全 文 ：模拟酸雨对任豆种子萌发的生理效应 .
罗 金 陵
中 南 林 学 院
酸雨从天而降 , 它象凶神 , 吞噬着整个
生物圈 . 不仅危害人体健康 , 而且使水体酸
化 , 严重影响水生动植物的生长 , 使鱼类减
产或绝迹 . 破坏土壤和植被 , 使森林和农作
物枯萎死亡 、 农林业减产 、 生态严重失去平
衡 . 同时又可腐蚀金属和建筑材料 、 破坏风
景和历史文物 , 因此被称为 《 空中死神 》 .
我国酸雨出现面积之广 、 酸度之大 、 不
亚于欧美和日本 , 主要集 中在我国西 南 、 中
南和华东地区 , 现 已成为世界上酸雨最严重
的地区之一 。 我国一些城市和地区 监 测 表
明 : 酸雨 P H值最小低于 4 . 2 的城 市 有 : 桂
林 ( 4 . 2 ) 、 南宁 ( 4 . r ) 、 上海 ( 4 . 0 2 ) 、
广州和 苏 州 ( 3 . 8 ) 、 南 昌 ( 3 . 7 ) 、 重 庆
( 3
.
6 )
、 长 沙 ( 3 . 5 5 ) 、 贵 阳 ( 3 . 2 7 ) 、
贵州的都匀市 ( 3 . 1 ) 、 重庆的沙坪坝 ( 3 . 0 ) ,
湖北沙市的酸雨竟达 ( 2 . 1 ) . 综如 _ L 述 ,
我国雨水酸度之高 、 面积之广 , 已达到十分
严重的程度 . 真是 、 酸性降水遍全国 、 干湿
沉降齐侵袭 ; 降水酸度 日俱增 , 潜伏危害渐
严重 ; 威 协生态患无 穷 , 防 治 酸 雨 迫 在
眉〔 1 ` 2 〕二
为了初步探索酸雨对植物种子萌发可能
产生的影响 , 几 年来 , 我们开展了一些酸雨
影响的简易模拟试验 、 测定酸雨对植物种子
要发的生理效应 , 为研究防治酸雨危害提供靠的依据 .
供试材料为苏木科任 豆 属 的 任 豆 种
子 , 种子首先用 0 . 2肠的氯化汞消 毒 , 清 洗
数次后 , 再用温水浸种 2 4小时 , 以供试验 .
模拟酸雨的配制 是参考江苏植物研究所
高绪平等试验配方 〔 3 〕, 进行了一些 变 动 ,
是用。 . I N的硫酸 、 硝酸和盐酸为母 液 、按硫
酸 : 硝酸 : 盐酸一 6 : 3 : 1 的比例分别用
自来水配制成 P H 值 为 5 、 4 、 3 、 2 等一
系列硫酸型酸雨 , 以 自来水作对照 。
发芽试验是选择大小色泽一致的吸胀种
子 , 分别加 自 来水 ( C K ) 及 P H : 、 P H 4 、
P H
3
P H
Z的酸液 , 在 25 ℃的发芽器 中发 芽 、
每皿 1 0 粒种子 , 重复三次 ,每天更换酸液 , 以
维持发芽试验液 P H值的稳定 , 发芽的 第 六
天进行发芽率和胚生长状况的调查以及生理
指标的测定 .
二 、 测定项 目与方法
l
: 蛋 白质含量 是用凯氏定氮改进半微
量蒸馏法测定 。
2
、 可溶性糖含量是用蕙酮比色法测定 。
3
、 粗脂肪是采用索氏抽提法提取 .
4
、 抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶活性
是按山东农学院等编写的 《 植物生理学实验
指导 》 的方法测定 .
5
、 呼吸强度是应用江苏省植物研究所
和江苏省泰县 电气仪表厂制造的 G H一 I 型
光合仪测定 .
材料与方法
一 : 供试材料
试验结果
一 、 模拟酸雨对任豆种子发芽的影响
. 本文承庞幼芬什教审阅 , 以及诸祥林 , 曹清尧 、 江学才 、 康世清等同志协助测定 , 特此致谢 .
任豆种子经 0 . 2肠氯化汞消毒浸 泡 后 ,
选择其大小色泽一致的吸服种子 , 分别用 自
来水 ( C K ) 、 P H 。 、 P H ` 、 P H 3 、 P H : 的
硫酸型酸雨在 25 ℃的发芽器 中进行发芽 、 发
芽第六天时测定其发芽率和胚生长状况 , 结
果列于表 1 .
表 1 不同 P H值吐雨对任豆
种子发芽率和胚生长的影响
表 2 不同 P H值徽两对任豆
种子萌发酶活性的影响
项 目
_
? H值
P H
发芽率
肠
胚根长
( 厘米 )
C K P H S P H 4 P H
:
8 4
.
