CN111418417A - 酸碱缓冲体系在提高植物叶片抗酸雨能力的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了酸碱缓冲体系在提高植物叶片抗酸雨能力的应用。本发明通过采用直接让植物提前暴露于小剂量、低强度的酸性环境(缓冲体系)下，让植物对酸性环境产生适应，提高相应抗氧化酶的活性；叶片暴露在酸雨时及之后，缓冲体系对酸雨的酸性也有减弱作用；实现植物遇到酸雨胁迫时第一时间作出响应的效果。因此，酸碱缓冲体系适用于提高植物叶片抗酸雨能力以及制备提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂。
Description
技术领域
本发明属于植物生理学、生态学和植物保护技术领域，尤其涉及酸碱缓冲体系在提高植物叶片抗酸雨能力的应用。
背景技术
工业化的发展伴随着向大气排放氮、硫氧化物的增加，因此酸性降水发生的几率逐年增加。酸雨能激发细胞产生活性氧，对植物细胞造成广泛的损伤作用，包括增加细胞质膜透性，破坏叶绿体、线粒体等细胞器结构，导致细胞电解质外泄，线粒体内含物、叶绿素含量减少，多种与养分吸收、转运、代谢有关的酶活性受抑制。受到酸雨伤害的植株叶片呼吸作用和光合作用减弱，养分和同化产物分配紊乱，叶片因保卫细胞受损导致气孔开闭失控，从而使其易于感病；最终导致收获物产量和品质下降。另外酸雨还会导致土壤养分被过度淋湿，降低土壤肥力。因此，缓解酸雨对包括水稻在内的植物的伤害对农产品保产保质具有重要意义。
目前适用于植物的应对酸性酸雨胁迫的解决方案有：给植物提供营养成分及生长调节剂以提高植物的抗性或者改善受酸雨影响的不利环境。如ZL201210129300.0公开了一种通过给植物提供营养成分和生长调节剂，以改善酸雨区根际土壤环境为技术特点的土壤营养保护剂。CN107439550A公开了一种利用海藻糖提高酸雨胁迫下大麦种子萌发及幼苗抗酸能力的保护剂。ZL201610009410.1则公开了一种施用抗坏血酸和聚天门冬氨酸缓解酸雨对大豆植株损伤并且维持产量的制剂及其使用方法。ZL201210081155.3和ZL201210081133.7提供了一种利用稀土镧抑制酸雨引起的植物过氧化胁迫，促进光合产物累积的方案。除了提高植物的抗性外，也有基于酸碱中和的应对方案报道，ZL201210129689.9公开了一种以碱性溶液缓解苗木遭受酸雨胁迫的药剂及相应的处理方法。ZL201310004288.5提示了一种利用大青叶煎煮叶中和酸雨的可能方案。JPH1161118A则提供了一套整合中和根际酸性环境和提供矿质养分的解决方案。
提供养分和生长调节剂以提高抗性以及促进修复损伤的技术方案固然可取，但其作用缺乏特异性和针对性。酸碱中和方案虽然直接，但事先在叶面喷施碱性物质容易造成盐害；植株经历酸雨后再喷施则需要尽快施用方能减少对植物的损害，因此容易受时间限制，不适合应对多日连续下雨的情况。因此目前已公开的缓解酸雨对植物损害的技术方案都具有一定的局限性。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供酸碱缓冲体系在提高植物叶片抗酸雨能力的应用。其原理是使植物叶片暴露于弱酸性缓冲体系，从而使叶片逐渐适应酸性降水；同时通过缓冲体系的缓冲作用降低叶片接触到的酸雨的酸性，达到提高叶片对实际酸性降水的耐受性的目的。该技术方案有别于目前已有的技术方案---通过酸碱中和、提供营养支持及进行生长调节等缓解植物遭受酸雨造成的伤害。
本发明的另一目的在于提供酸碱缓冲体系在制备提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂。
本发明的另一目的在于提供上述提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂在植物抗酸雨中的应用。
为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现：
酸碱缓冲体系在提高植物叶片抗酸雨能力的应用。
所述的酸碱缓冲体系的pH值优选为4.5～6.5；更优选为5.0～5.5；最优选为5.5。
所述的酸碱缓冲体系优选为缓冲容量大于或等于0.05mol H+/(L·pH)的酸碱缓冲体系；更优选为缓冲容量为0.05～0.10mol H+/(L·pH)的酸碱缓冲体系。
