摘要：將東北地區(qū)廣泛種植的小白菜（Brassica chinensis var.chinensis）作為供試蔬菜，配制不同pH（2.5、3.5、4.5、5.6和對照組）的混合型酸雨溶液，研究不同噴灑方式對小白菜的生長指標和生理指標的影響。結果表明，不同pH的酸雨對小白菜的傷害是不同的，酸性越強，對小白菜的生長和生理指標的影響越大；在不同噴灑方式中，單次噴灑量越多，對小白菜生長和生理指標的影響越大，且隨著噴灑次數和時間的增加對小白菜的傷害會越來越明顯。

關鍵詞：模擬酸雨；小白菜（Brassica chinensis var. chinensis）；pH；噴灑方式；生長指標；生理指標

中圖分類號：X517；S634.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）19-5062-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.19.041

Abstract： Using one kind of pakchoi widely growing in Northeast region as test vegetables，the mixed simulated acid rain solutions at different pH levels（pH 2.5，3.5，4.5，5.6 and control groups，respectively） were sprayed on the pakchoi to study effects of different spray ways on the growth and physiological indicators of pakchoi. The results showed that，the acid rain at different PH have different damage to pakchoi. The stronger the acidity，the stronger the effect on the growth and physiological indicators. Among the different spray ways，the more the single spraying amount，the bigger the effect on the growth and physiological indicators，and with the increase of spraying frequency and time，the effect on pakehoi would be more and more obvious.

Key words： simulated acid rain； pakchoi； spray way； growth indicators； physiological indicators

酸雨是指pH小于5.6的各種方式的大氣酸性降水[1]，酸雨已成為世界各國最受關注的重大環(huán)境問題之一[2]。酸雨脅迫對農業(yè)生態(tài)平衡及農作物影響越來越引起人們關注[3]。中國東北地區(qū)已經逐漸成為酸雨污染較嚴重的地區(qū)。東北地區(qū)的降水主要發(fā)生在夏秋兩季，此時正是東北地區(qū)農作物生長的時期，降水將直接影響農作物的品質和產量。研究東北地區(qū)的酸雨污染及降水方式，能為農業(yè)發(fā)展提供科學的依據[4]。

選取對酸雨脅迫作用較為敏感、東北地區(qū)常見的且種植廣泛的蔬菜小白菜（Brassica chinensis var. chinensis）作為研究對象，研究不同pH酸雨和不同噴灑方式對小白菜的生長和生理指標的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在長春市吉林大學前衛(wèi)南區(qū)校園內的人工溫室塑料大棚內進行，北緯43°49′22″，東經125°16′48″，海拔約215 m，大陸性季風氣候區(qū)，年平均氣溫4.8 ℃，最高溫度39.5 ℃，最低溫度-39.8 ℃，年平均降水量560.7 mm[5]。大棚面積約40 m2。

1.2 試驗材料

小白菜品種為北京青雜（雜交種）。供試土壤為東北地區(qū)典型的黑土，土壤肥沃，質地均勻，有機質含量高。

1.3 試驗設計

1.3.1 場地設計 將大棚內土地劃分為15個小區(qū)，每小區(qū)0.6 m×0.7 m，之間設0.5 m隔離行，以避免模擬噴灑酸雨的相互影響。將15個小區(qū)隨機分為均勻噴灑、集中噴灑和一次噴灑3個處理組，組內隨機分配不同的pH。種植管理與大田管理一致。

1.3.2 酸雨配制和噴灑 根據長春地區(qū)歷年的降雨監(jiān)測數據，參照文獻[6，7]配制模擬酸雨?？紤]長春市天然降水化學組分復雜，用超純水配制模擬酸雨的原溶液，向超純水中添加適量礦物質離子，調節(jié)超純水的離子濃度得到原溶液。用濃硫酸和濃硝酸以SO42-與NO3-的質量比為5∶1配成pH=1.0的酸雨母液，然后將母液添加到原溶液中，用pHS-3C 型pH酸度計校準，配置成pH為2.5、3.5、4.5、5.6的模擬酸雨。用超純水作為對照組（CK）。

小白菜出苗后10 d左右開始噴灑酸雨，模擬酸雨的噴灑量參考長春市同期多年月均降雨量，噴灑時間均從當日的16時開始。均勻噴灑的小區(qū)采用噴霧器每2 d噴灑1次模擬酸雨，1次噴灑量相當于4.7 mm降雨量（下同）；集中噴灑的小區(qū)在開始噴灑酸雨后的6、13、20、27、34 d分別進行集中噴灑，集中噴灑的單次噴灑量為19.1 mm；一次噴灑的小區(qū)在最后1組試驗（第五組試驗）的前1 d進行噴灑，是通過該次試驗前均勻噴灑小區(qū)噴灑次數（4次試驗總共噴灑的次數）乘以單次噴灑量，算出總噴灑量，進行1次噴灑。本研究要做3種噴灑方式的對照分析，故將1次噴灑的小區(qū)分為5小塊，從1-5進行編號，從開始噴灑酸雨后的6、13、20、27及34 d分別對這5塊地進行1次酸雨噴灑，單次噴灑量分別為19.1、33.3、52.4、66.7、85.7 mm。

1.3.3 小白菜生長指標的測定 小白菜收獲樣品，測定7項生長指標，包括莖長、根長、株高、食部鮮重、食部干重、根部鮮重以及根部干重。每處理分別隨機選取3顆小白菜，用直尺測量小白菜的莖長、株高和根長；用電子天平分別測量小白菜的食部鮮重和根部鮮重；測量和稱重完成后，放入恒溫干燥箱80 ℃烘至恒重，用電子天平測量食部與根部的干重。