7 8 4 7 5
.
8 6 1
.
7
1
.
3 1 1
.
2 8 1
.
2 8 0
.
8 2
1
.
0 6 !
.
0 2 0
.
8 5 0
.
7 3
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P H
,以下则产生 明显的抑制作用 , 即 P H 。的
胚茎长
( 厘米 )
从表 1看 来 、 不同 P H值酸雨对任 豆 种
子萌发和胚生长的影响 : 发芽率从 P H : 以 下
产生抑制效应 , P H 4的降低 10 . 5肠 , P H , 的
降低27 肠 , P H Z的根本没有发芽 , 仅有极少
几粒种子萌动 ( 露白 ) , 且种 子出现粘化坏
死现象 .
酸雨对胚生长表现抑制效应 : 胚根生长
在 P H S和 P H ; 的条件下 减少 2 , 5 肠 , P H : 的
减少 3 7 . 4 % . 胚草生长在 P H ; 的酸雨条件下
降低 19 . 4 % , P H 。的降低 31 肠 . 整个 胚 在
P H Z的酸雨 中产生毒害 , 丧失生长能力 .
二 、 模拟酸雨对任豆种子萌发抗坏血酸
氧化酶和多酚氧化酶活性的影响 .
本实验是利用抗坏血酸存在下的氧化情
况 , 测定抗坏血酸氧化酶的活性 。 应用抗坏
血酸在邻苯二酚及多酚氧化酶的存在下的氧
化情况 , 间接 由杭坏血酸的消耗量求得多酚
氧化酶的活性 . 其活性以每小时每克鲜重抗
坏血酸的毫克数 来表示 。 测定结果见 丧 2 .
在不同 P H酸雨对任豆种子萌发酶 活 性
的影响 中 : 胚的抗坏血酸氧化酶 的 活 性 、
P H ` 以上都表现不同程度的促进效应 , P H 。
的较对照增 加 5 2帕 , P H `的增加 24 肠 . 而
降低 7 肠 , P H : 的降低 5 9 呱 .
子叶的抗坏血酸氧化酶的活性 , 在 P H :
以上均产生促进效果 , 即 P H S的增加 78 肠 ,
P H 4的增加 6 5 % , P H 3的增加 6 1% 。 而 P H :
的则产生明显的抑制作用 ; 它 比对照降低了
6 5肠 . ( 图 l )
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相对落禅,
图 l : 不 同 P H酸雨对任豆种子萌芽发
抗坏血酸氧化酶的相对活性
多`酚氧化酶的活性 , 随 P H值下降而 逐
渐降低 , 胚的多酚氧化酶的活性 , P H S的降
低肠肠 , P H 月的降低 2 9 % , P H 。的降低 59 肠 ,
P H
: 的降低 7 4肠 . 子叶叮多酚氧化酶的活性
下降幅度 , 分 别 降 低 19 肠 、 27 肠 、 3 % 和
5 5肠 . ( 图 2 )
三 、 、模拟酸雨对任豆种子萌发呼吸强度
的影响 .
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图 2 不 同 p H值酸雨对任豆种子萌发 多
酌氧化酶相对活性
呼吸作用是一切生物的重要生命活动 ,
是生物代谢的中心和生命活动的指标 . 所以
了解酸雨对种子萌发时呼吸的变化 , 对指导
生产实践有着重要的意义 。
呼吸强度是采用 G H一 I 型光合仪测 定
的 , 其测定原理是在一定温度条件下 , 一定
浓度的碳酸氢钠溶液 P H值 , 随着溶解在 其
中的 C O : 数量而改变 , 所以 和该溶液吸收或
放出 C O : 浓度保持着平衡关系一当 空 气 中
C O
: 变化时 , 溶液 中C O : 也相应改变 , 使溶
液的 P H值也随之变化 . 因此采用高精 密 的
P H计 ( G H一 l 型光合仪 ) 测定溶 液 P H值
的变化 , 便可推算呼吸过程中流 经 溶 液 的
C O
: 含量来计算呼吸强弱 . 结果表明任豆 种
子萌发呼吸强度的变化 , 因酸雨的 P H 值 而
不同 , 在 P H ;的条件下丧现促进效应 , 较对
照增加 19 . 8 肠 . P H : 以下则随 P H值 降 低 ,
抑制作用越明显 、 P H 4的降低 49 肠 , P H 。的
降低 61 . 3肠 , P H Z的降低 7 3 . 6 肠 . 表 3
表 3 不同 P H值酸雨对任豆种子萌发呼吸强度的变化
一一万恻月竺一{一下一巨三…竺 )二二卜卫二-竺登登箩( C O : 川 g /克鲜重小时 ) { 。 · ’ · “ ! 州 。 · 0 5 ` ! 。 · 。 “ … 。 · 。 2 8_ 叮叹刚 , …10 0 } 1 1 9 . 8 { , 1 J 38 · 了 … 2 6 · 4一一一 - ~ ~ ` ~ ~ . - . . ~ ~ ` 曰曰 . 一曰一 二一- -一一一一 .一~ . ~ ~ . . `一表 4 不同 P H值酸雨对任豆种子萌 发过程 中溶性糖 、 粗脂肪和蛋白质含且的影晌价汽,书
门抓 。`二 触黝。 粉鹊拍骊手圣%
四 、 模拟酸雨对任豆种子萌发 过 程 中
糖 、 脂肪和蛋白质含量的影响 .
