二氧化硫对植物的影响_植物对二氧化硫的反应

　　摘 要：近年来SO2污染比较严重，它对植物产生了多方面的影响。最近研究采用了复杂的实验室设计以及先进的熏气装置和分析技术，研究SO2对植物的毒害作用和影响。发现植物一方面受到污染的影响，另一面对SO2的毒害作用又具有一定程度的抗性和修复能力。在不断地对植物功能的发现与研究中，学会充分利用植物的一些生物功能进行环境的预防与治理，并且不会产生负面影响。
　　关键词：二氧化硫；植物；影响；抗性；自我修复
　　SO2是大气中的主要污染物，来源于煤、石油燃烧和含硫矿石的冶炼等。随着世界对能源和自然资源需求的增加，SO2污染日趋严重，严重影响了植物正常的生长发育。到目前为止，供关于SO2对植物的伤害症状，生长发育，生理生化的影响以及毒害机理的资料很多，都可以查阅到。本文主要介绍一下植物对SO2的抗性和自我修复能力。
　　1SO2对植物的影响
　　1.1伤害症状
　　SO2对植物的伤害症状随植物种类.生理状况及SO2浓度与时间等而变化，且伤害症状多发生于叶部。在实验的范围内随着浓度与时间的变化，叶片会顺次出现以下初始症状：从微微失去膨压到开始萎焉；出现水渍斑点，呈现绿色，失去原有光泽；叶面微微有水渗出，隐约发亮光；叶面微微起皱，初始伤害的进一步发展就成为坏死斑[1]。典型的SO2伤害症状是不规则形的脉间坏死斑，小的呈点状，大的呈斑状。有的叶片边缘或前端坏死，以后渐渐向叶子中心方向发展。坏死斑的颜色大致可分为浅色和深色两类，初始水渍状斑呈暗绿色，然后渐渐失绿.褪色，成为灰绿或污绿色，或在坏死区和健康组织之间呈现一暗色过渡带。有些受严重伤害的植物叶子经过风吹雨打，伤区脱落，形成残缺、穿孔现象。
　　其次SO2伤害和叶子的年龄也有一定关系。同一植株上，刚刚完成伸展的叶子最敏感，受害最强烈；接近完全伸展的叶子次之，老叶抗性较强，嫩叶最强。但也有例外，如茄子和玉米，开始出现伤害在顶部嫩叶。
　　1.2毒害机理
　　SO2具有氧化或还原能力，在很多方面影响植物生长和代谢过程，是氧化剂还是还原剂取决于系统中的氧化还原电位，当介质中PH下降，SO2的毒害作用就增强。SO2对酶和其它具有生理生化活性的蛋白质分子的一个重要影响是切割二硫键，改变蛋白质分子结构的空间构型，使酶失去活性和催化作用。同样，SO2也影响细胞膜的结构蛋白，改变细胞渗透性。
　　SO2在细胞内的反应产物亚硫酸可降解叶绿素分子的卟啉环，使Mg2+流失，成为没有光合作用活性的脱镁叶绿素，不能进行光合作用。亚硫酸盐在细胞中过量积累，可与其它离子络合，改变有金属离子成分的酶在反应过程中的电子传递方式。
　　1.3生理生化的影响
　　生理生化的影响主要包括质膜透性、气孔开度、光合作用、呼吸作用及酶的活性等。
　　质膜透性：SO2引起细胞结构蛋白的变化，导致细胞膜渗透性的改变，使营养离子外渗。Bell等在黑麦的研究中，以生活细胞在SO2作用下出现的K+流失作为膜渗透性指标[2]。
　　气孔开度：SO2对气孔的关闭有显著影响[3]。气孔是植物气体交换和水蒸气扩散的主要道路，气孔对SO2的反应随植物种类、SO2浓度和暴漏时间等因素的变化而变化。如，1ppmSO2对扁豆气孔张开的影响是可逆的，但连续作用六小时后，气孔反应就为不可逆的。
　　光合作用：SO2对光合作用的影响是引起气孔关闭.减少叶面面积.改变色素含量和性质等来降低光合作用强度，致使干物质减少，产量降低[4]。
　　呼吸作用：SO2能促进植物的呼吸作用，有的学者认为增加的呼吸作用多产生的能量用于SO2迅速氧化成硫酸盐，并且有利于减轻SO2的毒害。
　　酶的影响：SO2对植物许多酶系统都能产生影响，引起酶分子空间结构的变化，使双硫键断裂，导致酶的活性降低。
　　2植物对SO2的抗性与自我修复
　　2.1植物的抗性
　　SO2进入植物叶片内在氧化过程中会产生大量的活性氧，如OH-、O-2和H2O2等，它们可以相互转化[5]。植物的正常生长发育需要一定数量的活性氧，木质素的合成、过氧化物酶的解毒作用等都要活性氧的参与，但是如果活性氧产生过多，就会给植物带来危害。如，一方面，活性氧可直接攻击核酸和蛋白质的构成，造成细胞结构紊乱；另一方面，大量的活性氧可引起生物膜中不饱和脂肪酸的过氧化作用，导致细胞膜结构的损伤。
　　为使活性氧的代谢保持平衡，植物体内形成了一套清除多余活性氧的机制，其中包括酶系统和非酶系统。非酶系统包括许多具有还原性的生物分子，主要有还原性抗坏血酸、半胱氨酸、类胡萝卜素等。酶系统主要包括超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等。这三中酶相互协调作用，在植物抵御SO2、干旱、低温、高氧胁迫等逆境环境中起主要作用，并且这些酶活性的高低是衡量植物抗逆性强度的指标之一。
　　2.2植物的自我修复
　　植物的自我修复是以太阳能为动力，利用植物本身的同化或者是超同化功能净化污染大气的绿色生物技术[6]。近年来随着对大气污染植物修复研究的深入，利用植物的吸附、滞留、吸收、降解、转化、同化等生物技术来修复大气污染已经得到了很大的发展。但是植物的这种修复有一些明显的限制因素，如植物本身的生命活动以及植物对污染的吸收能力及耐受能力等。并且不同的植物的对污染的吸附能力也大不相同。
　　总之，随着大气SO2的污染加重，植物的抗性和修复能力也在不断地提高，并且对它们的研究也在进一步的完善。通过对植物的这种研究，有利于利用植物的抗性和敏感性的差异，对大气污染物进行环境质量评价、报警和监测作用。
　　参考文献
　　[1]植物对二氧化硫的反应和抗性研究[J].中国科学院上海植物所,1978,4(1):27-34
　　[2]Bell,T.N.et al,Naturl,241,47(1973)
　　[3]刘艳云,曹洪发,舒俭民,等.五种农作物对SO2的剂量效应及其急性伤害阈值[J].中国环境开科学,1989,9(3):183-190
　　[4]高吉喜.二氧化硫对植物新陈代谢的影响[J].环境科学研究,1997,10(2):36-39
　　[5]李世东.超氧化物歧化酶及其与植物的抗病性.植物诱导抗病性-原理与研究[M].1995,54-62
　　[6]骆永明,查红光,宋静,等.大气污染的植物修复.土壤,2003,3:113-119
　　[7]孙建林,朱有林.二氧化硫对植物的影响与植物的自我修复[J].江西植保,2004,27(2):64-67