模擬酸雨脅迫對桃樹丙二醛含量的影響

茍姝貞，唐 苛，夏志東，鄧仕槐，王從明*

(1.成都工業職業技術學院，成都 610218；2.四川農業大學，成都 611130)

1 前言

酸雨是指pH小于5.6的凍雨、雪、雹、雨水、露等大氣降水，它是因人類在工業生產活動中燃燒大量的煤炭、石油、天然氣等化石燃料，以及湖泊、濕地、大陸架等濕地單元，通過微生物的分解作用會排放H2S氣體，這些氣體在大氣中經氧化生成SO2等導致區域降水酸化的一種環境污染現象[1]。我國的酸雨區主要分布在長江以南、青藏高原以東地區，其中西南酸雨區屬于傳統酸雨沉降區，是我國4個主要酸雨分布區之一，酸性降雨占總降雨頻次的58%左右[2]。酸雨的成分中包含著硫酸鹽和一些可溶性鹽，這些成分隨著酸雨散落在植物的葉片上。會被植物的葉片慢慢的吸收，因此酸雨對植物最直接的影響表現在葉片上，酸雨對葉片首先會產生生理機能上的隱性傷害，進而發展成顯性傷害[3]。酸雨損害植物表皮結構，隨后酸性物質通過氣孔或表皮擴散進入細胞內部，淋濾葉肉細胞的堿基陽離子使細胞內pH進一步降低，破壞葉肉組織結構和功能[4]。植物在受到硝酸型酸雨危害時，葉片會吸收酸雨中的硝酸鹽，促進植物光合作用，起到“施肥”的效應，這種施肥效應在短期內可促進植株生長發育，但長期過量氮輸入超過植物氮庫的承載力，會破壞植物氮代謝平衡，使植物氮代謝相關的酶活性及氨基酸合成受到抑制，部分氮代謝酶活性下降，影響植物對氮的同化吸收[5]。酸雨還會損壞植物葉片葉綠素的組成結構，逐漸減少葉綠素的含量以及光合結構葉面積，從而會對植物葉片的光合作用產生不利的影響，植物葉片逐漸的枯萎，失去生命力[6-7]。酸雨脅迫下，無論缺乏氮硫還是氮飽和的森林生態系統，酸雨通過破壞光合系統、淋溶葉片等方式導致樹木更易遭受病害、蟲害、凍害等次生災害，最終造成森林生物量下降[8]。

桃樹為薔薇桃屬植物，在我國各省廣泛栽培，其葉、花、果、桃仁、樹膠、根皮均具有很高的經濟價值。桃樹葉，味苦、性平，具有清熱解毒，殺蟲止癢的功效。桃花有很高的觀賞價值，桃子素有“壽桃”和“仙桃”的美稱，因其肉質鮮美，又被稱為“天下第一果”，桃肉含蛋白質、脂肪、碳水化合物、粗纖維、鈣、磷、鐵、胡蘿卜素、維生素B1、以及有機酸等，適宜低血鉀和缺鐵性貧血患者食用。桃仁是一種比較常用的中藥，性平、味甘苦，入肝、肺、大腸經，有破血祛痰、潤燥滑腸、鎮咳消炎的療效。桃樹干上分泌的膠質，俗稱桃膠，可用作粘接劑等，為一種聚糖類物質，水解能生成半乳糖、阿拉伯糖、木糖等，可食用，也供藥用，有破血、和血、益氣之效。根皮是桃樹藏在地下的“寶”，其性平，味苦，具有止血、消炎、解毒、清熱的功效，適用于黃疸、頸痛、經閉、吐血、痔瘡等癥[13]。

有關酸雨對桃樹急性毒害生理指標的影響國內已有報道，研究者分別在0、6h噴灑模擬酸雨2次后，桃樹表現出在不同酸度酸雨脅迫下, 葉片葉綠素含量發生明顯改變, 其降低幅度同酸雨的酸度值呈正相關；葉片細胞質膜透性增高；丙二醛含量上升；脯氨酸含量發生明顯改變[14]。但酸雨對桃樹的長時間脅迫并未見報道，因此本試驗主要通過人工模擬酸雨處理桃樹植株，每10d脅迫1次，探討在酸雨脅迫60d后桃樹葉片丙二醛含量的變化情況，預測其抗酸雨的能力，為篩選適合酸雨區生長的園林綠化植物及提高其產量提供理論依據。

2 材料與方法

2.1 實驗材料與方法

桃樹購于雅安市和生園林綠化服務部，選擇長勢良好、一致且樹齡相同的成年植株，種在高27cm、直徑25cm 的陶制花盆中，置于溫室大棚內培養，在此期間定期進行澆水、通風及滅蟲等。

