酸雨对农业生产的影响及其对策.doc

酸雨对农业生产的影响及其对策摘 要酸雨是严重的环境问题之一。它对农业生态环境和农作物产量产生了严重的影响。同时，也带来了巨大的经济损失。成为了制约我国农业生产和经济发展的重要因素之一。本文通过对我国酸雨危害的现状及其对农业生产影响的论述，探讨了酸雨防治的对策和防御措施。关键词：酸雨 农业生产 对策ABSTRACTThe acid rain is one of the most important problems of environment in China.It has been leaded to the serious impact of acid rain agri-ecological environment,product of crops and large economic losses. This paper has been discussed current harm of the acid rain and its impact to the product crops,provided the measures to overcome it as well.Key words: acid rain product crops measures9一 引 言酸雨主要是人为地向大气中排放大量酸性物质造成的。我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的,此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。近年来,我国一些地区已经成为酸雨多发区,酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。酸雨为全球性的污染源之一,我国酸雨面积近年来已达40%。长期的高酸度雨易造成土壤酸化及土中植物营养元素,例如: K+、Na+，Ca+、Mg2 +等盐离子的大量流失,导致土壤肥力下降,最终使土壤贫瘠化,给水体、森林及农作物造成很大的障碍,给生产带来很多负面影响 ,如何克服和缓解酸雨的危害,将是农业生产急需解决的难题1。二 本 论2.1 酸雨对农业生产的影响 酸雨对农作物的危害,主要是通过对土壤性质和土壤微生物的作用对作物产生间接影响和直接危害,影响作物产量和品质。2.1.1 加快土壤酸化 酸雨首先导致土壤酸化。我国北方土壤呈碱性,对酸雨有一定缓冲能力,但南方土壤多呈酸性,经酸雨冲刷,就使酸化加剧;在酸雨的作用下,土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会释放出来,并随着雨水被淋掉,所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失,造成土壤中营养元素严重不足,变得贫瘠。同时土壤中含有大量铝的氢氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子,形成植物可吸收形态的铝化合物2。植物长期过量吸收铝会中毒,甚至死亡。酸雨还能诱发作物病虫害,使作物减产。2.1.2 改变土壤微生物种群酸雨可使土壤微生物种群变化,细菌个体生长变小,生长繁殖速度降低。例如可使分解有机质与蛋白质的主要微生物类群芽孢杆菌及毛杆菌和有关真菌数量降低,影响营养元素的良性循环,造成农业减产。特别是酸雨可降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量,使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降,对农作物生长大为不利3。2.1.3 对植物自身器官的影响农作物在生长过程中,其生长发育的物质和能量均来源于光合作用及根系对营养元素的吸收与同化。