模拟酸雨胁迫对桃树丙二醛含量的影响

苟姝贞，唐 苛，夏志东，邓仕槐，王从明*

(1.成都工业职业技术学院，成都 610218；2.四川农业大学，成都 611130)

1 前言

酸雨是指pH小于5.6的冻雨、雪、雹、雨水、露等大气降水，它是因人类在工业生产活动中燃烧大量的煤炭、石油、天然气等化石燃料，以及湖泊、湿地、大陆架等湿地单元，通过微生物的分解作用会排放H2S气体，这些气体在大气中经氧化生成SO2等导致区域降水酸化的一种环境污染现象[1]。我国的酸雨区主要分布在长江以南、青藏高原以东地区，其中西南酸雨区属于传统酸雨沉降区，是我国4个主要酸雨分布区之一，酸性降雨占总降雨频次的58%左右[2]。酸雨的成分中包含着硫酸盐和一些可溶性盐，这些成分随着酸雨散落在植物的叶片上。会被植物的叶片慢慢的吸收，因此酸雨对植物最直接的影响表现在叶片上，酸雨对叶片首先会产生生理机能上的隐性伤害，进而发展成显性伤害[3]。酸雨损害植物表皮结构，随后酸性物质通过气孔或表皮扩散进入细胞内部，淋滤叶肉细胞的碱基阳离子使细胞内pH进一步降低，破坏叶肉组织结构和功能[4]。植物在受到硝酸型酸雨危害时，叶片会吸收酸雨中的硝酸盐，促进植物光合作用，起到“施肥”的效应，这种施肥效应在短期内可促进植株生长发育，但长期过量氮输入超过植物氮库的承载力，会破坏植物氮代谢平衡，使植物氮代谢相关的酶活性及氨基酸合成受到抑制，部分氮代谢酶活性下降，影响植物对氮的同化吸收[5]。酸雨还会损坏植物叶片叶绿素的组成结构，逐渐减少叶绿素的含量以及光合结构叶面积，从而会对植物叶片的光合作用产生不利的影响，植物叶片逐渐的枯萎，失去生命力[6-7]。酸雨胁迫下，无论缺乏氮硫还是氮饱和的森林生态系统，酸雨通过破坏光合系统、淋溶叶片等方式导致树木更易遭受病害、虫害、冻害等次生灾害，最终造成森林生物量下降[8]。

桃树为蔷薇桃属植物，在我国各省广泛栽培，其叶、花、果、桃仁、树胶、根皮均具有很高的经济价值。桃树叶，味苦、性平，具有清热解毒，杀虫止痒的功效。桃花有很高的观赏价值，桃子素有“寿桃”和“仙桃”的美称，因其肉质鲜美，又被称为“天下第一果”，桃肉含蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、钙、磷、铁、胡萝卜素、维生素B1、以及有机酸等，适宜低血钾和缺铁性贫血患者食用。桃仁是一种比较常用的中药，性平、味甘苦，入肝、肺、大肠经，有破血祛痰、润燥滑肠、镇咳消炎的疗效。桃树干上分泌的胶质，俗称桃胶，可用作粘接剂等，为一种聚糖类物质，水解能生成半乳糖、阿拉伯糖、木糖等，可食用，也供药用，有破血、和血、益气之效。根皮是桃树藏在地下的“宝”，其性平，味苦，具有止血、消炎、解毒、清热的功效，适用于黄疸、颈痛、经闭、吐血、痔疮等症[13]。

有关酸雨对桃树急性毒害生理指标的影响国内已有报道，研究者分别在0、6h喷洒模拟酸雨2次后，桃树表现出在不同酸度酸雨胁迫下, 叶片叶绿素含量发生明显改变, 其降低幅度同酸雨的酸度值呈正相关；叶片细胞质膜透性增高；丙二醛含量上升；脯氨酸含量发生明显改变[14]。但酸雨对桃树的长时间胁迫并未见报道，因此本试验主要通过人工模拟酸雨处理桃树植株，每10d胁迫1次，探讨在酸雨胁迫60d后桃树叶片丙二醛含量的变化情况，预测其抗酸雨的能力，为筛选适合酸雨区生长的园林绿化植物及提高其产量提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 实验材料与方法

桃树购于雅安市和生园林绿化服务部，选择长势良好、一致且树龄相同的成年植株，种在高27cm、直径25cm 的陶制花盆中，置于温室大棚内培养，在此期间定期进行浇水、通风及灭虫等。

