王俊權(quán)，包柏青，趙 陽，莫紅旭，于 碩，羅廣軍*

（1 吉林省前郭縣國有林總場，吉林前郭 138000；2 延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院；3 東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院）

葉綠素包含葉綠素a、b、c、d、f、原葉綠素和細菌葉綠素。其中葉綠素a 在各植物體中普遍存在，在光合作用中能釋放出O2的植物均含有葉綠素a，葉綠素b 則普遍存在于陸生植物中，葉綠素c1和c2在各種藻類中普遍存在，葉綠素d 僅僅在一些紅藻中可以見到。由于結(jié)構(gòu)上存在差異，葉綠素a 為藍綠色，而葉綠素b 為黃綠色，且容易因為光的照射出現(xiàn)氧化和褪色。其主要特點是不溶于水，但易溶于乙醇、丙酮、醚、氯仿等有機溶劑。

葉綠素中的葉綠素a 和葉綠素b，可以將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，是植物光合作用能力、植物本身生長發(fā)育狀況、衰老各階段的良好指示劑。葉綠素含量的降低會導(dǎo)致植物光合作用減弱，合成生長發(fā)育所需的有機質(zhì)減少，植物對不利環(huán)境的抵抗力降低，從而增加植物受破壞程度。

SO2是一種常見的大氣污染物，當SO2的含量超過一定閾值時，會引起植物自身的生理特性指標升高，如超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖、游離脯氨酸等物質(zhì)都將會增多，從而造成植株枝葉甚至整個植株死亡。SO2對葉綠素具有漂白作用，能夠?qū)⑷~綠素分子降解為無鎂色素，促進細胞凋亡，抑制植物體的光合作用和生長發(fā)育。研究指出，低濃度SO2長期暴露降低了小麥葉片光合色素含量，隨著暴露時間的延長和濃度升高，色素含量降低的比例相應(yīng)增大。本試驗在SO2不同濃度和不同處理時間條件下，對4 種槭樹植物葉片葉綠素a 和葉綠素b 含量的變化情況進行測定。

1 試驗材料

本試驗材料4 種槭樹屬取樣地點為延邊大學(xué)校園，選取生長勢良好、景觀效果較好、無病蟲害的植株為試驗材料。

2 試驗方法

2.1 SO2熏氣處理

熏氣前選擇長勢相同的同時期不同種的槭樹葉片進行編號，同時放入自制的開頂式熏氣裝置中，由購置的罐裝SO2提供SO2氣體（60mg/m3）。

2.1.1 控制熏蒸時間相同。分別用濃度為0、20、40、80mg/m3的SO2氣體對植物葉片進行熏蒸，分別取每個試驗組葉片對其葉綠素含量進行測定。

2.1.2 控制在固定的質(zhì)量濃度。熏氣0、30、60、90、120min 后，分別取每個試驗組中葉片，標好標簽進行檢測。

2.2 葉綠素含量測定

葉綠素a、葉綠素b 含量的測定采用通用的測定方式。采用研磨提取法：稱取0.1g 新鮮葉片，剪碎，放在研缽中，加入少量碳酸鈣和石英砂，加80%丙酮10mL，充分將材料研磨細碎，直至變白，然后將其過濾，得到葉綠素的提取液。將過濾后的提取液用80%丙酮定容到25mL，充分搖勻，靜置數(shù)分鐘。用721-2A型分光光度計測定定容后提取液的光密度D663、D645。每組3 個重復(fù)試驗，取其平均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 SO2濃度對植物葉片的影響