在酸雨胁迫下,其地上部分器官会直接受到影响。酸雨中过多H+与叶表面角质及其内部的阳离子进行交换而侵蚀破坏叶组织结构与细胞结构,使细胞死亡,外观出现黄褐色斑点,导致叶片生长受抑,叶绿素含量减小,光合能力下降,引起植物体内可溶性糖积累速度降低。硝酸还原酶(NR)是植物体内硝酸盐同化过程的限速酶,在植物氮代谢中处于关键位置。植物的氨同化主要通过谷氨酰胺合成酶( GS) /谷氨酸合成酶(GOGAT)途径进行,在这个氨同化途径中,谷氨酸合成酶(GOGAT)是限速酶,是植物体内氨同化的关键酶。所以,植物体内的NR 和GOGAT的活性大小,直接影响植物的氮素代谢,影响植物体的含N量,进而影响植物氨基酸与蛋白质的合成。低强度酸雨中的NO-3 和NH+4 对NR和GOGAT活性有促进作用,因而也会促进氨基酸和蛋白质的合成。研究表明, pH4.5酸雨胁迫时N和GOGAT活性上升,作物游离氨基酸与可溶性蛋白质总含量也增加且在pH5. 1处达到最大值,这和Khan等对菜豆的研究结果相似。当酸强度过高时会降低植物根系中NR和GOGAT等酶的活性,影响根系对氮素营养的吸收和同化,使植株利用氮素能力下降,降低氮源积累速度4。碳源、氮源积累速度的降低,最终使植物生长发育、产量和品质也会受到影响。2.1.4 酸雨对农作物幼苗生长的影响 在中科院彭彩霞5等人所做的实验中，我们看到模拟酸雨的= 值越低&Q 对农作物幼苗生长的抑制就越大。PH为2.5时，水稻、小麦和玉米的胚根生长都被完全抑制，而胚芽鞘的生长虽然也被抑制。但在生长的初期，3种农作物的幼苗都有一定的生长。当酸雨的PH值为4.5和5.6时,对生长初期水稻胚根的生长有促进作用，但随后根尖开始凋亡。与对照相比，PH5.6的酸雨对水稻胚芽鞘的生长影响不大,但PH4.5则抑制胚芽鞘的生长。在实验时间内PH为4.5和5.6的酸雨对小麦胚根的生长一直都具促进作用，而胚芽鞘的生长与对照没有多大差别。只是PH4.5对小麦胚芽鞘后期的生长有一定的抑制作用。PH4.5和5.6的酸雨对玉米胚根生长的影响不大，但PH4.5的酸雨10-12d时开始抑制玉米的胚根生长，但胚芽鞘生长比对照要慢些，尤其PH4.5对其胚芽鞘生长的抑制效果更为明显。2.1.5 酸雨对农作物品质的抑制酸雨对农产品品质的抑制机理是制约贮藏物质分解和运输,推迟或抑制了2淀粉酶的合成与活性。酸雨胁迫促进了细胞内自由基积累和Ca的流失,引发2淀粉酶分子氨基酸侧链交连,诱导酶合成的GA与ABA含量乃至调控该酶基因表达受阻。 广西农学院梁俊等人6的研究发现的模拟酸雨可导致双低油菜粗脂肪含量降低,可溶性糖含量减少等结论与童贯和等对小麦幼苗的研究结果一致，特别是植物的氨同化主要通过谷氨酰胺合成酶(GS) /谷氨酸合成酶(GOGAT)途径进行,而谷氨酰胺合成酶(GS) /谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性在pH值4. 5处为最大，当酸雨强度过高或过低时,均会引起植物根系中NR和GOGAT等酶的活性相应降低,根系对氮素营养的吸收和同化受阻,使植株利用氮素能力下降,从而引起了蛋白质、氨基酸、还原性糖、总酸度随着酸雨酸度呈先升后降的变化。可溶性蛋白质、游离氨基酸和还原糖含量的影响阈限约在pH值4.05.0;总酸度约在pH值3.04.0,但以上各指标的确切阈值及酸雨对其影响的具体机理还有待进一步的研究和探讨。2.2 酸雨危害的经济损失随着经济的高速发展，人类对煤、石油等化石燃料的需求日益增加，化石燃料在燃烧过程中释放的二氧化硫、含氮气体等废气严重影响了大气的环境质量。我国许多城市和地区普遍出现酸雨现象，酸雨地区扩大-#频率提高，雨水PH降低。经济活力最高、工业化速度最快的广东省受酸雨的影响尤为严重。据广州市环境监测中心站资料统计（广州市环境质量报告书1985-2002，广州市环境监测中心站，未发表数据），1985-2002年广东省大气降水年平均PH值在3.4-4.5间的重酸雨区面积占全省总面积的17.5%，全省约80%的地区不同程度地受到酸雨的影响。