農作物受二氧化硫污染發生特點及相應防控對策分析

張 越

農作物是指由人類培植供人食用或工業生產所需的植物。我國作為農業大國，一直致力于農作物的培養、改良等方面的研究和推出利于農業發展的政策。隨著全球環境問題的日益嚴峻，農作物污染以及應對措施這個課題的研究變得愈發重要。農作物在生長過程中可能會受到多方面的污染，比如大氣污染、土壤污染和水污染等污染。其中，農作物受到大氣污染后會影響農作物的光合作用和呼吸作用，影響農作物的生長發育；破壞農作物葉片表皮和細胞膜、干擾農作物的生理代謝過程；農作物還會因此容易出現病蟲害，降低農作物抗病蟲害的能力；最終導致農作產量下降、質量降低，甚至死亡。土壤污染和水污染則會影響植物根系的生長和發育、破壞植物體內代謝過程，從而導致農作物生長不良、產量減少，食品安全受到威脅。本文以大氣污染中的二氧化硫為例，主要分析了農作物在生長過程中受到污染后的發生特點以及相應的防控措施。

一、發生特點

二氧化硫是一種大氣主要污染物之一，其釋放和排放都會對農作物造成危害，包括但不限于葉片發生片斑、萎縮、枯死等傷害，同時還會影響植物的光合作用和生長發育，從而影響農作物產量和質量。因此，應采取措施控制和減少二氧化硫的排放，以保護農作物的生長和品質。

1、農作物的生理生態的變化以及品質下降

農作物受到二氧化硫污染后，其生理生態會發生一系列變化。例如，作物葉片的葉綠素含量下降、氣孔減少、光合作用受到抑制等；根系活性下降、生長緩慢，導致作物對養分和水分的吸收能力降低，生長發育受到限制；果實發育受阻，果實數量和徑粗均減少，品質下降；種子的發芽率和萌發勢下降，從而影響作物的產量和品質。受二氧化硫危害后，水稻谷粒小、谷殼色澤變淡，或變漂白;白菜、菠菜、油麥菜出現灰白斑或黃白斑;韭菜、油菜、豌豆葉出現淡黃色或黃漿色斑塊。上述情形都大大降低農產品的營養品質和商品價值。

農作物受二氧化硫污染主要表現為植株葉片發生紅斑、葉尖枯黃、下垂和早期老化等癥狀，而這些癥狀通常都是在植物暴露于高濃度二氧化硫環境中一段時間后才會出現。通常受到二氧化硫污染的植物產量會減少，并且質量也會下降，同時還可能促進植物發生病蟲害等。不同的生長階段對二氧化硫的敏感性也有所不同，一般在幼嫩期和成熟期的植株比較容易受到污染的影響。如果二氧化硫污染在農作物生長前期或生長期，由于植株中的營養物質積累較少，在二氧化硫含量較高時，農作物會出現生長緩慢、葉片發黃、植株矮小、果實著色不良等現象；如果二氧化硫污染在作物生長后期或成熟期，由于植株中的營養物質積累較多，在二氧化硫含量較高時，會出現根系發育不良、葉片早衰。如果二氧化硫污染在作物的生長過程中發生，就會造成作物產量降低、品質變劣、等現象。因此，農作物受到二氧化硫污染后必須及時采取防治措施。

