模拟酸雨对中国北部地区冬小麦（黑麦）的生长影响外文翻译资料

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模拟酸雨对中国北部地区冬小麦（黑麦）的生长影响

倪寿清

山东大学--化学与化学工程学院--环境科学与工程

中国-济南

sqni@sdu.edu.cn

崔清洁

山东电力工程咨询研究所--环境保护部

中国-济南

cuiqingjie@sdepci.com

摘要-大多数文献使用南方土壤，即红土和拉托洛兹（酸性红壤），以模拟华南地区的酸雨，研究酸雨对小麦特殊生长期的影响。为了调查模拟酸雨（SAR）对华北农作物的影响，在营养繁殖生长期，将小麦样品在盆栽实验中喷洒一定范围的SAR溶液，分别为p H 2.0,3.0,4.0,5.0和去离子水。 通过测量植物的新重，干重和叶面积，测定植物器官中的叶绿素（Chol），丙二醛（MDA）和过氧化氢酶（CAT），来观察小麦的损伤症状。结果表明，用酸雨处理后叶片损伤可见的阈值为p H 3.0。实验期间SAR处理对土壤p H无显着影响。 采用SAR处理后，MDA含量增加，但Chol含量下降，CAT活性下降。高酸度处理降低了小麦产量。 SAR对小麦的影响随SAR浓度的增加而增加，与SAR暴露时间和剂量具有相关性。

关键词：模拟酸雨; 生长期 生理参数; 形态参数。

1. 引言

继欧洲和北美以后，华南地区已成为世界第三大酸雨地区[1,2]。中国约40％的国土受到主要分布在长江南部，青藏高原东部，四川盆地等地的酸雨影响[3]。最近，酸雨区有向北扩展的趋势，酸雨已成为中国重要的环境问题之一。不幸的是，大多数研究都在努力研究酸雨和其他物质对华南植物的影响 [4-7]。很少研究侧重于酸雨对华北农作物特征的影响。了解当前的区域性大气污染水平究竟如何以及如何影响华北地区这一物种呢。山西省太原市由于是中国中部地区丰富的煤炭储量城市导致其酸雨化合物排放量较高，而降水酸度低于华南地区，PH值范围从4.88至5.53。太原地区酸雨次数在2002年以前低于20％，在2002年超过30％后，随着时间的推移迅速增加[8]。 在中国大部分地区，酸雨中硫酸与硝酸的比例为5〜10，太原地区为10比1 [9,10]。 主要原因是这个地区是煤炭的主要产地，同时煤炭也是廉价的，在那里广泛使用。 而含硫量丰富的硫磺煤是中国主要的能源来源，作为副产品，二氧化硫是酸雨和硫酸的主要来源。

大多数文献使用南方土壤，即红土和拉托洛斯（酸性红土），以模拟华南酸雨，研究酸雨对小麦特殊生长期的影响[3,4,11-13]。关于酸雨对不同时期小麦形态和生理变化特征的影响的研究很少。 为了调查模拟酸雨对华北地区作物的影响，本研究着重介绍了太原地区酸雨降水对华北的小麦生长的影响。 这项工作的目的是通过测量新重，干重和植物叶面积，研究中国北方盆栽实验中硫酸盐对植物的伤害特征，以及对冬小麦生长规律和生理变化的影响，具体方法包括测定叶绿素（Chol）， 丙二醛（MDA），过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD），以及观察损伤症状。

1. 材料与方法

A，温室种植

进行了春季小麦（Secale cereale L.）的盆栽实验。 小麦种植在太原市温室的天然蔬菜园土壤中。 保存在户外的盆（直径32.2厘米）采用常规方法进行管理，免受天然雨和保护鸟类。 生长条件平均温度分别为22℃和16℃。

B，模拟酸雨处理

植物每周处理4次，持续4周，设置p H 为2.0,3.0,4.0和5.0的SAR溶液范围。 在华北太原地区，酸雨主要由硫酸和硝酸组成，两者体积比为10：1。为了使SAR能够反映自然条件，使用该比例制备了储备酸溶液。 通过使用1.0mol / L的HCl调节到含有Ca2 ，K ，Mg2 ，Na ，NH4 ，SO42-和NO3-的碱溶液，配置60,9.5,6.5,18.51,150和15 micro;mol / L的SAR溶液。 降雨总通量是根据区域生长季数据得出。使用去离子水进行对照实验（p H 6.0）。 从4月24日至5月21日，从植物顶部平均浇灌到盆中，将解决方案（每次0.170L，从太原的年降水量424mm，蒸发量40％，罐面积8.14times;10-2m2）均匀地浇灌。 按照上述相同的过程进行重复实验。 实验期间，作物在5月10日流传，使小麦的处理跨越了植被和繁殖生长期。

