SO2湿沉降对桑树叶片的形态和其利用光能的影响

王 月，李学鹏，彭鸿旭，朱义勇，张秀丽，孙广玉

(东北林业大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

SO2湿沉降对桑树叶片的形态和其利用光能的影响

王 月，李学鹏，彭鸿旭，朱义勇，张秀丽，孙广玉

(东北林业大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

以桑树(Morusalba)为材料，用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合溶液模拟SO2湿沉降，探讨SO2湿沉降对桑树叶片光合特性的影响。结果表明,与清水对照(CK)相比，100 mmol·L-1SO2湿沉降明显伤害了桑树叶片，表现出叶片失绿发黄、边缘焦枯、含水量下降，细胞皱缩且边缘模糊，气孔数量减少，叶片最大净光合速率显著下降(P<0.05)。在50 mmol·L-1SO2胁迫下，桑树幼苗表现出一定的抗性，叶片边缘略呈焦枯状态，叶色浓绿，内部细胞体积减小，密度增大，气孔数量增多，最大净光合速率下降，光呼吸速率、蒸腾速率和水分利用效率增加。说明桑树叶片可通过调整叶片结构，降低呼吸消耗和增大光呼吸及蒸腾速率来适应50 mmol·L-1SO2胁迫。两种浓度SO2处理的叶绿素荧光与光强的响应参数变化趋势相似，差异不显著(P>0.05)，当光强大于400 μmol·mol-1时，实际光化学效率、光化学淬灭系数和电子传递速率随着光强的增加而显著降低(P<0.05)，非光化学淬灭系数和非光化学淬灭值均显著增加(P<0.05)。说明SO2湿沉降降低了桑树叶片净光合速率，增强了呼吸消耗，促使叶片早衰。桑树可通过调整叶片自身结构、增加热耗散和提高水分利用效率等多种途径适应SO2胁迫，且对低浓度SO2胁迫表现出抗性。

SO2污染；桑树；扫描电镜；响应曲线；光饱和点；CO2补偿点；光呼吸

SO2是主要的大气污染气体之一，在一定条件下，SO2会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。SO2主要来源于煤、石油富硫化石燃料的燃烧、工业气体的排放和火山喷发等[1]。高浓度的SO2在大气中结合水形成酸雨沉降，使土壤酸化从而间接影响植物生长[2]，亦或通过气孔进入植物细胞后在质外体中溶解形成亚硫酸根和亚硫酸氢根离子，然后进入细胞对植物产生伤害[3]。SO2影响到植物的许多关键生理过程，如，叶片细胞膜透性和膜脂过氧化产物增加，保护酶活性增强以抵御SO2胁迫等[3]。SO2湿沉降通过H2S信号转导系统，能够调节植物内储藏物质的动员和活性氧水平，促使植物种子在铝盐胁迫下萌发[4]，这可能与硫是构成细胞的大量元素有关，硫是细胞内甲硫氨酸、半胱氨酸、蛋白质的二硫键等重要成分[5]。……