2、農作物對二氧化硫的敏感性

不同作物對二氧化硫污染的敏感性是不同的，其差異表現在以下幾個方面：

①不同作物葉片的耐受性不同。一般來說，大豆、玉米等帶有闊葉的植物對二氧化硫的抵抗性較強，而像小麥、甜菜等帶有細葉的植物則較為敏感。

②不同作物的生長發育和產量受到的影響不同。例如根據有關實驗可以得知，在二氧化硫濃度為0.8mg/m3條件下，大豆和玉米的生長量和產量受到的影響要比花生和棉花小。

③不同作物的抗氧化反應也存在差異。天然抗氧化物可以減輕單細胞藻類因二氧化硫暴露受到的損害，但這種保護作用在不同的作物中也是存在差異的。

④不同作物品質下降程度存在差異。受到二氧化硫污染后，作物的營養成分、含糖量等都會降低，但不同作物受到的影響程度是不同的。

需要說明的是，不同的研究方法和實驗條件下得到的結果也不盡相同，因此不同研究所得到的結論略有不同。但總體來看，大致可以認為不同作物對二氧化硫污染的敏感性存在差異。

二、對植物的危害

二氧化硫污染，植物的可見傷害首先表現在葉片上。可見癥狀主要表現在各種植物葉片的葉脈間的傷斑，傷斑由漂白引起失綠，逐漸呈棕色壞死。產生傷斑的葉片，首先是功能葉片，危害較重時，則其他葉片也出現傷斑。傷斑一般在氣孔周圍形成，形狀有點狀、塊狀及線條狀等。因此，二氧化硫對植物的危害也是最早發生和最嚴重的部位。植物吸收二氧化硫的主要途徑是氣孔，其次是通過木質部導管進入植物體內。當大氣中二氧化硫濃度達到一定值時，對植物產生毒害作用。不同類型農作物受二氧化硫污染的癥狀和危害程度不同，例如水稻、玉米、棉花等喜硫作物在生長季節對二氧化硫非常敏感，但在作物的生長后期受影響較小；而番茄、辣椒等蔬菜在生長季節對二氧化硫較為敏感，但在作物的生長后期受影響較小。因此，農作物受二氧化硫污染后，應根據其癥狀、危害程度和發生季節等不同情況及時進行防治。

1、抑制農作物增產

二氧化硫是通過影響作物光合作用和光合產物的制造和積累來抑制作物的生長的。二氧化硫對光合作用的抑制作用主要表現在：抑制呼吸作用，增加有機酸的產生，增加CO2的釋放，加速光能的轉換；降低光合色素含量和光合作用效率；抑制葉綠素合成。同時，二氧化硫對光合作用的抑制作用還表現在：增強活性氧自由基對細胞膜系統的破壞作用，促進酶類失活；減弱葉綠素的合成，使光合色素含量降低。導致作物生理障礙。在作物生長過程中，適當施用二氧化硫制劑可以抑制或減少作物對二氧化硫的吸收，從而降低作物對二氧化硫的危害。

二氧化硫制劑可以直接用于防治農作物病害，也可以用作土壤改良劑，還可以作為植物生長調節劑來調節植物生長。在農作物種植過程中施用二氧化硫制劑，可以改善土壤結構和理化性狀，增加土壤有機質含量和團聚體結構，提高土壤微生物活性，從而減少二氧化硫對作物的毒害作用。研究表明，二氧化硫制劑施用到土壤后可降低水稻的空秕率。在水稻上施用0.05%-0.1%的硫基硫酸鋅溶液可使水稻結實率降低15%左右。在棉花上施用硫酸鈣可明顯抑制棉花抽雄吐絮。在大豆上施用硫酸鈣可明顯提高大豆種子發芽率和成苗率。在玉米上施用硫酸亞鐵制劑可明顯降低玉米對二氧化硫的吸收，從而減少作物對二氧化硫的吸收和毒害作用。在油菜上施用硫酸亞鐵制劑也能顯著降低油菜對二氧化硫的吸收和毒害作用，使油菜根尖細胞膜結構得到明顯改善。

