草地早熟禾與麥冬對酸雨抵抗能力的比較
以草地早熟禾(Poa pratensis L.)和麥冬[Ophiopogon japonicus(Thunb.)Ker-Gawl.]為材料,通過配制二氧化硫溶液,連續(xù)15 d噴灑,來模擬酸雨環(huán)境,觀察試驗前后綠地質量、測定葉片中葉綠素相對含量、硫含量,以比較兩種草本植物對酸雨的抵抗能力。結果表明,模擬酸雨環(huán)境后,綠地質量有一定程度的下降;但草地早熟禾葉片硫含量顯著增加,麥冬葉片硫含量變化不明顯;草地早熟禾的葉片葉綠素相對含量變化差異不顯著,而麥冬在試驗前后的葉片葉綠素相對含量變化差異顯著。說明草地早熟禾對酸雨的抵抗能力強于麥冬。
二氧化硫是大氣中分布較廣泛和危害較大的污染物之一,也是酸雨的主要組成成分。隨著二氧化硫污染問題越來越嚴重,我國的甘肅省隴南地區(qū)、山東省膠東半島、陜西省南部以及長江流域以南大部分地區(qū)均出現(xiàn)過不同程度的酸雨。在1995年8月通過的《中華人民共和國大氣污染防治法》中明確規(guī)定,在全國劃定酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū),以達到在雙控區(qū)內強化對酸雨和二氧化硫的污染控制目的。硫是植物正常生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素,植物通過其葉片上的氣孔和枝條上的皮孔等自然孔口,將大氣中的二氧化硫等污染物吸入體內,在體內通過一系列氧化還原過程進行中和而形成無毒物質(即降解作用),或通過根系排出體外,或積累貯藏于某一器官內。因此,廣泛植樹種草是降低二氧化硫污染的有效措施之一。
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1.1試驗區(qū)概況
試驗區(qū)設在北京林業(yè)大學校園內,該地位于北京市海淀區(qū),氣候為典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥,春、秋季短促。年平均氣溫為10~12 ℃。其中1月均溫-4~
-7 ℃,7月均溫25~26 ℃。全年無霜期180~200 d。年平均降雨量約600 mm,降水季節(jié)分配不均勻,全年降水的80%集中在夏季的6、7、8月,7、8月常有暴雨[2]。以在北京市城市綠化中應用較廣的草地早熟禾與麥冬為材料;試驗地開闊,通風性好,無遮陰,試驗小區(qū)面積為2 m×2 m。
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。保玻彼嵊昴M試驗采用濃硫酸與亞硫酸鈉反應,配制pH值為4的二氧化硫溶液,置于容量為0.3 L的容器中,于2010年7月28日至8月11日,連續(xù)15 d對試驗小區(qū)進行均勻噴灑,以創(chuàng)造模擬酸雨的環(huán)境。
。保玻簿G地質量觀察在模擬酸雨環(huán)境前后,對試驗小區(qū)綠地的綜合質量進行評定,包括葉片色澤、長勢、蓋度等,以考查模擬酸雨環(huán)境對綠地質量的影響。
。保玻橙~片硫含量的測定模擬酸雨環(huán)境前后,每小區(qū)分別采集約200 g的葉片樣品,烘干后采用硫酸鋇溶膠比濁法[3-5]測定葉片中的硫含量,筆耕文化推薦期刊,植物吸硫能力W=(C2-C1)/C1×100%。式中,C1為試驗前硫含量,C2為試驗后硫含量。
1.2.4葉片葉綠素相對含量的測定采用手持式SPAD-502型葉綠素儀測定葉片葉綠素的相對含量。每個小區(qū)選。吨昴芊从承^(qū)整體顏色的植株(即剔除個別枯黃植株的影響),用葉綠素儀測其頂端向下第三片成熟葉的SPAD值[6],每一葉片測3個位點,取平均值作為該葉片的SPAD數(shù)值[7]。
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。玻本G地質量觀察
模擬酸雨環(huán)境前,麥冬和草地早熟禾均表現(xiàn)為色澤濃綠,長勢良好,蓋度達到90%以上。在連續(xù)15 d噴灑二氧化硫溶液后,小區(qū)內的綠地質量有所下降,植物葉片色澤由深綠色變?yōu)樯罹G中略帶發(fā)黃,并有5%~10%的葉片呈現(xiàn)枯黃色,葉片較噴灑二氧化硫溶液前更易折斷,蓋度也下降到75%。另外,綠地中還含有微弱的刺激性氣味,分析原因是噴灑的二氧化硫溶液揮發(fā)形成的。兩種植物長勢也受到一定的影響,表現(xiàn)為長勢變緩。
2.2葉片硫含量變化
兩種植物在模擬酸雨環(huán)境前后葉片硫含量的變化如圖1所示。由圖1可以看出,在模擬酸雨環(huán)境前,兩種植物葉片的硫含量相近,草地早熟禾為0.42%,麥冬為0.41%,均在草本植物硫元素含量的正常范圍內[8]。而在模擬酸雨環(huán)境后,二者葉片硫含量出現(xiàn)了較大的分化,其中草地早熟禾葉片硫含量顯著增加,由之前的0.42%增加到0.56%,高出了植物體內正常微量元素硫的含量范圍;而麥冬葉片硫含量變化則較小,由0.41%增加到0.44%。方差分析結果表明,模擬酸雨環(huán)境前后,草地早熟禾葉片硫含量變化差異顯著(P<0.05),而麥冬葉片硫含量變化差異不顯著(P>0.05)。
2.3葉片葉綠素含量變化
在模擬酸雨環(huán)境前后對試驗小區(qū)植物的觀察可以看出,兩種植物葉片色澤有一定程度的變化。相應的葉片葉綠素相對含量也發(fā)生了變化,采用SPAD-502型葉綠素儀測定兩種植物的葉片葉綠素相對含量結果見圖2。由圖2可以看出,模擬酸雨環(huán)境前后,兩種植物葉片葉綠素相對含量均有所下降,其中,草地早熟禾葉片葉綠素相對含量SPAD值由34.6下降到32.2,麥冬由53.3下降到45.7。分別對二者葉片葉綠素相對含量變化進行方差分析,結果表明,草地早熟禾葉片葉綠素相對含量變化差異不顯著(P>0.05),麥冬葉片葉綠素相對含量變化差異顯著(P<0.05)。說明模擬酸雨環(huán)境對草地早熟禾葉片葉綠素含量影響較小,而對麥冬葉片葉綠素含量影響較大。前人研究表明,硫在植物光合作用中具有重要作用,硫的供應水平對葉綠體的形成和功能的發(fā)揮有著重要的影響[10],分析認為,二氧化硫對草本植物的影響可能會涉及葉綠素的合成[11-13]。
本文編號:7281
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