所述的酸碱缓冲体系包括但不限于磷酸盐体系、柠檬酸盐体系；优选为柠檬酸-磷酸氢二钠体系。
所述的植物优选为水稻。
酸碱缓冲体系在制备提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂中的应用。
所述的酸碱缓冲体系的pH值优选为4.5～6.5；更优选为5.0～5.5；最优选为5.5。
所述的酸碱缓冲体系优选为缓冲容量大于或等于0.05mol H+/(L·pH)的酸碱缓冲体系；更优选为缓冲容量为0.05～0.10mol H+/(L·pH)的酸碱缓冲体系。
所述的酸碱缓冲体系包括但不限于磷酸盐体系、柠檬酸盐体系；优选为柠檬酸-磷酸氢二钠体系。
所述的植物优选为水稻。
一种提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，包含酸碱缓冲体系、渗透促进剂。
所述的酸碱缓冲体系的pH值优选为4.5～6.5；更优选为5.0～5.5；最优选为5.5。
所述的酸碱缓冲体系优选为缓冲容量大于或等于0.05mol H+/(L·pH)的酸碱缓冲体系；更优选为缓冲容量为0.05～0.10mol H+/(L·pH)的酸碱缓冲体系。
所述的酸碱缓冲体系包括但不限于磷酸盐体系、柠檬酸盐体系；优选为柠檬酸-磷酸氢二钠体系。
所述的植物优选为水稻。
所述的渗透促进剂优选为表面活性剂和气孔开放促进剂中的至少一种。
所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂的pH优选为5.0～6.0。
所述的表面活性剂优选为非极性表面活性剂，包括但不限于：吐温系列、烷基聚氧乙烯醇；更优选为吐温-80。
所述的表面活性剂在所述的保护剂中的浓度优选为0.01～2.00g/L；更优选为0.50g/L。
所述的气孔开放促进剂优选为茉莉酸甲酯和水杨酸中的至少一种。
所述的气孔开放促进剂在所述的保护剂中的浓度优选为90～280μmol/L。
所述的茉莉酸甲酯在所述的保护剂中的浓度优选为90～210μmol/L；更优选为90～150μmol/L；最优选为90μmol/L。
所述的水杨酸在所述的保护剂中的浓度优选为90～210μmol/L；更优选为150～210μmol/L；最优选为190μmol/L。
所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，还包含维生素和氨基酸中的至少一种。
所述的维生素在所述的保护剂中的浓度优选为0.1～10.0mmol/L。
所述的维生素优选为抗坏血酸和维生素B6中的至少一种。
所述的抗坏血酸在所述的保护剂中的浓度优选为1～8mmmol/L；更优选为5mmmol/L。
所述的维生素B6在所述的保护剂中的浓度优选为0.1～2.0mmmol/L；更优选为0.1mmmol/L。
所述的氨基酸包括但不限于天冬氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸及聚合度低于10的氨基酸聚合物。
所述的氨基酸聚合物优选由天冬氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸中的至少一种构成；更优选为由甘氨酸聚合得到的聚甘氨酸。
所述的氨基酸聚合物的聚合度优选为2～8；更优选为4。
所述的氨基酸在所述的保护剂中的浓度优选为1～100μmol/L；更优选为30μmol/L。
所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)取维生素加入酸碱缓冲体系，搅拌至其充分溶解，得到含维生素的酸碱缓冲体系；
(2)在含维生素的酸碱缓冲体系中加入氨基酸，混合均匀，得到混悬液；
(3)在混悬液中加入渗透促进剂，搅拌至不溶物悬浮于溶液中，微调保护剂pH至目标值，定容，得到保护剂。
步骤(1)中所述的搅拌的速度优选为200r/min。
步骤(2)中所述的混合的方式优选为先加热含维生素的酸碱缓冲体系，在搅拌状态下加入氨基酸；所述的搅拌的速度优选为300r/min。
所述的加热的程度优选为升温至60℃。
步骤(3)中所述的渗透促进剂在加入所述的混悬液时，所述的混悬液的温度不超过40℃。
步骤(3)中所述的保护剂pH优选通过酸溶液或碱溶液微调；更优选通过盐酸溶液或氢氧化钠溶液微调。
步骤(3)中所述的定容所用到的物质优选为水或步骤(1)中所述的缓冲体系。
