第九章果园污染

1、 第一节 污染及其对果树的生态作用 第二节 污染对各种果树的影响及防治 果园污染是指由于现代工、农业生产的发 展和人类生活活动使大量的工业和生活 废弃物和农用化学物质进入园地、大气和 水体中，当其数量超过果树环境本身的自 净能力时，就将导致果树环境质量下降， 甚至破坏果园生态平衡。 结果使果、农、畜产品产量下降，质量变 差或受毒物污染，通过食物链影响人类健 康。 果园污染后，污染物对果树可以产生化学 作用和物理作用。 化学作用表现为污染物进入植株细胞中与 内含物起化学反应，发生一系列变化，或 是累积在果树体内。 物理作用指的是污染物堵塞气孔或侵入植 株体内，堵塞细胞间隙，引起机械损伤。 污染物

2、主要通过大气、灌溉水、土壤及直 接接触等多种途径来污染果园，危害果树。 大气中的有害气体与果树接触后，影响果 品质量，品质变劣；大气中的颗粒状污染 物除了沉降到土壤上之外，还可以沾附在 树体上或被果树吸收，造成植株污染受害。 灌溉水被污染后，污水流入果园可以直接 与果树接触，对果树造成各种不良影响。 污水中的有害物质沉积到土壤中、不仅污 染果园土壤，有的污水还能破坏土壤结构， 引起土壤肥力下降。 施用化学农药时，有一部分农药可以不经 其他环境途径直接沾附在树休上，除了可 能对果树植抹产生药害外，还会通过沾附 与吸收的途径进入果实中，造成残留污染。 果园生态系统是人工控制的生态系统，系统中的 生

3、物部分是人为栽培的果树、间作物和饲养的畜 禽、蜜蜂、昆虫以及土壤原生动物和微生物等， 非生物部分除了自然因素外，也加入了人为的生 态因子，如耕翻、灌溉、施肥等。 果园生态系统在能量流动和物质循环中又是一个 开放系统，人类收获了果品，从系统中将物质取 走，这就比自然生态系统变得更为复杂。 果园生态系统的结构比较简单，因为果园中所种 植物和饲养的动物种类较少，食物链短小而又单 纯。 （一）大气污染的来源及种类 （二）大气污染对果树的危害及果树抗性 （三）果树的净化作用 大气污染是指向大气中排放的各种污染物 的数量(包括浓度和持续时间)超过了环境所 能允计的极限时，即超过了大气的稀释、 扩散、净化能

4、力时，破环了大气中原来成 分的物理、化学和生态的平衡体系，使空 气质量恶化，给人和动植物的生长带来危 害。 广义的大气污染则还包括各种自然活动所 引起的污染。 对果树影响较大的大气污染物主要来自于工业和 民用的燃料燃烧、工业生产过程及交通运输工具 等所排出的废气。 如硫酸厂、有色冶炼厂及铁厂排出二氧化硫，电 解铝厂和磷肥厂排出氟化氢； 制碱厂、盐酸厂排出氯气； 炼油厂、石油化工厂排出二氧化硫、硫化氢、甲 烷、甲醛、乙烯等； 汽车、飞机和内燃机车等排出的废气有一氧化碳、 氮氧化物、碳氢化合物及含铅化合物等。 按污染物在大气中存在的物理性状来分，可分为 气体状污染物和颗粒状污染物两大类。 气体状污

5、染物是指在常温下以及进入空气后都呈 气体状态，也就是以分子状态分散在空气中，主 要有二氧化硫、氟化氢、氮氧化物、氯气、硫化 氢、臭氧、碳氢化合物等。 颗粒状污染物可分为固体粒子(如粉尘、煤尘、烟 气尘等)和液体粒子(如烟雾、雾气等)。各种颗粒 状污染物悬浮于空气中，又称为气溶胶。 大气污染对果树危害的症状和原因 二氧化硫 氟化物 氧化氮 光化学烟雾 氯气 其他污染物质 二氧化硫是危害果树的主要污染物之一。 二氧化硫通过气孔进入叶内，先危害气孔 四周的细胞，渐次扩大到海绵与栅栏组织， 破坏其中的叶绿体，使叶脉间及叶边缘变 成白色，尤其是树冠外围东南、南部和西 南方向的叶片多易受害。 受害轻时叶片

