徐榮欽 張占英 劉衛國 謝 龍 汪 琴
(湖北省植物保護總站 武漢 430070)
酸雨對水稻生產的影響及防控補救措施
徐榮欽 張占英 劉衛國 謝 龍 汪 琴
(湖北省植物保護總站 武漢 430070)
酸雨對水稻生產的危害主要表現在對土壤中酶的活性、種子發芽、植株生長、葉片傷害和結實等方面的影響;在田間識別上,應根據風速、風向、地形、地勢及污染源遠近、酸雨pH值及葉片表現癥狀等因素,綜合進行辨識;在防控措施上,應根據水稻生育期和危害程度,分類施策,科學防控。
酸雨;水稻;防控措施
酸雨分布的廣泛性和危害性已成為一個世界性問題,酸雨研究是當今環境科學的一項重要內容。湖北省處于長江中下游,是酸雨頻發和多發區,根據相關資料記載,長江及以南的四川、湖北、貴州、湖南、江西,以及沿海的福建、廣東等省酸雨頻率高,其pH值也較低,對農作物生長危害影響較大。尤其在水稻作物上,近些年接到的投訴案件較多,相當多的農戶誤認為是農資糾紛,容易造成農業管理秩序混亂。我們根據近些年各地反映的酸雨危害問題,結合環境保護和氣象部門提供的研究資料,對水稻生產中酸雨的危害影響、表現癥狀及防控補救措施進行了梳理、總結,以便指導酸雨防控工作。
酸雨是工業高度發展而出現的副產物,由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料,燃燒后產生的硫氧化物或氮氧化物,在大氣中經過復雜的化學反應,形成硫酸或硝酸氣溶膠,或為云、雨、雪、霧捕捉吸收,降到地面成為酸雨。如果形成酸性物質時沒有云雨,則酸性物質會以重力沉降等形式逐漸降落在地面上,這叫做干性沉降,以區別于酸雨、酸雪等濕性沉降。干性沉降物在地面遇水時復合成酸。酸云和酸霧中的酸性由于沒有得到直徑大得多的雨滴的稀釋,因此它們的酸性要比酸雨強得多。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分,約占總酸量的90%以上,我國酸雨中硫酸和硝酸的比例約為10:1。
酸雨對水稻生產的危害主要表現在對土壤pH值、種子發芽、植株生長、葉片傷害和結實等方面的影響。
酸雨可導致土壤酸化。我國南方土壤本來多呈酸性,再經酸雨沖刷,加速了酸化過程。一般而言脲酶是氮元素轉化的關鍵物質,而蔗糖酶比其它酶更能反映土壤肥力水平和生物學活性,故酸雨主要通過影響土壤肥力來影響水稻根系對營養物質的吸收。有研究表明,土壤酸性越強對土壤中的脲酶和蔗糖酶的活性抑制作用越強,當pH≦3.5時脲酶和蔗糖酶的活性受到抑制,當pH≦2.5時,酶的活性被顯著抑制[1]。
童志堅[2]等人模擬酸雨對水稻種子萌發的研究表明,種子活性受酸雨影響較大,pH值越低對種子活性影響越大。曾慶玲[3]等人的研究表明,在pH2.0時,水稻種子不發芽;在pH2.5時,水稻種子開始發芽;在pH≧3.0時,水稻種子的發芽率、發芽勢、發芽指數都與pH值顯著正相關。
2.3.1 對葉片的傷害作用
酸雨對葉片的傷害作用與水稻品種、接觸的次數和時間,以及酸雨的pH值有較大關系。一般來說,pH3.5以上的酸雨對水稻葉片無明顯影響,只有小于pH3.0的酸雨多次噴灑才會對水稻葉片造成傷害。粳稻對酸雨的耐受性比雜交稻和秈稻要強,甚至有個別粳稻品種在pH2.0的酸雨噴灑后葉片才出現較重的傷害癥狀[4]。此外,酸雨容易積聚,多次噴灑有累積效應。
2.3.2 對葉片葉綠素含量的影響
葉片葉綠素含量的多少直接影響植物的光合生產能力,酸雨能造成葉片組織傷害,葉綠素含量就會發生相應變化。有研究表明,pH3.5以上的酸雨因傷斑面積小,對整個葉片葉綠素含量影響不大,當酸雨的pH值下降到3.0時,葉片葉綠素含量才呈下降趨勢[4]。
2.3.3 對水稻結實的影響
