减小而逐渐减小 表 绿豆苗期
最显著 这是 由于苗期抗逆能力较弱所致 , 和鼓粒期模拟酸雨 与叶汁 相关极
随着生育期进程 , 植株抗逆能力增加 , 叶片 显著 , 开花期达到显著 玉米苗期 、拔节期 、
活力有所增强 , 与汪雅各 研究结果一致 抽雄期 、抽丝期都达到极显著 这表明模拟
模拟酸雨对叶汁 的影响 酸雨对植物叶片有酸化作用 , 这种酸化作
受模拟酸雨影响 , 叶汁 随模拟酸 用随生育期进程逐渐减弱
应 用 生 态 学 拇 卷
模拟酸雨对叶汁有明显的酸化作用 ,
模拟酸雨 越小 , 这种酸化作甩越强 叶
汁的酸化必然影响体 内酶活性 , 叶绿素含
量变化 , 破坏体内正常代谢过程 , 引起作物
受害 叶汁被酸化后 降低幅度愈小 , 说
明细胞具有较强的缓冲与调节 能力而
表 模拟酸雨对绿豆 、玉米叶汁 的影响
使作物受害减轻 种作物 叶汁被模拟
酸雨酸化后 , 绿豆叶汁 降低幅度 比玉
米叶汁大 , 说明玉米具有较绿豆更强的抗
逆能力 模拟酸雨对叶汁 酸化作用 随
生育期进程逐渐减弱 , 迭与作物抗性逐渐
增强有关
宜 跳
生 育 期 处 理
苗 期
开花期
鼓粒期 司
苗 期
拔节期
抽雄期
抽丝期
相关系数
倪
二
。
。
二
二
二
二
二
模拟酸雨对游离脯氨酸的影响
由图 、 可知 , 种作物游离脯氨酸
含量随模拟酸雨 的降低而逐渐增加 ,
而同一处理 包括对照组 均以苗期游离脯
氨酸含量最低 , 随生育期进程有逐渐增加
趋势
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图 模拟酸雨对绿豆叶片中游离脯氨酸的影响
苗期 , 分枝期 ,
·
开花期 , 鼓粒期 浏 浏
许多研究者发现在环境胁迫下 如旱
、
涝 、 盐 、 大气污染等 植物体 内游离脯氨酸
会发生较大变化 〔‘〕 实验结果也表明 , 植物
体内脯氨酸含量的变化与植物受逆境 模
拟酸雨 胁迫的强弱有一定的相关性 它既
图 模拟酸雨对玉米叶片中游离脯氨酸的影响
】
苗期 , 拔节期 ,
·
抽雄期 , 抽丝期
是细胞结构和功能损伤的结果 , 又是抗逆
性的一种适应 , 这与汤章城等 〔 〕的研究结
果一致
模拟酸雨对 活性的影响
同一生育期随模拟酸雨 降低 图
‘ , 种作物叶片中 活性逐渐增
加 绿豆苗期 活性变化最大 , 在
处 , 活性 呈直线上升 , 到 ,
其活性是对照的 倍 当植株进入开花
结荚期后 , 活性上升有所减缓 同一
增刊 严重玲等 模拟酸雨对绿豆 、 玉米生理生态特性的影响
八。弓﹄卜梦七誉司︶兰艺。二告幼叱
处理的基部 第 分枝 到顶部 第 分枝
叶片中 活性逐渐减小
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图 , 模拟 酸对绿豆 叶片 活性的影响
是一 乏
江 一
苗期 , 开花期 , 第
分枝 , , 第 分枝 卜 , 第 分
枝 , 第 分枝 、
玉米苗期无论是活性大小还是随模拟
酸雨 下降 , 活性上升幅度均大于
其它生育期 对抽丝期和抽雄期相同叶位
叶片中 活性进行测定 表 表 明 , 随
叶片生长时间延长 , 活性逐渐增加
表 模拟酸雨对玉米抽雄期和抽丝期 活性的影响
玉
图 模拟酸雨对玉米叶片 活性的影响
一
苗期 拔节期 , 第
连 叶 , 第 叶 , 第 叶 , 第
叶 , 第 叶
相关分析表明 , 叶片中 活性与模拟酸
雨 呈显著负相关
受模拟酸雨影响 , 活性增加以幼
‘ 〔 泥
△ ‘
一
生 育 期 处 理
又 气
相关系数
抽雄期
抽丝期
第 叶
第 叶 奋 ,
一 二
一 二
第 叶
第 叶
是王
是 。
。 一 , “
一 二
