摘要:配制二氧化硫溶液对草地早熟禾与麦冬通过连续15 d喷洒模拟酸雨环境观察试验前后绿地质量、测定叶片中叶绿素相对含量、硫含量,我们将研究两种植物在绿地方面质量有一定程度的下降;但草地早熟禾叶片硫含量显著增加,麦冬叶片硫含量变化不明显;草地早熟禾的叶片叶绿素相对麦冬在试验前后的叶片叶绿素相对含量变化差异显著。说明草地早熟禾对酸雨的抵抗能力强于麦冬。
关键词:草地早熟禾;麦冬;模拟酸雨环境
二氧化硫是大气中分布较广泛和危害较大的污染物之一,也是酸雨的主要组成成分。跟着二氧化硫污染题目越来越严峻,试验利用喷洒二氧化硫溶液来模拟酸雨环境,探讨了两种北方城市绿地常见草本植物草地早熟禾与麦冬对二氧化硫模拟酸雨的抵挡能力,现将结果讲演如下。
1材料与方法
1.1试验区概况
试验区设在北京林业大学校园内,该地位于北京市海淀区,天气为典型的暖温带半潮湿大陆性季风天气,夏季炎热多雨,冬季严寒干燥,春、秋季短促。年均匀气温为10~12 ℃。其中1月均温-4~-7 ℃,7月均温25~26 ℃。全年无霜期180~200 d。年均匀降雨量约600 mm,降水季节分配不平均,全年降水的80%集中在夏季的6、7、8月,7、8月常有暴雨[2]。以在北京市城市绿化中应用较广的草地早熟禾与麦冬为材料;试验地开阔,透风性好,无遮阴,试验小区面积为2 m×2 m。
1.2试验方法
绿地质量观察在模拟酸雨环境前后,对试验小区绿地的综合质量进行评定,包括叶片光彩、长势、盖度等,以考查模拟酸雨环境对绿地质量的影响。酸雨模拟试验采用浓硫酸与亚硫酸钠反应,配制pH值为4的二氧化硫溶液,置于容量为0.3 L的容器中,于2010年7月28日至8月11日,连续15 d对试验小区进行平均喷洒,以创造模拟酸雨的环境。叶片硫含量的测定模拟酸雨环境前后,每小区分别采集约200 g的叶片样品,烘干后采用硫酸钡溶胶比浊法[3-5]测定叶片中的硫含量,植物吸硫能力W=(C2-C1)/C1×100%。式中,C1为试验前硫含量,C2为试验后硫含量。叶片叶绿素相对含量的测定采用手持式SPAD-502型叶绿素仪测定叶片叶绿素的相对含量。每个小区选取6株能反映小区整体颜色的植株,每一叶片测3个位点,取均匀值作为该叶片的SPAD数值[7]。
2结果与分析
2.1绿地质量观察
模拟酸雨环境前,麦冬和草地早熟禾均表现为光彩浓绿,长势良好,盖度达到90%以上。在连续15 d喷洒二氧化硫溶液后,小区内的绿地质量有所下降,植物叶片光彩由深绿色变为深绿中略带发黄,并有5%~10%的叶片呈现枯黄色,叶片较喷洒二氧化硫溶液前更易折断,盖度也下降到75%。另外,绿地中还含有微弱的刺激性气息,分析原因是喷洒的二氧化硫溶液挥发形成的。两种植物长势也受到一定的影响,表现为长势变缓。
2.2叶片硫含量变化
两种植物在模拟酸雨环境前后叶片硫含量的变化如图1所示。由图1可以看出,在模拟酸雨环境前,两种植物叶片的硫含量相近,草地早熟禾为0.42%,麦冬为0.41%,均在草本植物硫元素含量的正常范围内[8]。而在模拟酸雨环境后,二者叶片硫含量泛起了较大的分化,其中草地早熟禾叶片硫含量明显增加,由之前的0.42%增加到0.56%,高出了植物体内正常微量元素硫的含量范围;而麦冬叶片硫含量变化则较小,由0.41%增加到0.44%。方差分析结果表明,模拟酸雨环境前后,草地早熟禾叶片硫含量变化差异明显(P<0.05),而麦冬叶片硫含量变化差异不明显(P>0.05)。草地早熟禾叶片的吸硫能力为33.33%,麦冬叶片的吸硫能力为7.32%,即草地早熟禾的吸硫能力远远高于麦冬,达到麦冬的4.5倍以上。前人研究表明,一般代谢强度大、生长速度快的植物吸硫量都较高。麦冬而言,草地早熟禾生长速度较快,即使在试验期间炎热的夏季,非试验小区每周仍需修剪一次,以保证草坪外观整洁平整;而麦冬因生长缓慢,其非试验小区则极少修剪。
2.3叶片叶绿素含量变化
在模拟酸雨环境前后对试验小区植物的观察可以看出,两种植物叶片光彩有一定程度的变化。相应的叶片叶绿素相对含量也发生了变化,采用SPAD-502型叶绿素仪测定两种植物的叶片叶绿素相对含量结果见图2。由图2可以看出,模拟酸雨环境前后,两种植物叶片叶绿素相对含量均有所下降,其中,草地早熟禾叶片叶绿素相对含量SPAD值由34.6下降到32.2,麦冬由53.3下降到45.7。分别对二者叶片叶绿素相对含量变化进行方差分析,结果表明,草地早熟禾叶片叶绿素相对含量变化差异不明显(P>0.05),麦冬叶片叶绿素相对含量变化差异明显(P<0.05)。说明模拟酸雨环境对草地早熟禾叶片叶绿素含量影响较小,而对麦冬叶片叶绿素含量影响较大。前人研究表明,硫在植物光合作用中具有重要作用,硫的供给水平对叶绿体的形成和功能的施展有着重要的影响[10],分析以为,二氧化硫对草本植物的影响可能会涉及叶绿素的合成[11-13]。
3讨论
二氧化硫对草本植物的生长发育有消极的影响,试验模拟酸雨环境之后,绿地质量显著下降。但是对不同植物叶片叶绿素相对含量的影响不同,对草地早熟禾叶片叶绿素相对含量的影响小,而对麦冬的影响大。不同植物对酸雨的抵挡能力有所不同。试验中从叶片硫含量来看,草地早熟禾的叶片吸硫能力显著高于麦冬叶片,说明其对模拟酸雨环境的抵挡力要强于麦冬,这对净化空气具有重要意义。但是对于草地早熟禾的吸硫机制、吸入体内的硫的去向等题目尚有待进一步研究。
参考文献:
[1] 孙吉雄. 草坪学[M]. 北京:中国农业出版社,2003.
[2]吴名剑,孙贤军,雷启福,等. 硫酸钡溶胶比浊法测定烟草中的硫[J]. 烟草科技,2005
[3] 傅娇艳,丁振华,吴彦慜,等. 硫酸钡分光光度比浊法测定高硫环境样品[J]. 厦门大学学报,2007
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