步骤(3)中所述的目标值是依据所述的保护剂应用时所需的pH值，如第一次进行叶面喷施时所述的保护剂的pH值不能低于5.3，最后一次进行叶面喷施时所述的保护剂的pH值不能低于5.0。
所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂在植物抗酸雨中的应用。
一种植物抗酸雨的方法，优选为方案(A)和方案(B)中的至少一种：
(A)、在酸雨来临前用所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂进行叶面喷施，以提高植物叶片对酸性环境的适应性；
(B)、在酸雨暴露后用所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂进行叶面喷施，以缓冲酸雨对植物的伤害。
方案(A)中所述的喷施的时间优选为：在酸雨来临前1～7天进行喷施。
方案(A)中所述的喷施的条件优选如下：喷施次数为1～3次；第一次喷施的保护剂的pH值不低于5.3；喷施次数超过1次时，每次至少间隔1天，最后一次喷施的保护剂的pH不低于5.0，每次喷施的保护剂的pH比上一次降低0.2～0.5。
所述的喷施次数优选为2～3次。
方案(B)中所述的喷施的条件优选如下：喷施次数为1～3次；喷施次数为1次时，在酸雨暴露当天喷施；喷施次数超过1次时，每次间隔1天，第一次在酸雨暴露当天。
所述的喷施次数优选为2次。
方案(B)中所述的保护剂的pH优选为5.5。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明的技术方案与现有旨在通过提供植物养分和生长调节剂实现间接提高植物耐受酸雨能力的技术方案不同；通过采用直接让植物提前暴露于小剂量、低强度的酸性环境(缓冲体系)下，让植物对酸性环境产生适应，提高相应抗氧化酶的活性；叶片暴露在酸雨时及之后，缓冲体系对酸雨的酸性也有减弱作用；实现植物遇到酸雨胁迫时，第一时间作出响应的效果。与基于营养物质和植物生长调节剂的技术方案相比，本技术方案具有专一提高植物耐受酸雨能力且效果明显的优点。
附图说明
图1为柠檬酸-磷酸氢二钠体系中离子浓度对体系缓冲容量的影响图。
图2为不同pH缓冲体系对水稻叶片抗氧化酶活性及叶绿素的影响图：其中，a为不同pH缓冲体系对水稻叶片过氧化物酶活性的影响图；b为不同pH缓冲体系对水稻叶片过氧化氢酶活性的影响图；c为不同pH缓冲体系对水稻叶片超氧化物酶活性的影响图；d为不同pH缓冲体系对水稻叶片SPAD的影响图；相同字母表示两种处理之间差异不显著(p<0.05)。
图3为不同pH的保护剂对水稻叶片抗氧化酶活性及叶绿素的影响图：其中，a为不同pH的保护剂对水稻叶片过氧化物酶活性的影响图；b为不同pH的保护剂对水稻叶片过氧化氢酶活性的影响图；c为不同pH的保护剂对水稻叶片超氧化物酶活性的影响图；d为不同pH的保护剂对水稻叶片SPAD的影响图；相同字母表示两种处理之间差异不显著(p<0.05)。
图4为不同pH酸雨处理下对经保护剂处理的水稻叶片抗氧化酶活性及叶绿素的影响图：其中，a为不同pH酸雨处理下对经保护剂处理的水稻叶片过氧化物酶活性的影响图；b为不同pH酸雨处理下对经保护剂处理的水稻叶片过氧化氢酶活性的影响图；c为不同pH酸雨处理下对经保护剂处理的水稻叶片超氧化物酶活性的影响图；d为不同pH酸雨处理下对经保护剂处理的水稻叶片SPAD的影响图；相同字母表示两种处理之间差异不显著(p<0.05)。
图5为喷施保护剂次数对进行酸雨处理后水稻叶片抗氧化酶活性及叶绿素的影响图：其中，a为不同喷施保护剂次数对进行酸雨处理后水稻叶片过氧化物酶活性的影响图；b为不同喷施保护剂次数对进行酸雨处理后水稻叶片过氧化氢酶活性的影响图；c为不同喷施保护剂次数对进行酸雨处理后水稻叶片超氧化物酶活性的影响图；d为不同喷施保护剂次数对进行酸雨处理后水稻叶片SPAD的影响图；相同字母表示两种处理之间差异不显著(p<0.05)。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本实施例中采用的水稻为市售品种-----天优998。
本实施例中过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定方法参照《植物生理学实验指导》(陈建勋，2006，华南理工大学出版社)。
本实施例中叶绿素(SPAD)含量的测定方法参照Konica Minlota SPAD502-Plus叶绿素仪说明书。
