育种研究室种质资源岗位
刘崇怀
臭氧是一种强氧化剂,即使在很稀浓度下,对植物也都有毒害作用。五十年代,北美农林业中出现一些莫明其妙的病害。例如烟草的“气候斑病”、葡萄叶的“点彩窟、洋葱的“枯顶病”、松叶的烧尖等。追查其原因,是由光化学烟雾特别是臭氧引起的。这就引起了人们研究臭氧对植物影响的兴趣,研究的范围几乎涉及到植物学科的各个领域。
1 臭氧对葡萄叶片的危害
臭氧损伤葡萄叶片的症状主要表现是,在老叶叶脉间出现小斑点(直径0.1-0.5mm),距离叶柄越近,症状越明显。症状严重,可能会出现坏死斑点。开始可能是一个黄色的斑点,然后从棕色变成暗褐色。严重坏死的斑点为均匀的青铜色,且坏死斑点直径2mm。叶脉周围病变组织仍保持绿色。发病严重时,叶子过早脱落,会使果实暴露在强光下产生晒斑。
早在1954年,美国加利福尼亚圣贝纳迪诺谷就有人提出,臭氧会导致葡萄叶形成氧化斑。此后,在美国纽约、北卡罗来纳州、俄亥俄州、宾夕法尼亚、德克萨斯、弗吉尼亚州等地葡萄产区均出现了臭氧对葡萄的危害。
2 臭氧对葡萄的伤害机理
臭氧垂直运动从平流层引入电风暴或当阳光与氮氧化物和碳氢化合物混合在一起时,空气中的臭氧含量会增加。在每天下午,尤其是阳光明媚的天气和有大气污染严重的情况下,空气中的臭氧含量一般较高。持续高温和潮湿环境条件下叶片的气孔气体交换量大,使叶片更多接触更多的臭氧。臭氧是通过气孔进入葡萄叶片,与叶片细胞膜的成分反应,破坏细胞结构,出现坏死,典型的症状是叶脉间出现褐色病斑。
3 空气中臭氧的来源
臭氧是地球大气中一种微量气体,它是由于大气中氧分子受太阳辐射分解成氧原子后,氧原子又与周围的氧分子结合而形成的,含有3个氧原子。大气中90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层,离地面有10~50千米,是对人类进行保护的大气臭氧层。还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能对阻挡紫外线有一定作用。但是,专家发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,就令人感到不妙了。虽然臭氧在平流层起到了保护人类与环境的重要作用,但若其在对流层浓度增加,则会对人体健康产生有害影响。臭氧对眼睛和呼吸道有刺激作用,对肺功能也有影响,较高浓度的臭氧对植物也是有害的。
这些臭氧从哪里来?同铅污染、硫化物等一样,它也是源于人类活动,汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在车水马龙的街上行走,常常看到空气略带浅棕色,又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾。臭氧就是光化学烟雾的主要成分,它不是直接被排放的,而是转化而成的。汽车排放的氮氧化物,只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加,地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象。根据专家至今所掌握的资料估计,近地面大气臭氧层将成为影响我国华北地区空气质量的主要污染物。
4 不同品种对臭氧的抗性
葡萄受臭氧危害,不同品种的敏感度不同。欧美杂种品种的抗性低,比较敏感,容易发病,而欧亚种的抗性较强,发病程度较轻。对同一品种,其抗性以夏季最强,春季次之,秋季最敏感。同一植株上,老叶片的发病程度重,幼嫩叶片的发病程度轻微。
5 防治方法
防止臭氧损害葡萄园最常见的方法是叶面喷施氮肥,增加叶片N含量。也可以在叶片上应用抗氧化剂,如乙烯脲(EDU),也可以减少臭氧对葡萄的伤害。