摘 要

本文以菲白竹为试验材料，探讨了模拟酸雨胁迫对菲白竹的影响，研究结果表明：

与对照相比，酸雨胁迫下菲白竹叶片保护酶活性中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）呈先升高后降低的趋势，可溶性蛋白（Pr）含量，叶绿素相对含量（SPAD）均有不同程度的降低，丙二醛（MDA）含量、细胞膜透性明显增大。酸雨胁迫处理的菲白竹叶片净光合速率（Pn）日变化呈明显的双峰型，出现“光合午休”现象，而对照组不明显，胁迫后日均Pn和最大Pn均随胁迫强度的增加而明显降低。荧光参数表明：酸雨胁迫下，菲白竹PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ有效光化学效率（Fv'/Fm'）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光化学淬灭系数（qP）均下降。非光化学淬灭系数（NPQ）升高。总体上，pH4.0酸处理对菲白竹影响不大，pH2.0酸处理对菲白竹伤害程度最大。

关键词：酸雨胁迫；菲白竹；光合作用；叶绿素荧光

Effects of simulated acid rain on Physiological characteristic of Sasa fortunei Fiori

Abstract

This paper discusses the effect of simulated acid rain stress on Sasa fortunei Fiori。

The results showed that:

Compared with the CK group,POD and SOD was first increased and then decreased,the content of Pr and chlorophyll reducing,MDA and the Relative electric conductivity increasing to some extend,Under the stress of simulated acid rain, net photosynthetic rate (Pn) of treatment groups showed double-peak with the phenomenon of photosynthesis midday depression,the control group was not obvious.The daily average and the maximum Pn decreased significantly with the stress strength increasing.The results of chlorophyll fluorescence parameters showed that PSⅡ maximal photochemical efficiency(Fv/Fm), PSⅡ

Effective photochemical efficiency(Fv'/Fm'),PSⅡpotential activity(Fv/Fo), photochemical quench(qP) all decreased. the non-photochemical quench(NPQ) increased. The result demonstrated that leaf cells were almost normal at pH4.0 and leaves were notably damaged at pH2.0.

Key words: simulated acid rain; Sasa fortunei Fiori; photosynthesis; Chlorophyll fluorescence

