农作物受二氧化硫污染发生特点及相应防控对策分析

张 越

农作物是指由人类培植供人食用或工业生产所需的植物。我国作为农业大国，一直致力于农作物的培养、改良等方面的研究和推出利于农业发展的政策。随着全球环境问题的日益严峻，农作物污染以及应对措施这个课题的研究变得愈发重要。农作物在生长过程中可能会受到多方面的污染，比如大气污染、土壤污染和水污染等污染。其中，农作物受到大气污染后会影响农作物的光合作用和呼吸作用，影响农作物的生长发育；破坏农作物叶片表皮和细胞膜、干扰农作物的生理代谢过程；农作物还会因此容易出现病虫害，降低农作物抗病虫害的能力；最终导致农作产量下降、质量降低，甚至死亡。土壤污染和水污染则会影响植物根系的生长和发育、破坏植物体内代谢过程，从而导致农作物生长不良、产量减少，食品安全受到威胁。本文以大气污染中的二氧化硫为例，主要分析了农作物在生长过程中受到污染后的发生特点以及相应的防控措施。

一、发生特点

二氧化硫是一种大气主要污染物之一，其释放和排放都会对农作物造成危害，包括但不限于叶片发生片斑、萎缩、枯死等伤害，同时还会影响植物的光合作用和生长发育，从而影响农作物产量和质量。因此，应采取措施控制和减少二氧化硫的排放，以保护农作物的生长和品质。

1、农作物的生理生态的变化以及品质下降

农作物受到二氧化硫污染后，其生理生态会发生一系列变化。例如，作物叶片的叶绿素含量下降、气孔减少、光合作用受到抑制等；根系活性下降、生长缓慢，导致作物对养分和水分的吸收能力降低，生长发育受到限制；果实发育受阻，果实数量和径粗均减少，品质下降；种子的发芽率和萌发势下降，从而影响作物的产量和品质。受二氧化硫危害后，水稻谷粒小、谷壳色泽变淡，或变漂白;白菜、菠菜、油麦菜出现灰白斑或黄白斑;韭菜、油菜、豌豆叶出现淡黄色或黄浆色斑块。上述情形都大大降低农产品的营养品质和商品价值。

农作物受二氧化硫污染主要表现为植株叶片发生红斑、叶尖枯黄、下垂和早期老化等症状，而这些症状通常都是在植物暴露于高浓度二氧化硫环境中一段时间后才会出现。通常受到二氧化硫污染的植物产量会减少，并且质量也会下降，同时还可能促进植物发生病虫害等。不同的生长阶段对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较容易受到污染的影响。如果二氧化硫污染在农作物生长前期或生长期，由于植株中的营养物质积累较少，在二氧化硫含量较高时，农作物会出现生长缓慢、叶片发黄、植株矮小、果实着色不良等现象；如果二氧化硫污染在作物生长后期或成熟期，由于植株中的营养物质积累较多，在二氧化硫含量较高时，会出现根系发育不良、叶片早衰。如果二氧化硫污染在作物的生长过程中发生，就会造成作物产量降低、品质变劣、等现象。因此，农作物受到二氧化硫污染后必须及时采取防治措施。

2、农作物对二氧化硫的敏感性

不同作物对二氧化硫污染的敏感性是不同的，其差异表现在以下几个方面：

①不同作物叶片的耐受性不同。一般来说，大豆、玉米等带有阔叶的植物对二氧化硫的抵抗性较强，而像小麦、甜菜等带有细叶的植物则较为敏感。

②不同作物的生长发育和产量受到的影响不同。例如根据有关实验可以得知，在二氧化硫浓度为0.8mg/m3条件下，大豆和玉米的生长量和产量受到的影响要比花生和棉花小。

③不同作物的抗氧化反应也存在差异。天然抗氧化物可以减轻单细胞藻类因二氧化硫暴露受到的损害，但这种保护作用在不同的作物中也是存在差异的。

④不同作物品质下降程度存在差异。受到二氧化硫污染后，作物的营养成分、含糖量等都会降低，但不同作物受到的影响程度是不同的。

需要说明的是，不同的研究方法和实验条件下得到的结果也不尽相同，因此不同研究所得到的结论略有不同。但总体来看，大致可以认为不同作物对二氧化硫污染的敏感性存在差异。

二、对植物的危害

二氧化硫污染，植物的可见伤害首先表现在叶片上。可见症状主要表现在各种植物叶片的叶脉间的伤斑，伤斑由漂白引起失绿，逐渐呈棕色坏死。产生伤斑的叶片，首先是功能叶片，危害较重时，则其他叶片也出现伤斑。伤斑一般在气孔周围形成，形状有点状、块状及线条状等。因此，二氧化硫对植物的危害也是最早发生和最严重的部位。植物吸收二氧化硫的主要途径是气孔，其次是通过木质部导管进入植物体内。当大气中二氧化硫浓度达到一定值时，对植物产生毒害作用。不同类型农作物受二氧化硫污染的症状和危害程度不同，例如水稻、玉米、棉花等喜硫作物在生长季节对二氧化硫非常敏感，但在作物的生长后期受影响较小；而番茄、辣椒等蔬菜在生长季节对二氧化硫较为敏感，但在作物的生长后期受影响较小。因此，农作物受二氧化硫污染后，应根据其症状、危害程度和发生季节等不同情况及时进行防治。

