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实验研究:化学性气体危害植物的分析

(2010-02-25 00:15:28)
标签:

物理农业

植物

有害气体

危害

症状

实验分析

确诊

杂谈

分类: 实验技术与方案
      一、受害症状记录
    (一) 调查观察现场了解污染源,了解受害植物区域附近是否有排放有害气体的工厂,以及排放有害气体的种类。如二氧化硫、氯气、氟化氢、氨气、乙烯、臭氧、氮氧化物(特别是二氧化氮)、氯化氢、硫化氢等。调查中,一方面要了解工厂近期是否发生过跑气、漏气等事故,另一方面还要注意农田在施化肥、喷农药过程中是否发生过肥害和药害等事故。

(二) 观察叶子受害症状 植株受到有害大气污染气体的急性危害后,一般会在叶子上表现出伤害症状。因此叶子伤害症状是判断受害原因的重要根据。但单纯从叶子的受害症状来鉴别受害原因,有时也有一定局限性。因为某些其他因素造成的危害症状与大气污染造成的危害症状十分相似,如小麦早春遭受冻害后,自叶尖向下发黄萎蔫,与二氧化硫等有害气体危害的症状相似;又如缺乏微量元素产生的症状,有时也会和大气污染的症状相混,再如玉米缺钾时,叶片尖端和叶缘出现土黄色坏死斑,严重时叶片卷缩,与氟化氢引起的伤斑相似。棉花缺钾时,叶片脉间褪色发黄,有时出现棕色小斑块,但与绿色组织间无明显界线,周围有黄化区近似氯气污染症状。但病虫害危害的症状与大气污染的伤害症状一般比较容易区分,一般昆虫危害的病斑会留下咬嚼的痕迹;真菌、细菌危害的病斑会有轮纹、疮痂、白粉、霜霉等特征,有的还有明显突起的孢子囊群。长期干旱,施肥不足、自然老黄等产生的症状多半是叶片部分褪色发黄,发黄部分与绿色部分之间无明显界线,并且一般不会产生坏死斑。此外,污水灌溉也会使植物受害,但其危害的特点:(1)根部受伤腐烂(大气污染的危害一般不危及根部,所以受害植物能恢复萌发生长);(2)下部叶子受害重,越向上受害越轻(大气污染危害则相反,往往上部或中部叶子受害重);(3)一片叶子上往往基部受害重(大气污染危害往往叶尖,叶缘或叶脉间产生伤斑,叶基部较少受害)。

( 三) 观察植物受害方式 当依据叶片症状不易鉴别受害原因时,还必须在现场观察植物的受害方式,这是十分重要的一环。植物遭受有害气体危害后,其受害方式应具备以下受害特征:1.有明显的方向性。高浓度有害气体使植物发生急性危害,常与当时风向有密切关系。危害常发生在污染源的下风向,往往成条状或扇面状分布,植物的受害范围与气体的扩散范围相吻合。2.植物的受害程度与距离有害气体污染源的远近密切相关。一般距离越近,植物受害越重;距离越远,植物受害越轻。但如污染源是一个很高的烟囱,则在一定范围内离烟囱越近受害越轻。3.在有害气体扩散过程中遇障碍物如建筑物、林带等,则气体会被阻挡,障碍物后面的植物可避免受害。4.危害不局限在一种植物上,而是涉及到多种植物。有时同一受害区域,会有多种植物同时受害,其受害程度与他们对有害气体的敏感性有关,敏感性越强,受害越重。5.有些气候变化如阴雨、闷热、静风等会阻碍有害气体的扩散而使其浓度升高,从而对植物造成伤害。

二、叶片污染物质含量分析

当根据现场调查及叶片受害症状尚不能完全判断受害原因时,就需要对叶片污染物质的含量进行分析化验。植物受有害气体危害后,叶中的污染物质含量便会明显增高。例如受到二氧化硫危害后,叶中含硫量增高;受到氟化氢或氯气危害后,叶中氟或氯的含量便会明显增高。
在采集分析化验样品时,除采集污染区受害植物样品外,必须同时采集非污染区的同种植作为对照。因为有些污染物质如硫、氯、氟等在正常植物中也有一定的含量(本底值),由于各种植物的本底值不同,所以应与正常植物的本底值进行比较,才能确定污染物质是否增高。
由于污染物质种类很多,不可能同时进行各种污染物质的分析,为了减少分析化验的工作量,应该事先了解可能的污染源,找出线索,避免盲目性。有些污染物质被植物吸收后,可能会被转化为其它物质形态,因此在分析化验时应尽量考虑合适的方法。例如氨气被吸收后,很快会被转化成其它形式,我们可以分析叶中总氮量或铵态氮量,作为氨气污染的指标。