目 录

1 前言 1

1.1 文献综述 1

1.1.1 酸雨概况 1

1.1.2酸雨对植物的影响 1

1.2选题依据和研究意义 5

2材料与方法 6

2.1试验材料 6

2.2处理方法 6

2.3测定指标与方法 7

2.3.1外部形态及生长观察 7

2.3.2保护酶活性的测定 7

2.3.3丙二醛（MDA）含量的测定 8

2.3.4细胞膜透性的测定 9

2.3.5可溶性蛋白质含量的测定 9

2.3.6叶绿素相对含量的测定 9

2.3.7光合作用日进程的测定 9

2.3.8各处理荧光参数动态变化的测定 10

2.4数据处理方法 10

3结果与分析 11

3.1外部形态观察结果 11

3.2对菲白竹叶片生理指标的影响 11

3.2.1对菲白竹叶片保护酶的影响 11

3.2.2对叶片MDA的影响 13

3.2.3对叶片细胞膜透性的影响 14

3.2.4对叶片可溶性蛋白含量的影响 14

3.2.5对叶片叶绿素相对含量的影响 16

3.3对菲白竹光合作用的影响 17

3.3.1对菲白竹光合气体交换参数日变化的影响 17

3.3.2对菲白竹净光合速率动态变化的影响 21

3.4对菲白竹荧光参数的影响 22

3.4.1对PSⅡ最大光化学效率的影响 22

3.4.2对PSⅡ潜在活性的影响 23

3.4.3对PSⅡ有效光化学效率的影响 24

3.4.4对PSⅡ实际光化学效率的影响 25

3.4.5对荧光淬灭的影响 26

3.5菲白竹不同处理之间各项指标间的相关性分析 28

4讨论 29

4.1不同酸雨强度对菲白竹生理特性的影响机制 29

4.2不同酸雨强度对菲白竹光合气体交换参数的影响 30

4.3不同酸雨强度对菲白竹叶绿素荧光参数的影响 30

5总结与展望 31

5.1结论 31

5.2本文创新、不足之处及展望 32

致 谢 33

参考文献 34

1 前言

1.1 文献综述

1.1.1 酸雨概况

随着现代经济的发展，日益增加的化石燃料能源消耗量，燃烧过程中排放的硫氧化物和氮氧化物越来越多，导致这些气态化合物在大气中反应生成硫酸和硝酸，这些酸性物质随着雨雪等从大气层降落，形成酸雨。酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观均带来严重危害，不仅造成重大经济损失，更危及人类生存和发展，酸雨对陆地生态系统和人类社会的危害及影响己成为举世瞩目的重大环境问题。

酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理现象。酸雨的主要前体物为SO₂ 和NO_X, 其中SO₂约占60%–70%，已有研究表明，两者在大气中经过均相氧化（光化学氧化）和多相氧化转变为H₂SO₄和HNO₃，均相氧化是指SO₂、NO_X气体被热形成的氧化剂或光化学产生的自由基（HO^- 、HO₂^-）氧化，多相氧化是指吸附在液态气溶胶中的SO₂、NO_X 被溶液中的金属离子（如Fe³ 、M n² ）催化氧化，但在液相中SO₂ 和NO_X也能由强氧化剂（如H₂O₂和O₃）氧化，在有水汽存在时，两者能被大气中的颗粒物质（特别是煤烟中的细小碳粒）吸收，从而发生界面氧化^[1]。酸雨的形成是上述酸性物质的湿清除过程，从机理上分析，湿清除过程分2种情况，即云内成雨（rainout） 和云下冲刷（washout）。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出的二氧化硫或燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨”过程，即水气凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷”过程，即酸雨滴在下降过程中不断合并、吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上形成了酸雨^[2]。

1.1.2酸雨对植物的影响

酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。国家环保局表明，目前中国每年因酸雨和二氧化硫污染造成的经济损失在1100亿左右。

酸雨会使河流、湖泊水体酸化，严重影响水生动植物生长。破坏土壤、植被、森林。在酸雨的作用下，土壤中的钙、镁、钾等养分大量流失，导致土壤日趋酸化，贫瘠化，影响植物生长。酸雨还会影响固氮菌的活动，造成土壤徽生物群体发生生态系统混乱，抑制固氮作用，严重影响植物生长。我国南方土壤多呈酸性，再经酸雨冲刷，加速了酸化过程；我国北方土壤多呈碱性，对酸雨虽有较强缓冲能力，但土壤中含有大量铝的氢氧化物，土壤一旦酸化，则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，形成植物可吸收的形态铝化合物，植物长期和过量的吸收铝，会中毒死亡。酸雨还腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品和含碳酸钙的建筑材料。

1.1.2.1酸雨对植物形态结构的影响

酸雨对植物影响最直观的表现是让植物形态发生变化，一般以植物叶面表观伤害症状来衡量酸雨对植物伤害的严重程度。酸雨伤害植物主要是通过破坏植物的表皮结构（蜡质和角质层），使叶片出现伤斑和坏死，致使酸性物质通过气孔或表皮扩散进入细胞使之中毒。赵栋等研究表明山茶花叶表有较厚的蜡质层和角质层，而且叶片革质、叶表光滑，模拟酸雨液滴落在叶片上滞留的时间很短，造成叶片对酸雨中 H 和SO₄^2－等离子的侵入有形态结构上的排外作用，因此提高了山茶对酸雨的抗性。经过 2个月模拟酸雨处理的山茶花仅在 pH2.0处理下，其新叶边缘有少许伤斑出现^[3]。吴中军等发现酸雨胁迫后，榕树叶片的受害症状表现为叶脉和叶缘间产生黄棕色的坏死斑点和斑块，叶片褪绿^[4]。Lee研究发现模拟酸雨引起的拟南芥叶片坏死与水杨酸信号通路有关^[5]，为我们研究酸雨影响植物的本质机制提供了新的思路。