1、抑制农作物增产

二氧化硫是通过影响作物光合作用和光合产物的制造和积累来抑制作物的生长的。二氧化硫对光合作用的抑制作用主要表现在：抑制呼吸作用，增加有机酸的产生，增加CO2的释放，加速光能的转换；降低光合色素含量和光合作用效率；抑制叶绿素合成。同时，二氧化硫对光合作用的抑制作用还表现在：增强活性氧自由基对细胞膜系统的破坏作用，促进酶类失活；减弱叶绿素的合成，使光合色素含量降低。导致作物生理障碍。在作物生长过程中，适当施用二氧化硫制剂可以抑制或减少作物对二氧化硫的吸收，从而降低作物对二氧化硫的危害。

二氧化硫制剂可以直接用于防治农作物病害，也可以用作土壤改良剂，还可以作为植物生长调节剂来调节植物生长。在农作物种植过程中施用二氧化硫制剂，可以改善土壤结构和理化性状，增加土壤有机质含量和团聚体结构，提高土壤微生物活性，从而减少二氧化硫对作物的毒害作用。研究表明，二氧化硫制剂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%的硫基硫酸锌溶液可使水稻结实率降低15%左右。在棉花上施用硫酸钙可明显抑制棉花抽雄吐絮。在大豆上施用硫酸钙可明显提高大豆种子发芽率和成苗率。在玉米上施用硫酸亚铁制剂可明显降低玉米对二氧化硫的吸收，从而减少作物对二氧化硫的吸收和毒害作用。在油菜上施用硫酸亚铁制剂也能显著降低油菜对二氧化硫的吸收和毒害作用，使油菜根尖细胞膜结构得到明显改善。

2、造成农作物减产

二氧化硫对作物的生理障碍主要表现在：影响作物细胞膜透性，降低作物离子吸收速率，使根系生长受阻；使作物体内丙二醛含量升高，细胞膜渗透性增强，进而导致作物生理障碍，甚至死亡；使作物体内营养元素缺乏或过剩而引起作物减产。二氧化硫浓度较高时，它会与水蒸气结合生成亚硫酸和硫酸，这些强酸性物质会对植物叶片造成腐蚀和损伤，破坏细胞内为植物提供养分和水分的淀粉、蛋白质和维生素等物质，影响植物正常的光合作用和生长发育，进而导致产量下降。总之，大气中二氧化硫浓度过高，会直接影响农作物的生长发育，影响农作物产量。有研究表明，当农作物受二氧化硫污染后，其光合速率明显降低，其单叶面积和叶绿素含量都有不同程度的下降。此外，在不同温度条件下，二氧化硫对玉米和小麦生长的影响程度不同。当温度升高到25℃以上时，二氧化硫对玉米叶片的伤害开始明显增多。当温度达到30℃时，二氧化硫对小麦叶片的伤害开始增多；当温度达到40℃以上时，二氧化硫对小麦叶片的伤害开始明显增加。同时，随着温度的升高，二氧化硫对水稻幼苗叶片产生不同程度的毒害作用。

3、对农产品品质的影响

二氧化硫进入土壤后会使土壤板结、酸化，作物根系不能正常呼吸和吸收养分，从而导致作物生长不良、产量降低等。另外，农作物遭受二氧化硫污染后会产生二氧化硫积累，这种物质可在农作物的果实和种子中积累，从而降低农产品品质。在果蔬中，二氧化硫含量过高会使其细胞壁中的木质素和果胶物质增多，致使果实和种子口感变差；在农产品中，二氧化硫含量过高会使其细胞壁中的果胶物质减少，使果实变软，从而导致其外观品质下降；又或者二氧化硫含量过高会使其细胞壁的纤维素和果胶物质发生变化，从而使果实变硬。除此之外，二氧化硫会使农产品产生苦味、涩味和其他异味等。除了果蔬之外，农作物遭受二氧化硫污染还会导致农产品的蛋白质、维生素A、维生素C、维生素E 等营养成分的流失，从而影响农产品品质。

4、导致病虫害发生率上升

二氧化硫会降低植物的免疫系统抵抗力。当二氧化硫进入植物的叶表面时，高浓度的二氧化硫可以破坏植物纤维素和叶绿素等有机成分，让植物的叶片变得干燥、脆弱，从而使病菌、真菌、虫害等病原体能够更容易地侵入植物体内，感染植物并引发疾病。二氧化硫还会导致植物体内钙离子含量降低，从而抑制植物的生长发育，使其免疫系统受到削弱，更加容易遭受病虫害的侵害。此外，由于二氧化硫进入植物后会产生酸性反应，从而降低土壤的pH 值，这也会对土壤中的微生物和有益生物造成不利影响，从而间接导致更多的病虫害在农作物中发生。