2、造成農作物減產

二氧化硫對作物的生理障礙主要表現在：影響作物細胞膜透性，降低作物離子吸收速率，使根系生長受阻；使作物體內丙二醛含量升高，細胞膜滲透性增強，進而導致作物生理障礙，甚至死亡；使作物體內營養元素缺乏或過剩而引起作物減產。二氧化硫濃度較高時，它會與水蒸氣結合生成亞硫酸和硫酸，這些強酸性物質會對植物葉片造成腐蝕和損傷，破壞細胞內為植物提供養分和水分的淀粉、蛋白質和維生素等物質，影響植物正常的光合作用和生長發育，進而導致產量下降。總之，大氣中二氧化硫濃度過高，會直接影響農作物的生長發育，影響農作物產量。有研究表明，當農作物受二氧化硫污染后，其光合速率明顯降低，其單葉面積和葉綠素含量都有不同程度的下降。此外，在不同溫度條件下，二氧化硫對玉米和小麥生長的影響程度不同。當溫度升高到25℃以上時，二氧化硫對玉米葉片的傷害開始明顯增多。當溫度達到30℃時，二氧化硫對小麥葉片的傷害開始增多；當溫度達到40℃以上時，二氧化硫對小麥葉片的傷害開始明顯增加。同時，隨著溫度的升高，二氧化硫對水稻幼苗葉片產生不同程度的毒害作用。

3、對農產品品質的影響

二氧化硫進入土壤后會使土壤板結、酸化，作物根系不能正常呼吸和吸收養分，從而導致作物生長不良、產量降低等。另外，農作物遭受二氧化硫污染后會產生二氧化硫積累，這種物質可在農作物的果實和種子中積累，從而降低農產品品質。在果蔬中，二氧化硫含量過高會使其細胞壁中的木質素和果膠物質增多，致使果實和種子口感變差；在農產品中，二氧化硫含量過高會使其細胞壁中的果膠物質減少，使果實變軟，從而導致其外觀品質下降；又或者二氧化硫含量過高會使其細胞壁的纖維素和果膠物質發生變化，從而使果實變硬。除此之外，二氧化硫會使農產品產生苦味、澀味和其他異味等。除了果蔬之外，農作物遭受二氧化硫污染還會導致農產品的蛋白質、維生素A、維生素C、維生素E 等營養成分的流失，從而影響農產品品質。

4、導致病蟲害發生率上升

二氧化硫會降低植物的免疫系統抵抗力。當二氧化硫進入植物的葉表面時，高濃度的二氧化硫可以破壞植物纖維素和葉綠素等有機成分，讓植物的葉片變得干燥、脆弱，從而使病菌、真菌、蟲害等病原體能夠更容易地侵入植物體內，感染植物并引發疾病。二氧化硫還會導致植物體內鈣離子含量降低，從而抑制植物的生長發育，使其免疫系統受到削弱，更加容易遭受病蟲害的侵害。此外，由于二氧化硫進入植物后會產生酸性反應，從而降低土壤的pH 值，這也會對土壤中的微生物和有益生物造成不利影響，從而間接導致更多的病蟲害在農作物中發生。

三、相關癥狀

1、不同作物對二氧化硫污染的耐受程度

二氧化硫對農作物的危害程度與作物的生長特性、種植方式和品種有關。從植物學角度看，作物對二氧化硫的耐受程度主要受植物的形態特征和生理特性的影響。例如，喜水的農作物如水稻、小麥、玉米等，其根系發達，生長迅速，對二氧化硫的耐受程度較高。但是，同一種作物由于其生長發育階段和所處環境條件的不同，對二氧化硫的耐受程度也會有很大差異。例如，在冬季干旱、溫度低、晝夜溫差大的北方地區種植喜冷作物如蘿卜、白菜等時，由于受低溫和干旱環境影響，其對二氧化硫的耐受程度較高；而在夏季高溫、光照強、晝夜溫差小的南方地區種植喜熱作物時，其耐受程度較低。

2、二氧化硫污染發生時的癥狀及特征

①植物在正常情況下，葉片表面具有一層蠟質，這種蠟質有一定的防水性，可以防止空氣中水分的侵入。而二氧化硫氣體可以使植物的蠟質溶解，導致葉片表面干燥。這種情況下，植物葉片會變得十分脆硬，失去原有的韌性和彈性。

②二氧化硫對作物的危害主要是通過熏蒸作用直接或間接地使作物受害，使作物植株矮小，葉片失綠，光合作用受阻，對植株正常生理活動產生不良影響。特別是在高溫、高濕的條件下，二氧化硫氣體對植物的傷害更加嚴重。

