酸雨对农作物的影响及防御措施

蔡娈卉　陈新育

摘要 主要介绍酸雨的概念及其形成因素，着重分析酸雨对改变土壤性质和土壤中微生物的负面影响及对农作物的直接危害，提出采取相应的预防措施，最大限度地减少酸雨对农作物的危害。

关键词 酸雨；农作物；危害；防御措施

中图分类号 X517 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2009）05-0194-01

随着工农业生产的发展，人民生活水平的提高，人类改造自然活动的加剧，酸雨发生频率呈上升趋势。酸雨对公众健康、工农业生产、生态环境及全球气候变化带来的负面影响越来越严重。由于目前农业生产绝大部分还是露天工厂，酸雨对农作物的危害尤为突出。

1 酸雨的概念与形成因素

1.1 概念

酸雨是指pH值小于5.60的大气降水。大气降水的形式包括雨、雪、冰雹、雾等。未被污染的降水是中性的，pH值在7.00左右；当大气中SO2、CO2等有害物质浓度增加，与大气中水汽经过化学物理变化，形成pH值小于5.60的雨叫酸雨；形成pH值小于5.60的雪叫酸雪；形成pH值小于5.60的雾叫酸雾。

1.2 形成因素

酸雨的成因既有人为的因素，也有大自然的影响。人为因素主要是工业生产、燃烧煤炭、石油及汽车尾气和民用生活燃烧排放的硫和氮的氧化物；大自然因素主要是火山爆发等产生的物质，经过云内成雨过程，即水汽凝结在硫酸根、碳酸根等凝结核上，发生氧化反应，形成硫酸雨滴和碳酸雨滴；又经过云下冲刷过程，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成酸雨。

1.2.1 酸性污染物的排放及转换条件。一般来说，某地SO2污染越严重，降水中硫酸根离子浓度越高，导致pH值越低。

1.2.2 大气中的氨。大气中的氨（NH3）对酸雨形成是非常重要的。氨是大气中唯一的常见气态碱。由于它的水溶性，使它能与酸性气溶胶或雨水中的酸反应，起中和作用而降低酸度。大气中氨的来源主要是有机物的分解和农田施用的氮肥的挥发。土壤中氨的挥发量随着土壤pH值的上升而增大，而大气水汽中酸度随氨的增加而降低。

1.2.3 颗粒物酸度及其缓冲能力。大气中的污染物除酸性气体SO2和CO2外，还有一个重要成员——颗粒物。颗粒物的来源很复杂。主要有煤尘和风沙扬尘。后者在北方约占1/2，在南方约占1/3。颗粒物对酸雨的形成有2个方面的作用：一是所含的催化金属促使SO2氧化成酸；二是对酸起中和作用。但如果颗粒物本身是酸性的，就不能起中和作用，而且还会成为酸的来源之一。目前我国大气颗粒物浓度水平普遍很高，为国外的几倍到十几倍。

1.2.4 天气形势的影响。如果气象条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染物浓度降低，酸雨就减弱，反之则加重（如逆温现象）。

2 酸雨对农作物的影响

酸雨对农作物的危害，主要是通过对土壤性质和土壤微生物的作用对作物产生间接影响和直接危害，影响作物产量和品质。

2.1 加快土壤酸化

酸雨首先导致土壤酸化。我国北方土壤呈碱性，对酸雨有一定缓冲能力，但南方土壤多呈酸性，经酸雨冲刷，就使酸化加剧；同时土壤中含有大量铝的氢氧化物，土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收形态的铝化合物。植物长期过量吸收铝会中毒，甚至死亡。酸雨也能加速土壤矿物质营养元素流失，改变土壤结构，导致土壤贫瘠化，影响植物正常发育。酸雨还能诱发作物病虫害，使作物减产。

2.2 改变土壤微生物种群

酸雨可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低。如可使分解有机质与蛋白质的主要微生物类群芽孢杆菌及毛杆菌和有关真菌数量降低，影响营养元素的良性循环，造成农业减产。特别是酸雨可降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，对农作物生长大为不利。

2.3 直接危害农作物，降低产量影响品质

2.3.1 酸沉降对农作物的急性伤害和慢性伤害。急性伤害通常指强酸雨或高浓度二氧化硫等污染物与农作物接触，其叶片在短时间（1~3d）内出现细胞死亡，严重者出现枯叶、枯枝、枯梢和枯株。这种情况在实验室和土法炼硫窑附近常见。慢性伤害，一般指弱酸雨或低浓度的二氧化硫污染物长期与农作物接触，其叶色失绿或色素变化，破坏作物细胞正常代谢活动，导致细胞死亡，其可见伤害症状为过早落叶等。一般酸雨地区或二氧化硫长期超标地区，会发生这种现象，这也是农作物大面积减产的原因。

2.3.2 不同作物受二氧化硫伤害的敏感性。不同农作物受二氧化硫伤害的敏感性不同。科学家在实验室内用一定剂量的二氧化硫去熏不同农作物。一段时间之后，不同农作物伤害完全不同，可分为敏感性农作物、中等敏感性农作物和抗性农作物等3类。敏感农作物有大麦、棉花、大豆、菠菜、胡萝卜和辣椒等；中等抗性农作物为小麦、菜豆、花生、黄瓜、油菜和番茄等；抗性农作物为水稻、玉米和马铃薯等。

2.3.3 对农作物产量与品质的影响。科学家试验后，估算我国南方7省大豆因酸雨受灾面积约158.67万公顷，减产约20万吨，减产幅度约6%，每年经济损失约1 400万元。稻、麦等禾本科作物叶面积小，蜡质层厚，可湿性差，对酸雨敏感性弱，但强酸雨仍可导致叶面扭曲，生成褐黄或褐红伤斑，造成减产。水稻生长期是翠绿色的，成熟期时是黄色的，1982年6月18日重庆下了一场pH值为3.9的强酸雨，某乡逾666.67hm²水稻叶片迅速变成赤色，这场酸雨灾害产量损失400t以上。大棚酸雨试验也证明，强酸雨将导致叶面产生赤色伤斑。酸雨造成蔬菜叶面黄斑，生长不良，抗病能力减弱，产量下降。据有关资料报道，不同品种蔬菜对酸雨的敏感程度不同，在pH值为3.5的高酸性环境中，对酸敏感蔬菜番茄、芹菜、豇豆和黄瓜产量可下降20%；中等敏感性的生菜、四季豆和辣椒产量下降10%~20%；抗酸性较强的青椒、甘蓝、小白菜、菠菜和胡萝卜产量下降低于10%。

3 防御措施

减少酸雨主要是减少烧煤排放的二氧化硫和汽车排放的氮氧化物。可以采取的措施有以下方面：一是采用烟气脱硫装置；二是提高煤炭燃烧的利用率；三是用煤气或天然气代替烧煤；四是节约用电（因为大部分电厂是燃煤发电）；五是大力发展公共交通（减少车辆就可以减少汽车尾气排放）；六是购买包装简单的商品（因为生产豪华包装要消耗较多电能）；七是支持废物回收再生（废物再生可以大量节省电能和少烧煤炭）；八是大力开发新能源；九是培育耐酸雨的农作物新品种。