植物种子萌发过程 中物质是不 断 转 变
的 , 这些转变 , 推动着种子的萌发和生长 ,
所以了解种子萌发过程 中糖 、 脂肪和蛋白质
含量与酸雨的关系 . 对摸清酸雨的危害和防
治有着重要意义 .
实验结果表明 , 酸雨对任豆萌发时可溶
性糖 , 粗脂肪和蛋 白质含量均 表现有下降的
趋势见丧 4 。
从表 4 看来 , 酸雨对任豆种子萌发时可
络性糖含量随 P H 下降而减少 . P H 。的减 少
母. 2呱 、 P H . 的减少 14 务 、 P H 3的减少 21 呱 ,
而 P H , 的反 比 P H 。的稍有提高 , 这可能是 由
于酚雨产生明显毒害 , 种子出现粘化死亡有
关 ( 图 3 ) .
粗脂肪的含量也随酸雨的P H值降低而
图 3 、 酸雨对任豆种子萌发可溶性糖 、
粗脂肪和蛋白质含量的影响
3 l
减少 , P H 至 P H Z的酸雨 处理分别减少 6 % ,
l 。肠 、 16 肠 、 和 1 9 0/ .
蛋白质含量的变化比 较 平 稳 , P H S至
P H : 只分别降低。 . 2肠 、 2 肠 、 5 肠和 9 肠 .
结 语
关于酸雨对植物生理活动的影响 , 国内
外有过一些研 究 报 导 〔3 、 4 、 5 、 。 、 7 、 。 、 。 、 1 0 、
1门 , 大都处于模拟试验阶段 , 而且看 法 不
一 , 迄今尚未得到比较准确的验证 . 我们也
只是初步探索 . 从本试验结果 来 看 : 不 同
P H值硫酸型酸雨对任豆种子的萌发生 理 产
生了不同程 度的影响 .
酸雨对任豆种子的发芽率和胚生长 , 在
P H 4以上影响较小 , P H 。以下则产生明显 的
抑制效应 . 其发芽率较对照降低 2’[ 肠 , 胚茎
生长较对照降低 3 7 . 4呱 , 胚根生长下降 3 1% ,
P H
: 的酸雨产生 明显的伤害 , 仅有极少儿粒
种子萌功 ,最后粘化死亡 . 这与 J 、 JL e e ;. 3 〕 、
高绪平 〔8 〕 、 彭桂英 〕 1 ` 〕等的试验结果 基 本
相似 .
酶的活性可随P H值而改变 , 一种 酶 只
在一定的 PH值范围内活性最强 , 所以 酸 雨
必然影响酶的活性 . 从实验结果表明 : F H 4
以上的酸雨对抗坏血酸氧化酶的活性有一定
的促进效应 , 均较对照有所增强 ; 而 P H 。以
下则产生明显的抑度作用 . 惟多酚氧化酶的
活性则自P H S开 始 , 随酸雨 P H值的降低 而
减少 . 呼吸代谢是在一系列酶的催化下进行
的 . 所以酸雨影响酶活性的同时 , 必然影响
呼吸作用 , 因此酸雨对任豆种子萌发时的呼
吸强度 与酶活性 的影响有着相似的 变 化 规
律 , 即P H : 的促进呼吸 , 较对照增加 19 . 8 物 ,
P H , 以下随酸雨 P H值的降低而减 弱 . P H ;
至 p H : 的分别 减 少 49 肠 、 6 1 . 3肠 、 73 . 7肠 .
种子萌发时 , 各种物质转化是有条不紊
地和均衡协调地进行的 . 从而推动着种子的
萌发和生长 . 实验结果丧明 , 任豆种子萌发
过程中 , 可溶性糖 、 粗脂肪和蛋 白质含量可
随酸雨的于 H浪降低而减少 . 使物质代 谢 失
去平衡 , 从而影响种子萌发生长 .
总之 , 种子的生命活动是在细胞的机能
结构和环境因素的相互配合下进行的 . 每一
种酶和各个生理机能一般都有各自最适的微
环境 , 当环境条件改变时 , 这种改变对某个
机能有利时 , 就会对该机能产生促进效应 .