6、失绿，变成浅褐色或白色， 严重时变褐色，叶片枯焦，早期脱落。 在叶龄方面，以新稍中部刚成熟的新叶易受害， 而嫩叶及老叶即使在高浓度下也不易受害。 当幼果的果皮局部受害时，受害部位稍膨大，随 后龟裂。 受害树枝内淀粉含量极少，而且皮孔的填充细胞 变褐。 苹果、李、桃等果树受害后，不仅生长减弱，而 且结实率显著降低，果实变小，产量大幅度下降。 危害原因： 气孔的机能瘫痪 叶片组织结构被破坏 树体的正常代谢受到干扰 大气污染物中的氟化物主要是氟化氢和氟化硅， 其毒性非常强，它的危害程度相当于二氧化硫的 1001000倍。 氟化物也是通过气孔进入叶内，但先不损坏孔周 细胞，而是先进入叶肉细胞壁的水分中

7、，一部分 被叶肉细胞吸收并扩散至它处，但大部分顺着维 管束运输，在叶尖或叶缘积累。 当积累的量达到一定浓度时，即会干扰酶的活动， 阻碍代谢机能，破坏叶绿素与原生质，出现油浸 状，渐变黄白色，后变褐色烟斑，最后坏死脱落。 石榴、红桔受害后出现褐斑；桃出现棕色。 危害原因 氟化氢通过气孔进入叶片，很快溶解在叶 肉组织的溶液内，通过一系列反应转化成 有机氟化物，阻碍顺乌头酸酶合成，而这 种酶对柠檬酸循环很重要。 卤素的特异活泼性，使各种酶和叶绿素遭 到破坏。 大气中常见的一氧化氮、二氧化氮和硝酸 烟雾均是对果树造成危害的有毒气体。 果树受氧化氮污染危害的症状与二氧化硫 相似。受害的叶片，叶脉间组织皱

8、缩坏死， 最初象水渍状病斑，以后褪色或变褐，嫩 叶尖端呈淡黄色、棕色、黑色等，最后叶 片脱落。 此外，明显的症状是整个叶片呈现蜡状。 氧化氮中以二氧化氮的毒性最强，其次是 一氧化氮。 果树受二氧化氮危害显示烟斑的浓度为 1015ppm 215小时。 二氧化氮使果树受害主要是由于二氧化氮 和水发生作用形成一种亚硝酸和硝酸混合 物，由于叶肉组织酸度过高而受害。 至于氧化氮的受害浓度，各种植物差别很 大。 光化学烟雾是由各种物质构成的混合物，其主体 (90)是臭氧，此外还含有过氧化乙酰基硝酸酯 和二氧化氮，是氧化力很强的污染物。 葡萄叶受害后呈紫色、红色至黑色雀斑；柑桔、 油梨叶呈褐色小斑点；苹果叶

9、呈淡灰、乳白或黄 褐色，也有呈现褪绿色。 臭氧 臭氧进入气孔，主要破坏栅栏组织细胞壁 和表皮细胞(在严重时也扩展至海绵组织， 使下表皮细胞坏死)，典型的症状是在叶片 表面吴现出红棕色或白色的荞麦斑状小斑 点。严重时会发展成大型的坏死，导致拈 亡。成龄新叶易受臭氧危害。 臭氧能氧化许多氨基酸、蛋白、不饱和脂 肪酸和硫氢基，这些都存在质膜中，所以 臭氧可能首先破坏质膜。 臭氧可使细胞内的氮素代谢发生异常。例 如，使可溶性氨基酸增多，使蛋白质合成 受到影响，臭氧也会影响不饱和脂肪酸， 可能是先形成一种加成化合物，而后分解 为醛和酸。 臭氧也能氧化硫氢基，破坏氨基酸和蛋白 质 ； 可以破坏光化学活性的