③二氧化硫氣體會導致植物體內組織中產生大量的酸性物質，使植物葉片變得十分薄脆，同時還會使細胞內液發生凝固而導致細胞死亡。二氧化硫氣體還會讓植物體內水分流失加劇，使細胞膜不完整或受到損傷。此外，二氧化硫氣體還會導致作物體內代謝紊亂，從而出現作物萎蔫、干枯等癥狀。

④二氧化硫中毒的主要癥狀是：葉片出現白色或淡黃色斑點，葉緣卷曲，葉片基部干枯脫落；根系呈褐色，根尖變褐壞死。莖、葉萎蔫或枯焦，植株死亡。作物受害的特征是：葉片由綠轉黃至枯萎、全株萎蔫死亡或整株死亡。

⑤當土壤中二氧化硫含量較高時，在作物根系附近形成還原性強的硫化氫氣體，會導致作物根系細胞組織分解、呼吸減弱甚至死亡。二氧化硫對土壤的腐蝕性強，尤其是在酸性土壤上危害更為嚴重。此外，由于土壤中含硫物質被淋失或被氧化分解時會產生硫化氫氣體。

四、防治對策

1、要在源頭上減少二氧化硫的排放量，比如對燃煤企業要加強監管，依法依規處理燃煤企業大氣中的二氧化硫濃度，降低二氧化硫的排放量，避免空氣中二氧化硫濃度過高對農作物造成危害。又或者燃煤企業要進行清潔能源替代改造，推廣使用清潔能源，減少大氣中二氧化硫濃度過高對農作物造成危害。

2、提高農民環保意識，加大宣傳力度，讓農民認識到農作物中二氧化硫污染的危害性，讓農民真正從思想上重視農作物中二氧化硫污染的防治工作。農業生產過程中，要嚴格控制二氧化硫的排放濃度，采取有效措施減少二氧化硫排放。

3、采用高效、低毒、低殘留的農藥和化肥，盡量使用生物農藥和高效、低殘留農藥。合理施肥能夠提高植物免疫力和抗逆性，減少作物受到污染的風險。比如積極推進秸稈綜合利用，提高秸稈的綜合利用率。合理施肥，科學施用氮肥、磷肥、鉀肥等肥料，減少氮肥使用量，防止過量施用化肥造成土壤板結和酸性化。

4、要采取合理輪作倒茬措施，減少土壤中硫的含量。采用噴霧防治技術，如噴灑石灰、熏蒸等方法，在作物上形成一層保護膜，減少二氧化硫對作物的傷害。加強對農作物二氧化硫污染的監測和管理力度，在霧霾天氣或者有大量二氧化硫排放的時候，應該采取措施對農作物進行及時保護。

5、要加強農作物生產基地管理，在種植農作物時，應優先選用具有抗污染性能的品種，如抗酸性較強的水稻、小麥等，以降低二氧化硫對作物的破壞。建立農作物生產基地生態環境保護體系，對土壤進行改良。

總之，大力推廣生態農業技術，改變傳統種植模式，加大農作物病蟲害防治力度，減少化肥和農藥用量，從源頭上控制二氧化硫污染。加強環保宣傳教育，增強全民環境保護意識。加大環保法律法規的宣傳力度，提高農民環保意識，樹立可持續發展的觀念。推廣使用生物防治技術，使用綠色、有機農藥及有機肥等新型生物農藥或生物菌肥等高效低毒低殘留的化學農藥來防治病蟲害。從源頭上控制二氧化硫污染。加大對二氧化硫排放企業的監管力度，及時發現并處理排放二氧化硫的企業。加強農業環境監測工作，提高環保執法水平。對二氧化硫的排放情況進行監測，建立健全空氣質量監測體系和環境信息公開制度，及時發布空氣質量狀況信息及環境質量狀況分析報告。完善環保法規制度建設。加強對排污企業的監管和查處力度，確保污染物達標排放；對于不達標的企業依法進行處理。