1.3.4 小白菜生理指標的測定 選取葉綠素作為生理指標，葉綠素的含量高低能夠直接反應蔬菜光合能力的強弱[8]。采用SPAD-502型葉綠素儀[9]測定SPAD（Soil and plant analyzer development），每小區(qū)任選3株小白菜，隨即選取葉片，在葉片上選取其葉基、葉中和葉尖3處不同部位測2次，取平均值。

1.3.5 數據處理 數據采用Excel和SPSS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 模擬酸雨對小白菜生長指標的影響

模擬酸雨對小白菜生長指標的影響情況見圖1。酸雨脅迫會降低小白菜的各項生長指標，pH≤5.6時，隨著酸雨pH的降低小白菜的生長指標均逐漸降低。小白菜pH 2.5組各項生長指標受酸雨影響最大，降幅最明顯，這是由于酸雨能夠通過影響植株的呼吸作用和光合作用，直接或間接的影響植株的生長發(fā)育，從而影響植株的各項生長指標。小白菜pH 5.6組各項生長指標較CK組均有所增加，這是由于pH 5.6組的酸雨在配置過程中添加了離子成分，為植物提供了生長的營養(yǎng)元素。3種噴灑方式酸雨脅迫下，小白菜的各項生長指標表現(xiàn)為均勻噴灑優(yōu)于集中噴灑優(yōu)于一次噴灑，說明植株受損害的程度與噴灑方式也有關，當植物一次供給水分過多時，會影響植物的呼吸作用、光合作用等一系列生命活動，對蔬菜的各項生長指標產生抑制作用。

2.2 模擬酸雨對小白菜生理的影響

2.2.1 模擬酸雨不同pH對小白菜SPAD的影響 蔬菜體內葉綠素決定了蔬菜光合作用，并進一步地影響到蔬菜的產量，是衡量蔬菜生理作用的重要指標。SPAD通常被稱作綠色度，是反映葉綠素含量的相對值，通過測定SPAD能較準確分析小白菜葉片內的葉綠素變化情況。

圖2為酸雨對小白菜SPAD的影響。整體來看，隨著酸雨pH的降低，小白菜SPAD逐漸下降。酸雨的pH與小白菜SPAD顯著正相關，相關系數分別為r均勻=0.933，r集中=0.951，r一次=0.944，3種噴灑方式對小白菜SPAD的影響是均勻噴灑大于集中噴灑大于一次噴灑。通過可重復雙因素分析得知，在0.05水平時，酸雨pH和噴灑方式對小白菜SPAD的影響顯著；pH和噴灑方式的交互作用對小白菜SPAD的影響并不顯著。這可能是由于人工酸雨中添加的礦物質元素和NO3-的影響，NO2-能夠適當促進葉綠素的合成。隨著酸雨pH的降低和脅迫時間的延長，蔬菜葉片中的葉綠體結構會受到嚴重的損害，葉綠素被分解，葉綠素中的Mg2+直接脫去而形成綠褐色的脫鎂葉綠素，這直接導致小白菜SPAD下降。

2.2.2 模擬酸雨不同噴灑方式對小白菜SPAD的影響 從模擬酸雨不同噴灑方式對小白菜葉片內SPAD的影響（圖3）可以看出，隨著噴灑次數和時間的的增加，小白菜SPAD整體呈增加趨勢，但是pH越小，SPAD增加也越小。3種噴灑方式相比較，均勻噴灑增加趨勢明顯高于集中噴灑和一次噴灑，對照組的SPAD隨著時間延長逐漸小于pH 5.6組，可能是由于pH 5.6本身危害不大，加之的人工酸雨中添加的一些離子成分是植物的營養(yǎng)物質。一般認為，酸雨會使植物細胞內的活性氧增加，導致細胞內的膜系統(tǒng)受到損害，細胞的膜透性也隨之增加，并對葉片氣孔行為、光合色素代謝以及整個光合作用系統(tǒng)及功能產生不利的影響，葉片中的CO2擴散阻力增加，蔬菜葉片內丙二醛（MDA）含量和質膜透性增加，進而導致葉綠素含量下降。

分析相同pH處理不同時間（x）SPAD（y）的變化，得到線性回歸方程，見表1。一元線性方程斜率表示的是SPAD隨時間的變化程度，相關系數則表示SPAD與時間的相關性強弱。從表1可知，隨時間變化SPAD斜率為1次噴灑大于集中噴灑大于均勻噴灑，說明單次噴灑量越大對小白菜生理指標影響越大。不同pH酸雨下，pH大則SPAD的增長速度越慢，說明酸雨pH越高對小白菜的影響越小。相關系數計算大于臨界值（r0.05=0.878 3），說明建立的回歸方程有統(tǒng)計學意義。

3 結論

研究了模擬酸雨的不同pH和噴灑方式對小白菜生長和生理的影響。結果表明，酸雨對小白菜生長和生理的影響程度與pH和噴灑方式有密切關系，酸雨pH越小，單次噴灑量越多，噴灑時間間隔越長，對小白菜生長和生理的影響越大。隨著酸雨pH的降低，小白菜各項生長指標和體內的葉綠素含量逐漸降低；當pH相同時，不同噴灑方式對小白菜的影響依次為均勻噴灑<集中噴灑<一次噴灑；隨著噴灑酸雨時間的延長和噴灑次數的增加，小白菜的各項指標整體呈增加趨勢，即對小白菜的影響越來越大。

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