10、能量流，使正常的 光合作用电子传递受阻。 果树对臭氧抵抗能力中等，梨较弱，柑桔 较强，它能抑制果树花粉的萌发。 过氧化酰基硝酸脂类 属于这类化合物的有过氧化乙酰基硝酸酯 （PAN）、过氧化丙酰基硝酸酯和过氧化丁酰基 梢酸酯，是主要的大气污染物。 它们是由氮的氧化物与烷类的裂解产物通过光化 学反应而形成的，所以是次生的污染物。 它能使叶片的下表皮细胞及叶肉中的海绵组织细 胞发生质壁分离，并破坏叶绿素，使叶子背面呈 现光泽或银白色、表铜色病斑，受害严重时会使 整个叶片变色。叶片正面常常会出现横贯全叶的 坏死带。 其主要毒害作用是影响纤维素的形成，氧化吲哚 乙酸，并抑制光合作用。 二氧化氮 这种气体

11、的危害方式与症状和二氧化硫相 似，一般超过0.5ppm时，就妨碍生长；在 1.0ppm时，就引起急性毒害，叶片受害时 出现棕色或褐色斑点，尤其是在叶缘上。 氯气的杀伤力比二氧化硫大，在同样浓度下，氯 气的危害程度约为二氧化硫的3倍； 氯气进入叶片后，对叶肉细胞有很强的杀伤能力； 能很快破坏叶绿素，使叶片产生褪色伤斑。在浓 度0.462.95ppm时，较老叶片先出现受害症状， 典型的是在叶脉间或边缘产生白或浅褐色坏死斑 点。 叶柄产生离层，两天后开始落叶，芽与嫩叶一般 不受害。 氯气引起伤斑的特点是受伤组织与健康组织之间 常常没有明显的界限，这是与二氧化硫所产生的 伤斑不同之点。 （1）煤尘 其

12、危害主要是附着在果树叶片或果实表面， 使基受害。以幼嫩组织和幼果受害显著。 （2）飘尘 积累在叶面上使光合作用下降，称为机械危 害作用。 此时，还有其他各种污染物、如氨、乙烯、 硫酸等，与前述各种污染物相比，危害均 较小。 大气污染物对果树伤害的程度，还决定于 环境中风、温、湿度、光和地形等因子。 风 风的大小、持续的时间长短，直接影响大 气中污染物的浓度。 风向是指风流动的方向，污染源下风向的 有毒物质浓度，要比上风向高得多 ； 大气稳定度也影响大气的稀释扩散。 通常，果树对大气污染物的抗性随温度的 升高而减弱。 大气中相对湿度与果树受害成正比，与果 树抗(毒)性成反比 。 降雨能减少大气污

13、染，但在大气稳定的阴 雨条件下，则对果树很不利。 光照在决定果树气孔的开关和其他生理活 动方面起关键作用 。 当光照量降至最大光照量的35时，果树 对二氧化硫的抗性即增强，在黑暗中比在 光照下抗性能增强56倍。 在弱光或黑暗条件下，叶片对NO2的敏感 性增加，浓度相同的二氧化氮，光强比光 弱的危害程度减少一半。 特殊的地形条件能使污染源扩大影响，或 使局部地区大气污染加重。 如山谷和盆地地区，常出现逆温层，而有 毒气体的比重一般都大于空气，因此，有 毒气体常大量集结在谷底，发生严重污染。 叶片结构与生理特点 树种与品种 物候期 果树抗性调查方法 果树对大气污染物的抗性与叶片结构有关。 抗性强的

14、树种一般叶厚、革质、外表皮 角质化或表面有蜡质，气孔面积小，叶背 茸毛多。 果树抗性还和生理特点有关，抗性强的树 种气体代谢能力弱 ； 不同树种对各种有毒气体的抗性是不同的 ； 果树因品种不同，对各种有毒气体的抗性 也有差异。 果树在不同物候期对各种有毒气体的反应 差异很大。 温州蜜柑在开花期用3ppm的二氧化硫经6 小时便产生伤害症状，在成熟期用5ppm经 24小时才产生症状，而在发芽前即使用 6080ppm高浓度处理6小时亦尚未受害。 确定果树抗性强弱，主要有野外调查、定点对比栽培和人 工熏气二种方法。 野外调查是确定果树抗性的基本方法，即在相似污染的条 件下，调查不同果树受害程度的差异，