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

2.2 数据处理与分析

利用Excel2010进行数据运算，并采用Origin2018绘图。

3 结果与分析

MDA是膜脂过氧化最重要的产物之一，它的产生还能加剧膜的损伤，因此可通过测定丙二醛含量了解膜脂过氧化的程度，间接反映膜系统受损程度以及植物的抗逆性[17]。

3.1 酸雨胁迫次数对桃树丙二醛含量的影响

图1表明，桃树的丙二醛含量较本底值随着模拟酸雨喷洒次数增加而不断变化。第1次喷洒模拟酸雨后，随着模拟酸雨喷洒次数增加，其丙二醛(MDA)含量持续上升，在第3次喷洒模拟酸雨后出现阶段性最大值，这表明模拟酸雨使得桃树内部酶保护系统受到破坏，之后膜脂过氧化作用持续加强，丙二醛大量产生。当酸雨胁迫继续进行，第4次、第5次喷洒模拟酸雨后，所有梯度包括对照pH5.6下桃树的丙二醛(MDA)含量随后出现下降， 说明酶系统的保护机制启动，并开始自我修复，丙二醛含量开始减少。但是，第6次喷洒模拟酸雨后，所有梯度下桃树的丙二醛(MDA)含量又急剧上升，处于酸雨胁迫期最高水平，持续性的胁迫已使桃树受损严重。

图1 模拟酸雨胁迫次数对桃树丙二醛的影响

3.2 模拟酸雨梯度对桃树丙二醛含量的影响

通过1～6次模拟喷施酸雨后，将各实验梯度下桃树丙二醛含量与对照pH5.6进行对比，如图2所示，模拟酸雨胁迫期内(共60d)，pH2.0下桃树对模拟酸雨产生了积极响应，在此酸度下对模拟酸雨反应敏感，表明此类植物不能抵抗pH2.0的酸雨。

图2 模拟酸雨梯度对桃树丙二醛的影响

4 讨论

桃树对酸雨胁迫响应积极，从实验数据看出，在第1次喷洒模拟酸雨后，桃树的丙二醛(MDA)含量较本底值增加了20%左右。随着喷洒次数的增加而表现出正相关关系，酸雨胁迫30d其丙二醛(MDA)含量达到相对较高水平。且对于短时间的酸雨胁迫，桃树的自我修复表现明显，即在酸雨胁迫40d、50d后其丙二醛(MDA)含量平均下降了25%左右。但对于更长时间的酸雨胁迫，桃树酶系统可能受损，进而使得丙二醛(MDA)含量再次急剧增加。

西南酸雨区作为传统酸雨沉降区，通过优化工业布局和产业结构、清洁能源代替化石燃料、提高燃料燃烧率等对策[18]控制酸雨的产生首当其冲。同时还应提高当前的生态系统，提升桃树生长过程中的抗酸雨污染能力。通过研究发现，酸雨胁迫会对桃树的膜系统造成一定程度的破坏，进而丙二醛(MDA)含量增加，为了提高桃树等植物抗酸雨的能力，可以集合当前相关研究成果，结合现代化先进的农业科学技术，尽快培育出抗酸雨的桃树品种，这样就可以在一定程度上减轻酸雨对植物的危害。当然可以同步提高土壤抗酸化的能力，通过土壤为植物的生长提供更多的营养物质成分，间接增强植物抗逆境胁迫能力。还可以在酸雨多发季节，适当利用塑料薄膜等的保护作用，在一定程度上降低酸雨对桃树等植物的直接侵蚀作用。

5 结论

通过研究分析可以得到如下结论：桃树对酸雨胁迫响应积极。桃树可以承受短时间的酸雨胁迫，并具有一定的自我修复能力，但长时间的酸雨胁迫会损害桃树的酶系统。桃树对pH2.0的酸雨反应敏感，不能抵抗pH2.0的酸雨。

文章仅针对丙二醛(MDA)含量这一指标对桃树受酸雨胁迫的影响进行了分析，实际生活中，植物在逆境胁迫下，是多指标联动，且不同指标对于酸雨胁迫的响应存在差异，因而未来有必要采用多指标综合评价，可为酸雨胁迫下的植物被毒害临界值的确定提供更有力的参考依据。