三、几种主要有害气体伤害症状的鉴别方法

(一) 判断主要污染物法不仅要了解附近工厂企业排放的有害气体种类,并且要了解其排放数量,烟囱高低、位置等。以判断其为何种有害气体是主要污染物。
(二) 根据植物叶片上出现的症状进行判断。有害气体危害植物的症状主要表现在叶片上,不同的有害气体往往使植物叶片出现不同形式的危害症状。因此,除了调查污染源外,还应该根据植物叶片上受害症状的不同,来鉴别造成危害的气体种类。
    1.二氧化硫(SO2)。症状主要出现在叶脉间。一般呈现大小不等的、无一定分布规律的点和块状伤斑,并与正常组织之间界线明显。也有少数伤斑分布在叶片边缘,或全叶褪绿黄化,但幼叶不易受害。伤斑颜色多为土黄或红棕色,但伤斑的形状,分布和色泽因植物种类和受害条件而不同,例如单子叶植物伤斑常沿平行脉呈条状,分布在叶尖或叶片隆起部位。一般各种化石燃料燃烧时都可能排放二氧化硫。

2.氟化氢(HF)。伤斑多半分布在叶尖和叶缘,受害伤斑与正常组织之间有一明显的暗红色界线,少数为脉间伤斑、幼叶易受害。另外,伤斑的分布与叶片的厚薄、叶脉的粗细和走向也有一定关系,通常侧脉不明显,细弱叶片受害斑多连成整块,位置也不固定,侧脉明显的伤斑多分散在脉间;平行脉叶片的受害部位常在叶尖或叶片的隆起部位;叶质厚硬的伤斑常分布在主脉两侧隆起部位或叶缘;叶片大而薄的伤斑多分布在边缘,常连成大片。炼铝、磷肥厂、炼钢、玻璃、陶瓷、砖瓦生产及大量燃煤工业可产生氟化氢。

3.酸雾(硫酸、盐酸、硝酸等)。叶上出现细密近圆形坏死斑。

4.氯气(Cl2)。大多为脉间点块状伤斑,与正常组织之间界线模糊,或有过渡带。严重时全叶失绿成白色甚至脱落。化工厂、电气厂、制药厂、农药厂、玻璃厂、塑料厂、自来水净化厂发生事故时易散出氯气。

5.氨气(NH3)。大多为脉间点块状伤斑褐色或褐黑色,与正常组织之间界线明显。另外,症状一般出现较早、稳定得快。

6.二氧化氮(NO2)。大多为叶脉间不规则形伤斑,呈白色、黄褐色或棕色,有时出现全叶点状斑。主要来源于汽车尾气和部分施氮肥过多的保护地生产设施内。

7.臭氧(O3)。多为叶面散布细密点状斑,呈棕色或黄褐色,少数为脉间块斑。8.过氧乙酰硝酸酯(PAN)。叶片背面变为银白色、棕色、古铜色或玻璃状,一般在叶子的先端、中部和基部出现坏死带。

9.乙烯。叶片发生不正常的下垂现象,或失绿黄化。并常常发生落叶、落花、落果以及结实不正常等。石油化工、汽车尾气、煤气、聚乙烯工厂都可能是乙烯的污染源。

四、根据叶片内部形态变化及含污量作进一步鉴定

当根据外部症状尚不能确定危害的污染物种类时,可以进一步观察叶片内部的形态变化分析其含污量。例如,将受害叶片作横切面观察,一般受二氧化硫危害的叶片维管束看不出明显的影响,而受氟化氢危害的叶片的导管和韧皮部细胞会受影响而表现出红棕色;受二氧化硫危害的细胞收缩变形,原生质变为黄褐色,而被氟化氢危害的细胞变形不明显,原生质表现红褐色或红棕色。叶片中含污量分析应该在了解污染源的基础上进行。如有二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气污染源的可以分别分析叶中含硫、氟、氯、总氮量或铵态氮量等是否增高。

五、根据受害植物种类的不同来判断污染物的种类

有些植物对不同污染物的抗性和敏感性不同,所以根据受害植物种类的不同,也可以帮助判断污染物的种类,例如唐菖蒲对氟化氢十分敏感,而对二氧化硫不太敏感;棉花对二氧化硫敏感,而对氟化氢有较强的抗生;紫花苜蓿对氟化氢抗性强,而对氧化硫及臭氧抗性弱等。总之,要鉴别危害气体的种类是一个复杂的问题,需要用多种手段进行综合性调查、分析,才能得出比较可靠的结论。

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