15、依次划分出不同的 抗性等级； 定点对比栽培是在工厂及附近污染地区栽植各种果树，经 过一定时间后，根据其受害差别，确定抗性强弱； 人工熏气是将试验树种放入熏气设备中，用人工制造有毒 气体、使室内达到所要求的浓度，经过一定时间后，再观 察比较果树受伤害的变化过程，找出各种受害的临界浓度 和临界时间，以确定各树种的抗性强弱。 利用某些对污染物特别敏感的果树来监测 大气污染物的种类、程度和浓度等是一种 既经济简便又有效的方法。 可作监测树种的果树有：二氧化硫苹 果、杏；氟化物杏、樱桃、葡萄、李； 氯气桃、樱桃；臭氧葡萄、梨； 氯化氢李。 大气污染的根治要采用工程技术措施消除污染源， 杜绝污染物的排放，

16、但植树造林、利用林木和果 树的净化效应也是必不可少的。 果树主要通过两条途径来净化大气：首先是通过 叶片吸收大气中的毒物，减少大气中的毒物含量； 同时，果树还能使某些毒物在体内分解，转化为 无毒物质，自行解毒。 净化空气效果较好的果树有：银杏、栗、桑、山 楂、沙枣、核桃、黑胡桃、稠李、柑桔、木菠萝、 蒲桃、人心果等。 吸收二氧化碳与放出氧 吸收有毒气体 防尘和杀菌 减少噪音 吸收放射性物质 （一）水污染及其对果树的毒害作用 （二）果树对水体的净化 （三）利用污水灌溉果树 污染物的来源 水体污染是指由于人类生产、生活活动或 自然因素向水体排入的污染物的数量，超 过了水体的自净能力，从而改变了水体

17、的 物理、化学或生物学的性质和组成，使水 质发生了恶化。 在人为污染中，主要污染源是工矿废水、 农药和生活污水。 1）工矿废水 造纸、纤维、皮革、发酵、印 染等工业废水中，含有大量的木质素、单 宁、界面活性剂等，它们分解时，消耗掉 大量水中溶解氧，致使生物缺氧死亡。 2）农药 果树上大量施用农药和化肥(主要是 氮肥)，通过下渗和地表径流，也可以污染 地下或地面水源。 3）生活污水 如机关、学校、医院、家庭等 排出的污水中 . 水中污染物从根毛吸入树体内，大部分与根的蛋 白质、多糖类、核酸等形成络合物，沉积在根部， 其他部分沿导管向上部移动，随运也随时能沉积 在植株的各个部位。 在生理上，它们可

18、扰乱植株的新陈代谢。 很多重金属污染物都能破坏酶的活性，因为酶活 性中心的一SH基和重金属元素具有很强的结合能 力 . 由于树体内有毒物质的积累，使果品质量降低， 甚至不符合食用标准。 富集作用 果树能够吸收环境中的有毒物质并在体内 贮存，这种贮存毒物量随时间的推移而不 断增加就是富集作用。 分解与转化有毒物质 果树吸入毒物后，可结合并贮存在木质部、 细胞壁、液泡以及乳状胶汁里，不参与代 谢，就不会对植株产生毒害。 污水灌溉一般指经过一定处理的工矿废水 和城市污水灌溉果园。 合理灌溉污水可以保护环境，促进生产。 污水灌溉必须掌握一个原则，即污水灌溉 果树时要保证果树的生物学质量和果实部 分的污

19、染物含量不能超标。 据此来确定污水的灌溉量和灌溉时间，以 避免污水造成危害。 （一）土壤污染源及土壤净化 （二）主要土壤污染物对果树的危害 土壤污染物的来源 土壤污染是指土壤中积累的某种或某些有毒、有 害物质超出了土壤的自净能力并导致土壤自然功 能失调，使土质下降，影响果树的生长发育和产 量、品质。 土壤污染主要是由大气污染和水污染造成。 土壤中的污染物质属无机物的有重金属、放射性 元素（铯、锶)及其他(氟、盐、碱、酸)；届有机 物的有石油、有机农药、酚、氰化物、有机洗涤 剂及有害微生物等。 指污染物质进入土壤后，经生物和化学降解变为 无毒害物质，以及通过化学沉淀、络合和螯合作 用、氧化还原作