三、相关症状

1、不同作物对二氧化硫污染的耐受程度

二氧化硫对农作物的危害程度与作物的生长特性、种植方式和品种有关。从植物学角度看，作物对二氧化硫的耐受程度主要受植物的形态特征和生理特性的影响。例如，喜水的农作物如水稻、小麦、玉米等，其根系发达，生长迅速，对二氧化硫的耐受程度较高。但是，同一种作物由于其生长发育阶段和所处环境条件的不同，对二氧化硫的耐受程度也会有很大差异。例如，在冬季干旱、温度低、昼夜温差大的北方地区种植喜冷作物如萝卜、白菜等时，由于受低温和干旱环境影响，其对二氧化硫的耐受程度较高；而在夏季高温、光照强、昼夜温差小的南方地区种植喜热作物时，其耐受程度较低。

2、二氧化硫污染发生时的症状及特征

①植物在正常情况下，叶片表面具有一层蜡质，这种蜡质有一定的防水性，可以防止空气中水分的侵入。而二氧化硫气体可以使植物的蜡质溶解，导致叶片表面干燥。这种情况下，植物叶片会变得十分脆硬，失去原有的韧性和弹性。

②二氧化硫对作物的危害主要是通过熏蒸作用直接或间接地使作物受害，使作物植株矮小，叶片失绿，光合作用受阻，对植株正常生理活动产生不良影响。特别是在高温、高湿的条件下，二氧化硫气体对植物的伤害更加严重。

③二氧化硫气体会导致植物体内组织中产生大量的酸性物质，使植物叶片变得十分薄脆，同时还会使细胞内液发生凝固而导致细胞死亡。二氧化硫气体还会让植物体内水分流失加剧，使细胞膜不完整或受到损伤。此外，二氧化硫气体还会导致作物体内代谢紊乱，从而出现作物萎蔫、干枯等症状。

④二氧化硫中毒的主要症状是：叶片出现白色或淡黄色斑点，叶缘卷曲，叶片基部干枯脱落；根系呈褐色，根尖变褐坏死。茎、叶萎蔫或枯焦，植株死亡。作物受害的特征是：叶片由绿转黄至枯萎、全株萎蔫死亡或整株死亡。

⑤当土壤中二氧化硫含量较高时，在作物根系附近形成还原性强的硫化氢气体，会导致作物根系细胞组织分解、呼吸减弱甚至死亡。二氧化硫对土壤的腐蚀性强，尤其是在酸性土壤上危害更为严重。此外，由于土壤中含硫物质被淋失或被氧化分解时会产生硫化氢气体。

四、防治对策

1、要在源头上减少二氧化硫的排放量，比如对燃煤企业要加强监管，依法依规处理燃煤企业大气中的二氧化硫浓度，降低二氧化硫的排放量，避免空气中二氧化硫浓度过高对农作物造成危害。又或者燃煤企业要进行清洁能源替代改造，推广使用清洁能源，减少大气中二氧化硫浓度过高对农作物造成危害。

2、提高农民环保意识，加大宣传力度，让农民认识到农作物中二氧化硫污染的危害性，让农民真正从思想上重视农作物中二氧化硫污染的防治工作。农业生产过程中，要严格控制二氧化硫的排放浓度，采取有效措施减少二氧化硫排放。

3、采用高效、低毒、低残留的农药和化肥，尽量使用生物农药和高效、低残留农药。合理施肥能够提高植物免疫力和抗逆性，减少作物受到污染的风险。比如积极推进秸秆综合利用，提高秸秆的综合利用率。合理施肥，科学施用氮肥、磷肥、钾肥等肥料，减少氮肥使用量，防止过量施用化肥造成土壤板结和酸性化。

4、要采取合理轮作倒茬措施，减少土壤中硫的含量。采用喷雾防治技术，如喷洒石灰、熏蒸等方法，在作物上形成一层保护膜，减少二氧化硫对作物的伤害。加强对农作物二氧化硫污染的监测和管理力度，在雾霾天气或者有大量二氧化硫排放的时候，应该采取措施对农作物进行及时保护。

5、要加强农作物生产基地管理，在种植农作物时，应优先选用具有抗污染性能的品种，如抗酸性较强的水稻、小麦等，以降低二氧化硫对作物的破坏。建立农作物生产基地生态环境保护体系，对土壤进行改良。

总之，大力推广生态农业技术，改变传统种植模式，加大农作物病虫害防治力度，减少化肥和农药用量，从源头上控制二氧化硫污染。加强环保宣传教育，增强全民环境保护意识。加大环保法律法规的宣传力度，提高农民环保意识，树立可持续发展的观念。推广使用生物防治技术，使用绿色、有机农药及有机肥等新型生物农药或生物菌肥等高效低毒低残留的化学农药来防治病虫害。从源头上控制二氧化硫污染。加大对二氧化硫排放企业的监管力度，及时发现并处理排放二氧化硫的企业。加强农业环境监测工作，提高环保执法水平。对二氧化硫的排放情况进行监测，建立健全空气质量监测体系和环境信息公开制度，及时发布空气质量状况信息及环境质量状况分析报告。完善环保法规制度建设。加强对排污企业的监管和查处力度，确保污染物达标排放；对于不达标的企业依法进行处理。