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1、第20卷专辑中国稀土学报2002年10月Vol.20Spec.IssueJOURNALOFTHECHINESERAREEARTHSOCIETYOct.2002X植物酸致损伤机理与稀土调控研究132,3周青,黄晓华(1.江南大学生物工程学院,江苏无锡214036;2.江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214036;3.南京师范大学化学与环境科学学院,江苏南京210024)摘要:综述了酸雨对植物酸致损伤机理,在此基础上探讨了稀土调控植物代谢,减轻酸雨伤害的研究近况与存在的问题。关键词:稀土;酸雨;植物;
2、伤害机理;稀土调控中图分类号:Q949.751;Q945.14;O614.33文献标识码:A文章编号:1000-4343(2002)-0177-04被生态学家、环境学家称为“空中杀手”的酸2+2+2+2+Ca,Mn,Zn,Mg等阳离子洗脱下来,酸雨雨,以其对地球生态系统的毁灭性破坏而引起世[2](1975)研究更强化了这种淋洗过程。Borman等界各国科学家乃至政要的关注。减轻酸雨伤害植了酸雨污染对糖槭树(Acersaccharum)叶片营养元被的一个重要方面,是了解酸雨对植被的生态效素的影响,发现叶
3、片在尚未出现可见伤害时,其内应,尤其是澄清植物的酸致损伤机理,对此国内外+2+2+的K,Ca,Mg等阳离子流失量明显高于对照已进行了大量研究,并取得一些成果,酸雨伤害机植株。番茄(Lycopersionesculentum)、胡萝卜(Dau2[1]理的脉络已渐渐凸现。以此为鉴,我国科学家冯cuscarotavar.sativ)、棉花(Gossypiumhirsutum)植宗炜[2]等首创酸沉降严重地区生态系统恢复技术+株在pH4.6～2.8模拟酸雨胁迫下,叶片内K的与措施,在西南地区酸毁森林植被的生态
4、修复实[3][4]外渗率明显提高,周青等人实验证实,以pH践中,取得良好效果。为拓展酸雨减灾研究的思2+2.5模拟酸雨喷洒甜瓜幼苗1次,其叶片的Ca含路,应用化学控制手段、调节植物代谢,继而增强量比对照植株降低14.4%。而酸雨胁迫下,作为强植物抗酸雨胁迫能力的化控减灾研究,也已开展。+酸缓冲物质的NH4的大量淋失,势必造成植物氮本文在简要论述酸雨对植物酸致伤害机理的基础素营养障碍。上述营养元素或为植物细胞内的功上,着重探讨了采用钙调节剂、有机调节剂与稀土能物质、结构物质和信使物质,可在生化(酶活性,
5、调节剂等手段调控植物代谢,减轻酸雨急性伤害光合作用光电转化效应,叶绿素组成成分等)、生植物的研究近况与存在的问题。理(光合作用,气孔行为,能量代谢,抗逆性等)、信息传递(钙信使)、生长发育等不同层次上对植1酸雨急性伤害机理物生命活动产生影响。大量研究表明,植物的酸致伤害机理是十分1.2质子效应复杂的。从时间尺度和酸沉降强度可将其分为急[5]邓仕坚课题组研究了模拟酸雨对抗性树种性伤害与慢性伤害,从作用方式上又可分为直接火力楠(Micheliamacclurei),中等敏感树种马尾松伤害与间接伤害。酸雨对
6、植物急性伤害的表观征(Pinusmassoniana)、杉木(Cunninghamialanceola2象为叶片失绿、枯落,生长减缓,生物量下降,其ta)及敏感树种檫木(Sassafrastsumu)、水杉不可见伤害机理如下:(Metasequoiaglyptostroboides)叶片汁液pH值影响,1.1离子效应结果发现,以pH2.0,3.0,4.5的模拟酸雨连喷6+自然降雨过程会将植物叶片和茎内的K,天,结果使火力楠pH下降0.05,0.05,0.03,马X收稿日期:2002-08-10;修订日
7、期:2002-09-10基金项目:国家计委(GJX01100626)、江苏省科技厅高新技术二项基金资助(BG2001045)作者简介:周青(1957-),男,安徽淮南人,教授;研究方向:污染生态学3通讯联系人(E2mail:zqwx@263.sina.com)178中国稀土学报20卷[13～21]尾松、杉木pH下降分别下降0.15,0.12,0.09和确保膜结构完整性。晚近的大量研究表明,0.1,0.09,0.02,檫木、水杉pH下降0.17,0.11,酸雨能够动摇植物体内活性氧代谢系统的平衡,[5]
8、0.07和0.2,0.15,0.1。高健等在铜陵市酸雨区破坏和降低活性氧清除酶系2SOD,CAT,POD与淬实地测定发现,马尾松叶片汁液pH值下降达灭剂(AsA,VE,Pro,GSH)的活性及含量,导致活0142,远高于前者的模拟实验。在经济作物实验中性氧生成量增加,加速了超氧阴离子自由基(O-),H同样证实,在酸雨胁迫下,在可见伤害出现前,菜22O2向·OH的转化,过量的自由基攻击细[6]豆(Phaseolusvulgaris)叶片汁液pH值下降0.2