酸雨的出现不但危害到水体、土壤、森林等生态系统使土壤酸化，森林凋亡，而且使农作物减产，经济受重大损失。全省共有17个城市被国家划为酸雨控制区，占全省面积的63%，“九五”期间全省酸雨频率平均在35%-51%。据测算我省每年因酸雨造成的经济损失约40亿左右7。2.3 酸雨危害的防治对策酸雨对农业影响日益为人们所重视,有关方面应积极采取措施遏止SO2排放所造成的污染,但是对SO2排放污染的治理并不是一朝一夕能完成的,而且SO2在空气中具有流动性,靠一地一时的治理不能从根本上解决问题。应该在做好SO2综合治理的同时,积极采取措施,通过筛选和培育抗酸雨品种、研究改进农业生产管理等办法,以适应难以控制的环境恶化8。2.3.1从源头控制SO2和NOx排放是根本大气中的SO2和NOx是形成酸雨的主要原因,因此,减少SO2和NOx的排放量,是防止酸雨的主要途径: 完善环境法规,加强监督管理; 调整能源结构,改进燃烧技术; 改善交通环境,控制汽车尾气; 加强植树栽花,扩大绿化面积; 区域SO2排放总量控制。2.3.2筛选和培育抗酸农作物品种筛选和培育抗酸农作物品种是主动适应酸雨环境之举,一是在现有农作物品种中筛选抗酸雨品种。二是利用高新技术,加快抗酸雨新品种的培育。2.3.3研究改进生产管理措施通过生产措施的改进,可以暂时缓解酸雨对农业的影响。一是调整种植业结构,酸雨比较严重的地方,安排种植对酸雨不太敏感的作物和林木,例如:山茶、柑橘、橙、桧柏、侧柏,等;在对酸雨敏感的作物和林木中间植抗酸雨树种,例如:银杉、金橘、桑树、樟树,等树种,可以减轻酸雨的危害,因为这些植物有很强的吸酸能力,1.2m的银杉可以吸收60 kg的SO29。二是种植绿肥、施用有机肥,在酸化地区酌情施用生石灰等措施提高土壤缓冲能力,缓解土壤酸化过程,在已经酸化的土壤可以采用投入生石灰的办法进行中和恢复,并建立pH缓冲系统。三是利用设施推广避雨栽培方式,通过塑料薄膜的隔离,减轻酸雨对农作物的直接危害10。三 结 论我国已成为全球三大酸雨重灾区之一,且降水酸度最强,面积最大。近年来,其酸度还在呈不断增强的趋势。本文通过论述酸雨对农业生产产生的影响,以及研究现状,提出了一些有关的防治措施。但是，还有一些酸雨的作用机理没有研究清楚。所以，如何遏制酸雨的进一步发展,减轻酸雨对农业生态系统的危害仍将成为今后我国政府、科学家的重要研究内容。参考文献:1 徐冬梅,刘广深,许中坚,等.模拟酸雨对土壤酸性磷酸酶活性的影响及机理J.中国环境科学,2003,23(2):176-179.2 吴丹,王武功,尚可政.中国酸雨研究综述J.干旱气象,2006,24(2):70-77.3 郑启伟,王效科,冯兆忠,等 臭氧和模拟酸雨对冬小麦气体交换、生长和产量的复合影响J.环境科学学报,2007,27(9):1542-1548.4 洪法,舒俭民.酸雨对植物新陈代谢的影响J.环境科学研究,1996,9(4):41-45.5 张耀民,高绪评.酸雨对农作物的生长结实产量及种子品质的影响J.农业环境保护, 1997,16(1):1-10.6 穆华荣,于淑萍.酸度的测定M.穆华荣,于淑萍.食品分析.北京:化学工业出版社, 2004:46-48.7 戎秋涛,杨春茂,徐文彬. 土壤酸化研究进展J.地球科学进展,1996,(8):396-400.8 TANG X R, GUAN C Y. Relation ship between activities of several en2zymes and the oil, protein and yield of rapeseeds (B rassicanapus) J.Journal of Hunan AgriculturalUniversity, 2000, 26 (1) : 37 - 40.9 Zeng Q L