酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其對(duì)策.doc

酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其對(duì)策摘 要酸雨是嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。它對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)作物產(chǎn)量產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。同時(shí)，也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。成為了制約我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。本文通過(guò)對(duì)我國(guó)酸雨危害的現(xiàn)狀及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的論述，探討了酸雨防治的對(duì)策和防御措施。關(guān)鍵詞：酸雨 農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 對(duì)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 言酸雨主要是人為地向大氣中排放大量酸性物質(zhì)造成的。我國(guó)的酸雨主要是因大量燃燒含硫量高的煤而形成的,此外,各種機(jī)動(dòng)車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。近年來(lái),我國(guó)一些地區(qū)已經(jīng)成為酸雨多發(fā)區(qū),酸雨污染的范圍和程度已經(jīng)引起人們的密切關(guān)注。酸雨為全球性的污染源之一,我國(guó)酸雨面積近年來(lái)已達(dá)40%。長(zhǎng)期的高酸度雨易造成土壤酸化及土中植物營(yíng)養(yǎng)元素,例如: K+、Na+，Ca+、Mg2 +等鹽離子的大量流失,導(dǎo)致土壤肥力下降,最終使土壤貧瘠化,給水體、森林及農(nóng)作物造成很大的障礙,給生產(chǎn)帶來(lái)很多負(fù)面影響 ,如何克服和緩解酸雨的危害,將是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)急需解決的難題1。二 本 論2.1 酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響 酸雨對(duì)農(nóng)作物的危害,主要是通過(guò)對(duì)土壤性質(zhì)和土壤微生物的作用對(duì)作物產(chǎn)生間接影響和直接危害,影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。2.1.1 加快土壤酸化 酸雨首先導(dǎo)致土壤酸化。我國(guó)北方土壤呈堿性,對(duì)酸雨有一定緩沖能力,但南方土壤多呈酸性,經(jīng)酸雨沖刷,就使酸化加劇;在酸雨的作用下,土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素鉀、鈉、鈣、鎂會(huì)釋放出來(lái),并隨著雨水被淋掉,所以長(zhǎng)期的酸雨會(huì)使土壤中大量的營(yíng)養(yǎng)元素被淋失,造成土壤中營(yíng)養(yǎng)元素嚴(yán)重不足,變得貧瘠。同時(shí)土壤中含有大量鋁的氫氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風(fēng)化而釋放大量鋁離子,形成植物可吸收形態(tài)的鋁化合物2。植物長(zhǎng)期過(guò)量吸收鋁會(huì)中毒,甚至死亡。酸雨還能誘發(fā)作物病蟲(chóng)害,使作物減產(chǎn)。2.1.2 改變土壤微生物種群酸雨可使土壤微生物種群變化,細(xì)菌個(gè)體生長(zhǎng)變小,生長(zhǎng)繁殖速度降低。例如可使分解有機(jī)質(zhì)與蛋白質(zhì)的主要微生物類群芽孢桿菌及毛桿菌和有關(guān)真菌數(shù)量降低,影響營(yíng)養(yǎng)元素的良性循環(huán),造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。特別是酸雨可降低土壤中氨化細(xì)菌和固氮細(xì)菌的數(shù)量,使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降,對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)大為不利3。2.1.3 對(duì)植物自身器官的影響農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中,其生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)和能量均來(lái)源于光合作用及根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收與同化。在酸雨脅迫下,其地上部分器官會(huì)直接受到影響。酸雨中過(guò)多H+與葉表面角質(zhì)及其內(nèi)部的陽(yáng)離子進(jìn)行交換而侵蝕破壞葉組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞結(jié)構(gòu),使細(xì)胞死亡,外觀出現(xiàn)黃褐色斑點(diǎn),導(dǎo)致葉片生長(zhǎng)受抑,葉綠素含量減小,光合能力下降,引起植物體內(nèi)可溶性糖積累速度降低。硝酸還原酶(NR)是植物體內(nèi)硝酸鹽同化過(guò)程的限速酶,在植物氮代謝中處于關(guān)鍵位置。