酸雨能影響水稻的結實率、穗重、千粒重、空癟粒及飽滿種子率,高緒評[4]在酸雨對水稻生長及結實影響的模擬試驗初步表明,pH3.5以上的酸雨對水稻結實基本無影響。pH3.0~3.5的酸雨接觸數次后對雜交稻的結實有一定影響,但對產量影響不明顯,對粳稻的結實及產量無顯著影響。隨著酸雨酸度增加,對水稻的影響有增強的趨勢。pH2.0酸雨能對水稻結實造成嚴重危害。
在田間觀測上,酸雨危害癥狀主要表現為葉片受害。苗期受害時,葉片受害初期表現為不規則小點型褐色枯斑,嚴重時多個枯斑連成片呈全葉白色枯死。分孽至孕穗期危害,初期表現為淡褐色、紫色枯斑,經1d左右變成褐色枯死斑,后多個枯斑連成一片,面積可達全葉的1/3~2/3,嚴重時全葉枯死,枯斑主要發生在上部葉片,下部葉片發生相對較輕或不發生。發生嚴重田塊能引起水稻抽不出穗或空癟粒多的癥狀。
受風速、風向、地形、地勢及污染源遠近、酸雨pH值等因素影響,酸雨危害田間癥狀表現不一:有的沿風向表現為一條明顯的發生帶,有的受干性沉降影響呈斑駁型枯黃,有的全田枯黃。一般離污染源近的田塊發生重,沖形田地勢低的受害重。葉片受害時,初期危害表現為葉片上斑點密布、散生,嚴重的地方幾個傷斑連在一起。傷斑開始時呈失綠,漸漸灰白色,之后顏色加深變成褐色或棕褐色。同真菌性和細菌性病害比較,酸雨危害不存在明顯的發病中心,往往表現為一定區域內普遍發生的特點。此外,水稻不同部位的葉片受害程度不一,一般旗葉受害最重,較老的葉片受害輕,有的則不受害。
防治酸雨是一個全球性的環境問題,不能依靠一個國家或一個地區單獨解決,必須共同采取對策,減少硫氧化物和氮氧化物的排放量。政府職能部門應制定完善相關政策,倡導綠色發展方式,調整工業布局,嚴格執行化工企業進園區,改造污染嚴重的火電、水泥等高污染企業,減少大氣中的硫氧化物和氮氧化物的排放量。
調整以礦物燃料為主的能源結構,增加無污染或少污染的能源比例,如發展太陽能、核能、水能、風能、地熱能等不產生酸雨污染的能源等。
對因長期酸雨土壤酸化(pH值≦3.5)的水稻田,可撒施適量的生石灰改良土壤,以提高土壤中脲酶和蔗糖酶的活性。
加強常發區田間危害監測,及早發現癥狀。對表現初期癥狀的稻田,如有條件,可先用大量的清水噴淋沖洗后再作處理。
危害程度輕時(葉片上見不連續傷斑),可噴施0.01%蕓苔素內酯水劑2000倍~5000倍液,調節水稻生長,并追施一定量的尿素,提苗促發[5]。危害程度較重時(葉片上見少量連續傷斑),可先用足量清水沖洗葉片,再噴施蕓苔素內酯水劑和追施尿素。危害程度嚴重時(葉片達到1/3以上枯死)則應及時改種。
危害程度輕時,可噴施0.01%蕓苔素內酯水劑2000倍~3000倍液,同時混施0.3%~0.5%的磷酸二氫鉀+1%的尿素,以調節水稻生長,增加光合作用,促進幼穗分化。如上部葉片大量枯死,可迅速改種,也可割去上部稻株和葉片,每667m2追施10kg~15kg尿素,5kg鉀肥,促進休眠芽生長,按再生稻進行管理[5]。
[1] 劉飛.模擬酸雨對水稻土中酶活性和水稻生長的影響[J].廣東科技,2008,(11):53-55.
[2] 童志堅,陳秉初.模擬酸雨對種子萌發及活力的影響[J].杭州師范學院學報,2003,2(2):32-33.
[3] 曾慶玲,黃曉華,周青.酸雨對水稻、小麥、油菜種子萌發的影響[J].環境科學,2005,26(1):182-184.
[5] 楊繼云,鄧士雄等.酸雨對水稻產量的影響及補救措施[J].湖北植保,2016,(6):46-47.
S42 文獻識別碼:B
1005-6114(2017)06-025-003
2017-09-15
徐榮欽(1972-),男,推廣研究員,長期從事植物保護工作。
10.15985/j.cnki.1001-3865.1986.02.010.