龄 叶片幅度大 , 叶龄大 的叶片增 加 幅度
小 叶龄大的 叶 片 活性 高 于幼 龄 叶
片 , 但净增百分率小于幼龄叶片 相同叶位
叶片随生育期进程和每一植株从上至下的
叶片中 , 活性逐渐增 加 , 表现 出与器
官幼嫩 、老化有关 , 与生长速率呈 负相关 ,
与李振 国等川研究结果相似 受模拟酸雨
影响 , 活性增加 , 被氧化 , 从而改
变其含量 , 浓度降低 , 细胞老化加强
对照组叶片也表现出随叶片老化 , 活
性逐渐增加 , 这说 明作物 除了受模拟酸雨
影响其 活性增加外 , 还包括作物叶片
正常衰老所增加的部分
,
模拟酸雨对 活性的熟响
由图 、 可知 , 绿豆苗期 活性
随 模 拟 酸 雨 下 降而 逐 渐 减 小 同 时
活性小于其它生育期 , 在开花期所测
的 个分枝叶片的 活性随模拟酸雨
下降逐渐上升 , 到 一定值后 又逐渐 下
降 玉米苗期 活性小于其它生育期 ,
随模拟酸雨 下降 , 玉米各 生育期变化
与绿豆开 花期 、 结英期相似 , 活性逐
应 用 生 态 学 报 卷
月 七 一 月
价‘争⋯,︶七,‘担前一
图 模拟酸雨对绿豆叶片 活性的影响
苗期 一 开花期 叼 ,
第 分枝 , 。 第 分枝 ,
第 分枝 卜记 , 第 分枝 , 鼓拉
期
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洲
丽一杰贴姗一叻和彻︹,﹄,一‘,全示塑她
图 模拟酸雨对玉米叶片 活性的影响
名 ,
苗期 一。 拔节期
一 抽雄期 抽丝 期
,
、 、 第 叶 , 、 第 叶
渐增高到一定值后又逐渐降低 但玉米苗
期 活性升降变化幅度大于其它各生
表 ‘ 模拟酸雨对士坡 的影响
‘ ,
育期 苗期和拔节期 第 、 叶 各处理所
测定的 活性最高值在 处 抽
雄期第 叶所测最高值在 处 , 其后
缓慢下降 , 到 其 活性 已高于
饥第 叶也有类似变化 , 但所测最高
值在 抽丝期第
、 叶所测最高值
都在 , 但第 叶 活性变化不如
第 叶明显
模拟酸 雨 在 酸度 不大 时 , 首 先诱导
活性增加 , 到 一定值后 又转而减小
绿豆苗期在模拟酸雨出现时 , 其 活性
随模拟酸雨 减小而减小 , 这是 由于绿
豆 自身生理特性和解剖特征差异 , 加上植
株又处在发育初期 , 抗逆能力较弱所造成
幼嫩叶片对模拟酸雨敏感 , 叶龄大的叶片
抗逆性强 , 因此在绿豆和玉米叶片中所测
活性最高值在一定范 围内随 叶龄增
加而 向模拟酸雨 处理酸度加大的方 向推
移 同时 活性最高值两侧的升降幅度
也逐渐减小 , 绿豆表现 尤为明显 活
性在模拟酸雨影响下 , 其变化曲线呈“ ”
型 , 这与邹晓燕等川用 对植物熏气的
研究结果相似
模拟酸雨对土壤 的影响
从表 可见 , 模拟酸雨对土壤有一定
酸化作用 相关分析表明 , 模拟 酸雨 与
土壤 相关极显著
模拟酸雨影响土壤酸度 土壤酸度变
化首先影响营养元素有效性和有毒离子的
存在 这些特性变化又影响植物根系的吸
收和交换 因此酸雨不仅直接影响作物地
作 物 处 理 相关系数
豆
米
。
。 份 份
二
绿玉
增刊 严重玲等 模拟酸雨对绿豆 、 玉米生理生态特性的影响
上部分 , 而且还通过土壤特性变化 间接影
响地上部分
致谢 本项研究得到成都电子科技大学 系研
究生于发稳 、 车晓彦同学的大力协助 , 特此致谢
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户 家绒 酸性雨 七生态系 。效果 座集公害 ,
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、 、 七
句 勺 , 一