植物的氨同化主要通過(guò)谷氨酰胺合成酶( GS) /谷氨酸合成酶(GOGAT)途徑進(jìn)行,在這個(gè)氨同化途徑中,谷氨酸合成酶(GOGAT)是限速酶,是植物體內(nèi)氨同化的關(guān)鍵酶。所以,植物體內(nèi)的NR 和GOGAT的活性大小,直接影響植物的氮素代謝,影響植物體的含N量,進(jìn)而影響植物氨基酸與蛋白質(zhì)的合成。低強(qiáng)度酸雨中的NO-3 和NH+4 對(duì)NR和GOGAT活性有促進(jìn)作用,因而也會(huì)促進(jìn)氨基酸和蛋白質(zhì)的合成。研究表明, pH4.5酸雨脅迫時(shí)N和GOGAT活性上升,作物游離氨基酸與可溶性蛋白質(zhì)總含量也增加且在pH5. 1處達(dá)到最大值,這和Khan等對(duì)菜豆的研究結(jié)果相似。當(dāng)酸強(qiáng)度過(guò)高時(shí)會(huì)降低植物根系中NR和GOGAT等酶的活性,影響根系對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)的吸收和同化,使植株利用氮素能力下降,降低氮源積累速度4。碳源、氮源積累速度的降低,最終使植物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)也會(huì)受到影響。2.1.4 酸雨對(duì)農(nóng)作物幼苗生長(zhǎng)的影響 在中科院彭彩霞5等人所做的實(shí)驗(yàn)中，我們看到模擬酸雨的= 值越低&Q 對(duì)農(nóng)作物幼苗生長(zhǎng)的抑制就越大。PH為2.5時(shí)，水稻、小麥和玉米的胚根生長(zhǎng)都被完全抑制，而胚芽鞘的生長(zhǎng)雖然也被抑制。但在生長(zhǎng)的初期，3種農(nóng)作物的幼苗都有一定的生長(zhǎng)。當(dāng)酸雨的PH值為4.5和5.6時(shí),對(duì)生長(zhǎng)初期水稻胚根的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但隨后根尖開(kāi)始凋亡。與對(duì)照相比，PH5.6的酸雨對(duì)水稻胚芽鞘的生長(zhǎng)影響不大,但PH4.5則抑制胚芽鞘的生長(zhǎng)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)PH為4.5和5.6的酸雨對(duì)小麥胚根的生長(zhǎng)一直都具促進(jìn)作用，而胚芽鞘的生長(zhǎng)與對(duì)照沒(méi)有多大差別。只是PH4.5對(duì)小麥胚芽鞘后期的生長(zhǎng)有一定的抑制作用。PH4.5和5.6的酸雨對(duì)玉米胚根生長(zhǎng)的影響不大，但PH4.5的酸雨10-12d時(shí)開(kāi)始抑制玉米的胚根生長(zhǎng)，但胚芽鞘生長(zhǎng)比對(duì)照要慢些，尤其PH4.5對(duì)其胚芽鞘生長(zhǎng)的抑制效果更為明顯。2.1.5 酸雨對(duì)農(nóng)作物品質(zhì)的抑制酸雨對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的抑制機(jī)理是制約貯藏物質(zhì)分解和運(yùn)輸,推遲或抑制了2淀粉酶的合成與活性。酸雨脅迫促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)自由基積累和Ca的流失,引發(fā)2淀粉酶分子氨基酸側(cè)鏈交連,誘導(dǎo)酶合成的GA與ABA含量乃至調(diào)控該酶基因表達(dá)受阻。 廣西農(nóng)學(xué)院梁俊等人6的研究發(fā)現(xiàn)的模擬酸雨可導(dǎo)致雙低油菜粗脂肪含量降低,可溶性糖含量減少等結(jié)論與童貫和等對(duì)小麥幼苗的研究結(jié)果一致，特別是植物的氨同化主要通過(guò)谷氨酰胺合成酶(GS) /谷氨酸合成酶(GOGAT)途徑進(jìn)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處為最大，當(dāng)酸雨強(qiáng)度過(guò)高或過(guò)低時(shí),均會(huì)引起植物根系中NR和GOGAT等酶的活性相應(yīng)降低,根系對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)的吸收和同化受阻,使植株利用氮素能力下降,從而引起了蛋白質(zhì)、氨基酸、還原性糖、總酸度隨著酸雨酸度呈先升后降的變化。可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸和還原糖含量的影響閾限約在pH值4.05.0;總酸度約在pH值3.04.0,但以上各指標(biāo)的確切閾值及酸雨對(duì)其影響的具體機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究和探討。2.2 酸雨危害的經(jīng)濟(jì)損失隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對(duì)煤、石油等化石燃料的需求日益增加，化石燃料在燃燒過(guò)程中釋放的二氧化硫、含氮?dú)怏w等廢氣嚴(yán)重影響了大氣的環(huán)境質(zhì)量。我國(guó)許多城市和地區(qū)普遍出現(xiàn)酸雨現(xiàn)象，酸雨地區(qū)擴(kuò)大-#頻率提高，雨水PH降低。經(jīng)濟(jì)活力最高、工業(yè)化速度最快的廣東省受酸雨的影響尤為嚴(yán)重。據(jù)廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站資料統(tǒng)計(jì)（廣州市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)1985-2002，廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，未發(fā)表數(shù)據(jù)），1985-2002年廣東省大氣降水年平均PH值在3.4-4.5間的重酸雨區(qū)面積占全省總面積的17.5%，全省約80%的地區(qū)不同程度地受到酸雨的影響。