20、用变为不溶性化合物，或是为土 壤胶体较牢固地吸收，果树难以利用而暂时退出 生物小循环，脱离食物链或排至土壤之外。 狭义的土壤自净能力，则主要是指微生物对有机 污染物质的降解作用，以及使污染化合物转变为 难溶性化合物的作用。 重金属污染物对果树的危害 重金属污染的一个显著特点是能够在土壤 中积累和植株体内残留。 在自然状态下，土壤中和树体内部含有少 量的重金属。 一般重金属产生毒性的浓度范围大致在 110mgL-1之间。毒性较大的汞、镉等在 0.010.001mgL-1以下。 施用农药可直接、间接落到地面而进入土壤，并 在土壤中蓄职，对果树产生不良影响，特别是砷、 铅等重金属有害作用更明显。 一

21、般空气中农药污染物的浓度很低，其含量均在 ppt级(万亿分之一)，但对水质污染却很严重又普 遍。 土壤中残留的农药可以通过渗透或根吸收进入树 体内，并输导运至地上部，最后在叶、茎、果实 内造成残留。 一、污染对各种果树的影响及防治方法一、污染对各种果树的影响及防治方法 二、果树污染防治途径二、果树污染防治途径 （一）苹果 苹果对二氧化硫敏感，大气中的二氧化硫 浓度较低时，在苹果叶脉间出现坏死斑点， 但不落叶。高浓度的二氧化硫可使苹果在7 月即落叶。 高浓度臭氧使部分苹果品种果实皮孔四周 会出现灰色至褐色斑，臭氧也使叶片出现 褐色条纹及淡黄色花斑圈。 氮化物能使苹果果实萼部周围变红并抑制 这部分

22、生长，果实变成畸形； 酸雨能使苹果叶片与花朵产生坏死斑。用 pH3.0或更低(模拟)的酸雨喷施叶片，造成 伤害，但不影响产量。 喷洒盐水会阻碍开花和顶梢枯死，其组织 的临界浓度为干重的0.2钠和0.5氯。 西洋梨受5ppm的氟毒害后，花粉的萌发和 花粉管的伸长都明显地受到影响，因而阻 碍了授粉和受精。 受氟化物的影响，梨果实变形并使萼部周 围组织败解。受污染的的畸形果中，未发 育的种子占多数。 随着氟量增加，葡萄叶缘坏死数增加。其 损害程度明显受温度、湿度和土壤水分的 影响，叶中的含氟量显著高于果实。 葡萄对臭氧敏感。欧洲种葡萄在臭氧 25ppm以下时叶片出现失绿条斑，叶上表 面出现暗褐色到黑

23、色小斑 。 葡萄对二氧化硫中等敏感。 对氟和乙烯敏感，对氯气和汞蒸气中等敏 感；对硫化氢不敏感。 用50100ppb浓度的氟接触23小时即出现 轻微的受害症状。 桃果实在收获前24周期间，受氟污染后， 会沿果实缝合线一或两边的果皮和皮下果 肉变红，被害部分特惚早熟或过度软化 （此现象称为缝合线红斑，或缝合线软 化），常萎缩或使果肉从缝合线处分离且 易腐烂。 暴露在70ppb氟中的李4个时后即出现轻伤， 如以5ppb的氟处理79天，则李、杏和樱桃 均能受害。 李和樱桃果实顶部受氟化物的影响，被伤 害后使核四周的细胞解体。 杏成熟时由于受氯化物的伤害使果实项部 表现出黑褐色。 用0.24mgm-3的二氧化硫+0.19mgm-3的 氟化氢混合熏气16小时，其叶尖、叶缘与 支脉间均表现谈咖啡色，全株叶片受害达 80。 用0.36ppm的二氧化氮熏气16小时，整株 叶片受害率达50。 用26ppm的氮气熏2个半小时，仅在叶脉间 虽片状病斑，嫩叶不受害。 柑桔对二氧化硫不敏感。如用25ppm的氧化氮熏 气8小时