如果环境条件的改变超 出种子的调节范围 ,
则会失去平衡 , 产生抑制效应 , 重则引起死
亡 . 就酸雨而言 ; 当酸雨 P H值超出种 子 自
动凋节范围 , 就会影响细胞的微细结构 、 酶
的活性 、 呼吸作用和物质代谢等的改变 , 从
而影响种子的萌发和生长 。 总的来说 , 酸雨
对任豆种子萌发过程的影响中 , P H 。的酸雨
对某些生理机能有利 , 从而产生促进效应 ;
而 P H ` 以下超出种子 自动调节范围 ( 耐酸能
力和缓冲能力 ) , 从而产生明显的抑制效应 .
A b s a h a m s e n ( 1 9 3
自
) 研究指出 , 酸雨
对种子萌发和幼苗生长有混合效 应 〔 5 〕, 目
前的降水中含有酸 、 碱 、 尘 、 重金属等各种
成分 , 其 中对种子影响最严 重 的 是 5 0 : 、
N O
3
、
C 。等阴离子 , 由于它们的 增 加 , 致
使雨水的 P H值降低 , 其同影响种子 , 产 生
混合效应 . 种子对酸雨的反应 , 在很大程度
上因种子种类 、 环境条件 , 处理时期和使用
方法等不同而异 , 因此 , 必须 对 每一种 种
子 、 不同品种分别试验 、 找 出那些种子哪一
时期对酸雨是敏感的 , 会产 生哪些伤害 . 只
要大家通力协作 , 从多方面去研究 , 就有可
能揭示酸雨对危害种子的机理和找出有效 防
治的方法 .
参 考 文 献
l
、 纪斌 、 程振华 , 我国酸雨污染 , 《 环境 保
护 》 , 20 5 2 、 ( 2 2 ) .
2
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第一期 .
3
、
J
、
J L e e e t
a l ( 1 9 5 0 ) E f f e
e t o f s i m -
u
1a t e d S
u l f u r i e a e i d r a i n o n y i e l d
,
G r o u t h
森林是农业生态体系中的命脉 ’
梁建平 吴幼媚
(广 西 林 科 所 )
印」 朽
森林 以其特 仃的层次 , _丈杀的 空 间 结
构 , 除了对光能的吸收利旧率最高 、 生物产
量最大外 , 森林及其 中栖息着的许 多 动 物
( 包括微生物 ) , 这个生物群落还 与无机环
境间相互依存 、 相 互制约 , 进行着能 量的交
换和物质的衍环 , 使林区:及其周围成为 良性
循环的生境 。 森林肩. 接影响 一着各个 生 态 系
统 , 具有调节气侠 、 涵介石、 冻 、 深持 水生 、
防风固沙 、 减少环境丙染和自然灾害 、 维护
自然生态平衡等重大作用 . 听以森林是陆地
仁最大的生态系统 , 也是农业生态体系中的
命咏 。 ·本文就从 以下儿个问题提出一些粗浅
的意见 .
、 森林在农业生态 中的地位
和作用
( 一 ) 涵券水源 、 保持水土
我国古代早就认识和重视森林保持水土
的功能 , 远在科一学尚未发达的清代 . 安微 巡
抚梅曾亮就安徽宣城毁林开荒一事 曾 叙 述
一浦导余宋宣城问诸多人 , 皆 言 未 开 之
山 , 土坚石固 、 草树茂密 、 {离叶积数 , }二, 可
二 、 三寸 , 每天雨从树至叶 , 从叶至上石 ,
历石礴 , 滴沥成泉 , 其下水也缓 , 义水 下而
仁不随其 卜’ 。 水缓故低川受之不灾 . 而半 J
不雨高田犹受其浸溉 。 今以 )子斧童其山 , 而
以锄犁疏其 土 , 一 用 卡毕 , 砂石随下 , 奔 流
理壑 , 祥问中皆填淤不可贮水 , 毕至洼田 中乃
止 , 乃沼; 川渴 , 而山田之 水无继者 。 是为开
不毛之上 , 而病有吞之川 , 利几` 锐之 台}: , 丽
婿无脱之户也 . ” 这段话清楚地说明 一 J ’ 森林
的蓄水保土的作用及总结破坏森林造成灾难
的教训 . 森林是一个巨大的绿色海洋 , 它能
使林区增加际 {两, 并具涵养水源和保持水土
的效益 . 据报 d , 每亩针阔叶树混交林的土
壤可蓄水了2 . 8一 1了3 . 4吨 。 J L `西百色的 澄 碧
如d f o l i a r i o j u r y o f s o v e r a l G r o p s 、 i n : E n -
板 r o n 也e n t a l a n d E x p e r i m e n t a l b o t a n y 2 1 .
计 1六` 1 . 5 ( 1 0 8 1 ) .
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