实施例1缓冲体系的离子浓度与体系缓冲容量的关系
分别取50mL浓度为0.025mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系(pH 5.5)，测定其pH降至4.5所需氢离子的量，具体如下：取50mL待测缓冲体系溶液加入150mL锥形瓶中，以0.10mol/L的盐酸为滴定液进行滴定，以pH计示数指示滴定终点，将所用酸的体积折算为1L缓冲体系变化1个pH单位所需氢离子物质的量，结果如图1所示，表明使用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系的情况下，缓冲体系离子浓度达到0.25mol/L才能满足缓冲容量大于等于0.05mo/L的要求。
实施例2不同pH缓冲体系的配制
(1)缓冲体系1(pH 5.5柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系):取216mL0.17 mol/L的柠檬酸和284mL0.08 mo/L的磷酸氢二钠混合，得到浓度为0.25mol/L的pH为5.5的缓冲体系。
(2)缓冲体系2(pH4.0柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系):取307mL0.17 mol/L的柠檬酸和193mL 0.08mo/L的磷酸氢二钠混合，得到浓度为0.25mol/L的pH为4.0的缓冲体系。
(3)缓冲体系3(pH5.0柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系):取243mL0.17 mol/L的柠檬酸和257mL0.08 mo/L的磷酸氢二钠混合，得到浓度为0.25mol/L的pH为5.0的缓冲体系。
(4)缓冲体系4(pH6.0柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系):取179mL 0.17mol/L的柠檬酸和321mL0.08 mo/L的磷酸氢二钠混合，得到浓度为0.25mol/L的pH为6.0的缓冲体系。
(5)缓冲体系5(pH7.0柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系):取65mL0.17 mol/L的柠檬酸和435mL0.08 mo/L的磷酸氢二钠混合，得到浓度为0.25mol/L的pH为7.0的缓冲体系。
(6)缓冲体系6(pH5.3柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲体系):取228mL 0.17mol/L的柠檬酸和272mL0.08 mo/L的磷酸氢二钠混合，得到浓度为0.25mol/L的pH为5.3的缓冲体系。
实施例3不同保护剂的配制
(1)保护剂1的成份及浓度如下：抗坏血酸5mmmol/L；维生素B6 0.1mmol/L；甘氨酸30μmol/L；吐温-80 0.5g/L；茉莉酸甲酯90μmol/L；水杨酸190μmol/L；缓冲体系pH 5.50.25mol/L柠檬酸-磷酸氢二钠体系(即缓冲体系1)。
保护剂1的制备方法如下：
1)取5mmmol抗坏血酸加入800mL柠檬酸-磷酸氢二钠体系(pH 5.5 0.25mol/L)，以200r/min的速度搅拌至其充分溶解；继续加入0.1mmol维生素B6，以200r/min的速度搅拌至其充分溶解，得到含维生素的缓冲体系溶液；
2)将搅拌速度提升至300r/min，加热含维生素的缓冲体系溶液至60℃，缓慢加入30μmol甘氨酸，以300r/min的速度搅拌至溶液冷却为室温(24～30℃)，得到混悬液；
3)取0.5g吐温-80、90μmol茉莉酸甲酯、190μmol水杨酸加入混悬液中，充分搅拌使不溶物悬浮在溶液中，用0.1mol/L氢氧化钠微调保护剂pH至5.5，加柠檬酸-磷酸氢二钠体系定容至1L，得到pH5.5的保护剂。
(2)保护剂2：与保护剂1的区别仅在于：选用pH 4.0的缓冲体系(即实施例2的缓冲体系2)，按保护剂1的方法进行配制后，用0.1mol/L氢氧化钠微调保护剂pH至4.0，得到pH4.0的保护剂。
(3)保护剂3：与保护剂1的区别仅在于：选用pH 5.0的缓冲体系(即实施例2的缓冲体系3)，按保护剂1的方法进行配制后，用0.1mol/L氢氧化钠微调保护剂pH至5，得到pH5.0的保护剂。