采用硫代巴比妥酸(TBA)法[16]測定丙二醛含量，以μmol/g FW表示。

2.2 數據處理與分析

利用Excel2010進行數據運算，并采用Origin2018繪圖。

3 結果與分析

MDA是膜脂過氧化最重要的產物之一，它的產生還能加劇膜的損傷，因此可通過測定丙二醛含量了解膜脂過氧化的程度，間接反映膜系統受損程度以及植物的抗逆性[17]。

3.1 酸雨脅迫次數對桃樹丙二醛含量的影響

圖1表明，桃樹的丙二醛含量較本底值隨著模擬酸雨噴灑次數增加而不斷變化。第1次噴灑模擬酸雨后，隨著模擬酸雨噴灑次數增加，其丙二醛(MDA)含量持續上升，在第3次噴灑模擬酸雨后出現階段性最大值，這表明模擬酸雨使得桃樹內部酶保護系統受到破壞，之后膜脂過氧化作用持續加強，丙二醛大量產生。當酸雨脅迫繼續進行，第4次、第5次噴灑模擬酸雨后，所有梯度包括對照pH5.6下桃樹的丙二醛(MDA)含量隨后出現下降， 說明酶系統的保護機制啟動，并開始自我修復，丙二醛含量開始減少。但是，第6次噴灑模擬酸雨后，所有梯度下桃樹的丙二醛(MDA)含量又急劇上升，處于酸雨脅迫期最高水平，持續性的脅迫已使桃樹受損嚴重。

圖1 模擬酸雨脅迫次數對桃樹丙二醛的影響

3.2 模擬酸雨梯度對桃樹丙二醛含量的影響

通過1～6次模擬噴施酸雨后，將各實驗梯度下桃樹丙二醛含量與對照pH5.6進行對比，如圖2所示，模擬酸雨脅迫期內(共60d)，pH2.0下桃樹對模擬酸雨產生了積極響應，在此酸度下對模擬酸雨反應敏感，表明此類植物不能抵抗pH2.0的酸雨。

圖2 模擬酸雨梯度對桃樹丙二醛的影響

4 討論

桃樹對酸雨脅迫響應積極，從實驗數據看出，在第1次噴灑模擬酸雨后，桃樹的丙二醛(MDA)含量較本底值增加了20%左右。隨著噴灑次數的增加而表現出正相關關系，酸雨脅迫30d其丙二醛(MDA)含量達到相對較高水平。且對于短時間的酸雨脅迫，桃樹的自我修復表現明顯，即在酸雨脅迫40d、50d后其丙二醛(MDA)含量平均下降了25%左右。但對于更長時間的酸雨脅迫，桃樹酶系統可能受損，進而使得丙二醛(MDA)含量再次急劇增加。

西南酸雨區作為傳統酸雨沉降區，通過優化工業布局和產業結構、清潔能源代替化石燃料、提高燃料燃燒率等對策[18]控制酸雨的產生首當其沖。同時還應提高當前的生態系統，提升桃樹生長過程中的抗酸雨污染能力。通過研究發現，酸雨脅迫會對桃樹的膜系統造成一定程度的破壞，進而丙二醛(MDA)含量增加，為了提高桃樹等植物抗酸雨的能力，可以集合當前相關研究成果，結合現代化先進的農業科學技術，盡快培育出抗酸雨的桃樹品種，這樣就可以在一定程度上減輕酸雨對植物的危害。當然可以同步提高土壤抗酸化的能力，通過土壤為植物的生長提供更多的營養物質成分，間接增強植物抗逆境脅迫能力。還可以在酸雨多發季節，適當利用塑料薄膜等的保護作用，在一定程度上降低酸雨對桃樹等植物的直接侵蝕作用。

5 結論

通過研究分析可以得到如下結論：桃樹對酸雨脅迫響應積極。桃樹可以承受短時間的酸雨脅迫，并具有一定的自我修復能力，但長時間的酸雨脅迫會損害桃樹的酶系統。桃樹對pH2.0的酸雨反應敏感，不能抵抗pH2.0的酸雨。

文章僅針對丙二醛(MDA)含量這一指標對桃樹受酸雨脅迫的影響進行了分析，實際生活中，植物在逆境脅迫下，是多指標聯動，且不同指標對于酸雨脅迫的響應存在差異，因而未來有必要采用多指標綜合評價，可為酸雨脅迫下的植物被毒害臨界值的確定提供更有力的參考依據。