分別用濃度為0、20、40、80mg/m3的SO2氣體對植物葉片進行熏蒸，時間為1h，分別取每個試驗組葉片對其葉綠素含量進行測定計算。

圖1 不同濃度SO2對葉片葉綠素a 含量的影響

圖2 不同濃度SO2對葉片葉綠素b 含量的影響

圖3 不同濃度SO2對葉片葉綠素a/b 的影響

由圖1、2 可以看出，在一定的SO2熏氣濃度范圍內(nèi)，4 種槭樹屬葉片的葉綠素a 和葉綠素b 的含量均升高。在20mg/m3時，五角楓、雞爪槭、紫花槭的葉綠素含量達到最大值，在40mg/m3時，茶條槭的葉綠素含量達到最大值。當SO2熏氣濃度為80mg/m3時，4 種植物葉片的葉綠素含量均明顯降低。這是植物自身感受到外界環(huán)境刺激后，迅速調(diào)節(jié)自身能量物質(zhì)的動態(tài)調(diào)節(jié)。但這種調(diào)節(jié)是有限的，超過一定限度后葉綠素分解占優(yōu)勢，導(dǎo)致含量顯著降低。上述數(shù)據(jù)表明，低濃度（20mg/m3和40mg/m3）條件下的SO2熏氣對4 種葉片葉綠素的合成過程具有促進作用，植物葉片葉綠素含量增加，而高濃度（80mg/m3）條件下，SO2熏氣導(dǎo)致植物葉片葉綠素含量降低。隨熏氣濃度的升高，茶條槭的葉綠素含量變化幅度小于另外3 種植物葉片，紫花槭葉綠素含量變化幅度最為明顯。由圖3 可以看出，在此濃度范圍內(nèi)植物葉片的葉綠素a/b 比值降低。

由此可見，植物葉片對SO2具有一定的吸收和積累能力，但當SO2濃度超過一定閾值時，會導(dǎo)致植物葉綠素含量降低。

3.2 SO2處理時間對植物葉片的影響

圖4 不同時間處理對葉片葉綠素a 含量的影響

圖5 不同時間處理對葉片葉綠素b 含量的影響

圖6 不同時間處理對葉片葉綠素a/b 值的影響

在20mg/m3濃度下，4 種植物葉片均能正常生長，因此將濃度控制在20mg/m3以下，對植物葉片進行不同時長的熏蒸處理，分別取每個試驗組葉片對其葉綠素含量進行測定計算。

由圖4、5 可知，長期處于低濃度SO2環(huán)境中，植物葉片的葉綠素含量降低，0～60min 植物葉片的葉綠素含量降低幅度略大，60～90min 降低幅度增強，而90～120min 葉綠素含量降低幅度大為減小。出現(xiàn)此結(jié)果的原因可能是由于60～90min 植物葉片的細胞膜遭到破壞，導(dǎo)致其離子交換能力減弱，進而使得葉綠素含量出現(xiàn)降幅減弱的現(xiàn)象。

4 種植物從熏氣前到試驗全過程結(jié)束，植物葉片中葉綠素a 的含量始終大于葉綠素b 的含量。由圖6可知，隨著SO2熏氣時間的延長，葉綠素a 與b 的比值不斷縮小。茶條槭、五角楓和雞爪槭減少緩慢，而紫花槭則減少幅度較大。

4 討論與結(jié)論

葉綠素的含量變化和植物的生長環(huán)境、發(fā)育情況密切相關(guān)，其含量和比值也會隨植物種類、試驗儀器、試劑等不同而產(chǎn)生較大差異。但本試驗研究的4 種植物在大氣受到污染的生境中，其葉片葉綠素a、葉綠素b 均遭到不同程度的破壞，葉綠素含量減少。

初步證明，空氣污染物SO2是通過植物葉片的氣孔進入到植物體內(nèi)的。進入植物體內(nèi)的SO2不但改變了植物的化學(xué)成分，而且參與了植物機體內(nèi)的各種生理生化反應(yīng)，使植物體的正常代謝受到一定程度的干擾破壞，降低了植物凈化空氣的能力，從而使生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。

由上述試驗可知，長期暴露在低濃度SO2環(huán)境中和SO2濃度相對較高的環(huán)境均對植物體內(nèi)葉綠素有降解作用，使植物體內(nèi)葉綠素含量降低，從而影響植物的光合作用。

本次試驗選取的4 種槭樹屬植物中，茶條槭和五角楓的抗大氣污染物SO2能力相對較強，雞爪槭和紫花槭抗污染能力較弱。因此，在綠化建設(shè)選擇樹木時，可以考慮在污染相對較弱地段種植雞爪槭和紫花槭，而茶條槭和五角楓適應(yīng)種植范圍更廣。

由于本次試驗選取進行熏氣的植物種類較少，只能對SO2大氣污染對植物葉綠素含量造成的影響和植物抗污染能力進行初步測定，此問題還有待進一步的研究。