酸雨的出現(xiàn)不但危害到水體、土壤、森林等生態(tài)系統(tǒng)使土壤酸化，森林凋亡，而且使農(nóng)作物減產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)受重大損失。全省共有17個(gè)城市被國(guó)家劃為酸雨控制區(qū)，占全省面積的63%，“九五”期間全省酸雨頻率平均在35%-51%。據(jù)測(cè)算我省每年因酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失約40億左右7。2.3 酸雨危害的防治對(duì)策酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)影響日益為人們所重視,有關(guān)方面應(yīng)積極采取措施遏止SO2排放所造成的污染,但是對(duì)SO2排放污染的治理并不是一朝一夕能完成的,而且SO2在空氣中具有流動(dòng)性,靠一地一時(shí)的治理不能從根本上解決問(wèn)題。應(yīng)該在做好SO2綜合治理的同時(shí),積極采取措施,通過(guò)篩選和培育抗酸雨品種、研究改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理等辦法,以適應(yīng)難以控制的環(huán)境惡化8。2.3.1從源頭控制SO2和NOx排放是根本大氣中的SO2和NOx是形成酸雨的主要原因,因此,減少SO2和NOx的排放量,是防止酸雨的主要途徑: 完善環(huán)境法規(guī),加強(qiáng)監(jiān)督管理; 調(diào)整能源結(jié)構(gòu),改進(jìn)燃燒技術(shù); 改善交通環(huán)境,控制汽車尾氣; 加強(qiáng)植樹(shù)栽花,擴(kuò)大綠化面積; 區(qū)域SO2排放總量控制。2.3.2篩選和培育抗酸農(nóng)作物品種篩選和培育抗酸農(nóng)作物品種是主動(dòng)適應(yīng)酸雨環(huán)境之舉,一是在現(xiàn)有農(nóng)作物品種中篩選抗酸雨品種。二是利用高新技術(shù),加快抗酸雨新品種的培育。2.3.3研究改進(jìn)生產(chǎn)管理措施通過(guò)生產(chǎn)措施的改進(jìn),可以暫時(shí)緩解酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)的影響。一是調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu),酸雨比較嚴(yán)重的地方,安排種植對(duì)酸雨不太敏感的作物和林木,例如:山茶、柑橘、橙、檜柏、側(cè)柏,等;在對(duì)酸雨敏感的作物和林木中間植抗酸雨樹(shù)種,例如:銀杉、金橘、桑樹(shù)、樟樹(shù),等樹(shù)種,可以減輕酸雨的危害,因?yàn)檫@些植物有很強(qiáng)的吸酸能力,1.2m的銀杉可以吸收60 kg的SO29。二是種植綠肥、施用有機(jī)肥,在酸化地區(qū)酌情施用生石灰等措施提高土壤緩沖能力,緩解土壤酸化過(guò)程,在已經(jīng)酸化的土壤可以采用投入生石灰的辦法進(jìn)行中和恢復(fù),并建立pH緩沖系統(tǒng)。三是利用設(shè)施推廣避雨栽培方式,通過(guò)塑料薄膜的隔離,減輕酸雨對(duì)農(nóng)作物的直接危害10。三 結(jié) 論我國(guó)已成為全球三大酸雨重災(zāi)區(qū)之一,且降水酸度最強(qiáng),面積最大。近年來(lái),其酸度還在呈不斷增強(qiáng)的趨勢(shì)。本文通過(guò)論述酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的影響,以及研究現(xiàn)狀,提出了一些有關(guān)的防治措施。但是，還有一些酸雨的作用機(jī)理沒(méi)有研究清楚。所以，如何遏制酸雨的進(jìn)一步發(fā)展,減輕酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的危害仍將成為今后我國(guó)政府、科學(xué)家的重要研究?jī)?nèi)容。參考文獻(xiàn):1 徐冬梅,劉廣深,許中堅(jiān),等.模擬酸雨對(duì)土壤酸性磷酸酶活性的影響及機(jī)理J.中國(guó)環(huán)境科學(xué),2003,23(2):176-179.2 吳丹,王武功,尚可政.中國(guó)酸雨研究綜述J.干旱氣象,2006,24(2):70-77.3 鄭啟偉,王效科,馮兆忠,等 臭氧和模擬酸雨對(duì)冬小麥氣體交換、生長(zhǎng)和產(chǎn)量的復(fù)合影響J.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,27(9):1542-1548.4 洪法,舒儉民.酸雨對(duì)植物新陳代謝的影響J.環(huán)境科學(xué)研究,1996,9(4):41-45.5 張耀民,高緒評(píng).酸雨對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)結(jié)實(shí)產(chǎn)量及種子品質(zhì)的影響J.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù), 1997,16(1):1-10.6 穆華榮,于淑萍.酸度的測(cè)定M.穆華榮,于淑萍.食品分析.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2004:46-48.7 戎秋濤,楊春茂,徐文彬. 土壤酸化研究進(jìn)展J.地球科學(xué)進(jìn)展,1996,(8):396-400.8 TANG X R, GUAN C Y. 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