C，观察和原因分析

在治疗期间观察并记录植物的损伤症状。每周测定植物的新重/干重，叶面积，Chol和MDA含量，CAT和POD的活性，并使用新鲜植物器官对每个重复实验进行该分析过程。 在测定干重之前，通过CI-202叶面积计测定叶面积（在70℃下干燥48小时）。Chol，MDA，CAT和POD的测定遵循标准方法[14]。 通过校准的p HS-25p H计和通用p H电极测定土壤p H。

1. 结果与讨论

A, SAR诱发的可见损伤

从观察（表1）可知，随着酸雨的酸度增加，叶片损伤变得更加显著。 SAR在p H 2.0和3.0时引起了起始于近轴叶面的小坏死斑点的出现，并引起明显更多的害虫现象。 在直到最后一次抽样之前，在p H 4.0和5.0喷施SAR的小麦上很少观察到这种类型的可见损伤。 在p H 4.0处理SAR处理的叶片上发现一些细小的受伤。 这表明华北地区小麦品种在PH 3.0时存在损伤阈值。对小麦的可见损伤阈值与黄桦（Betula alleghaniensis）[15]和糖槭（Acer saccharum L.）[16]研究得出的结果相似，并且观察到一些落叶物种的可见损伤阈值处于更低的PH值水平 [17 ]。 曹教授研究表明，不同植物的抗酸能力差异很大，对小麦的可见损伤阈值为P = 3.0，与本研究一致[18]。 这些结果支持了在华北地区不可能发现可见损伤的普遍观察。

B，SAR对土壤pH的影响

在实验过程中，SAR处理对土壤p H没有影响（图1），表明小麦产量水平的任何观察到的变化都不是由SAR诱导的土壤酸度变化导致的。 南部大部分土壤也称酸雨带，为红灰岩或拉托洛兹，其PH峰值范围为5〜6。酸雨对区域和土壤的影响由于酸雨区与地区的叠加是情况更糟糕，导致土壤p H较低。 北方的土壤p H在6〜7或超过7的范围内，土壤中的碱离子对酸雨具有缓冲作用，至少不会使其变差。 这使得酸雨对中国北方的土壤几乎没有影响。

TABLE I. BLADE INJURY AFTER SAR TREATMENT

means visible injury, - means no visible injury.

C，酸雨对小麦生长和形态的影响参数

在营养生殖和生殖生长期间，小麦样品的含水量都有所下降（表2）。 四个采样周期的含水量数据没有显着差异（使用t-Test匹配正态分布），表明在即使可见的叶片受损的情况下，小麦的含水量在测试范围内对SAR处理也不敏感。主叶面积（图2）平均在9 cm2和14 cm2之间，最初在3 cm2和8 cm2之间。 平均叶面积在SAR喷洒下波动，当小麦流苏时，高峰期在第68天达到，与作物生长趋势相吻合。 之后，平均叶面积减少。 第65天后，p H 2.0的SAR平均叶面积迅速下降。 一周之后，其他所有样品都遵循相同的趋势。SAR连续喷雾处理提高了平均叶面积的下降趋势。从第71天开始，随着SAR酸度的增加，平均叶面积逐渐减少。 与对照相比，SAR喷雾增强了小麦的老化过程。

TABLE II. EFFECTS OF ACID RAIN ON WATER CONTENT OF WHEAT

Values within a column followed by the same letter are not significantly different from the control at plt;0.05 using t-Test.

D，酸雨对小麦生理因子的影响

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1. SAR对小麦Chol含量的影响

小麦Chol的含量是受伤害等级的指标。 Chol含量在实验中呈波状。 在高酸性SAR治疗后的短时间内，它们在短时间内明显下降，特别是叶片出现明显损伤的样品，如4月30日的含量下降28.7％（表3）。 与之相比，如果SAR的p H值高，则小麦Chol含量的变化将会很好，如5月8日，小麦品种Ch1含量下降，H5.0的特征值仅为3.0％ 5月15日为13.6％，明显不如PH2.0的高点。当SAR中的氢离子含量增加到固定值时，Chl的合成将受到阻碍。 在这个实验中，一方面，Chl的性状由于叶子的损害而下降; 另一方面，它不断增加新的组织成分和Chl

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