(4)保护剂4：与保护剂1的区别仅在于：选用pH 6.0的缓冲体系(即实施例2的缓冲体系4)，按保护剂1的方法进行配制后，用0.1mol/L氢氧化钠微调保护剂pH至6.0，得到pH6的保护剂。
(5)保护剂5：与保护剂1的区别仅在于：选用pH 7.0的缓冲体系(即实施例2的缓冲体系5)，按保护剂1的方法进行配制后，用0.1mol/L氢氧化钠微调保护剂pH至7.0，得到pH7.0的保护剂。
(6)保护剂6：与保护剂1的区别仅在于氨基酸选用25μmol/L的甲硫氨酸。
(7)保护剂7：与保护剂1的区别仅在于氨基酸选用12μmol/L聚合度为4的聚甘氨酸。
(8)保护剂8：与保护剂1的区别仅在于：选用pH 5.3的缓冲体系(即实施例2的缓冲体系6)，按保护剂1的方法进行配制后，用0.1mol/L氢氧化钠微调保护剂pH至5.3，得到pH5.3的保护剂。
(9)保护剂9：与保护剂1的区别仅在于：保护剂9不包含抗坏血酸、维生素B6、甘氨酸。
(10)保护剂10：与保护剂1的区别仅在于：保护剂10不包含甘氨酸。
(11)保护剂11：与保护剂1的区别仅在于：保护剂11不包含抗坏血酸、维生素B6。
对比例
(1)对照(清水)：pH5.5的盐酸-水溶液，即用盐酸调节水的pH为5.5。
(2)混合液1(清水+渗透剂)的成分及浓度如下：吐温-80 0.5g/L；茉莉酸甲酯90μmol/L；水杨酸190μmol/L；调节pH至5.5。
(3)混合液2(维生素+氨基酸+渗透剂)的成分及浓度如下：吐温-80 0.5g/L；茉莉酸甲酯90μmol/L；水杨酸190μmol/L；抗坏血酸5mmmol/L；维生素B6 0.1mmol/L；甘氨酸30μmol/L；调节pH至5.5。
(4)混合液3(甲硫氨酸+渗透剂)：吐温-80 0.5g/L；茉莉酸甲酯90μmol/L；水杨酸190μmol/L；25μmol/L甲硫氨酸；调节pH至5.5。
(5)混合液4(聚甘氨酸+渗透剂)：吐温-80 0.5g/L；茉莉酸甲酯90μmol/L；水杨酸190μmol/L；12μmol/L聚合度为4的聚甘氨酸；调节pH至5.5。
(6)混合液5(甘氨酸+渗透剂)：吐温-80 0.5g/L；茉莉酸甲酯90μmol/L；水杨酸190μmol/L；30μmol/L甘氨酸；调节pH至5.5。
效果实施例
1、不同pH的缓冲体系对水稻叶片抗氧化酶系统及叶绿素的影响
将实施例2制备得到的缓冲体系1～5用于喷施水稻，实验如下：本实验在在广东省广州市五山华南农业大学资源环境学院网室进行；待水稻长成四叶一心时期进行移栽，移栽7天后喷施缓冲体系；实验设置5个处理：1)缓冲体系1；2)缓冲体系2；3)缓冲体系3；4)缓冲体系4；5)缓冲体系5；每种处理喷施两次，每株每次喷施100mL(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)，两次相隔1天；每盆种植3株，每种处理2次重复，第二次喷施后两天取样测定过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(SPAD)含量，结果如图2所示，表明：5.5为有利于提高水稻叶片酸雨抗性的最佳pH值，故后续的实施方案以pH 5.5的缓冲体系为基础。
2、各保护剂组分对水稻叶片抗氧化酶系统及叶绿素的影响
分别用清水(对照)、缓冲体系1、混合液1、保护剂9、混合液2、保护剂10、保护剂11、保护剂1喷施水稻，实验如下：本实验在在广东省广州市五山华南农业大学资源环境学院网室进行；待水稻长成四叶一心时期进行移栽，移栽7天后喷施各处理溶液；实验设置8个处理：1)清水(对照)；2)缓冲体系1；3)混合液1；4)保护剂9；5)混合液2；6)保护剂10；7)保护剂11；8)保护剂1，每种处理喷施两次，每株每次喷施100mL(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)，两次相隔1天；每盆种植3株，每种处理2次重复，第二次喷施后两天取样测定过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(SPAD)含量，结果如表1所示，表明添加缓冲体系可以显著提高植物叶片的抗氧化酶活力，并且不会损伤植物叶片；其中，具有完整组分的保护剂1的提升抗氧化酶活力的效果显著优于只具有个别组分的其他保护剂。
表1不同保护剂配方对水稻叶片抗氧化酶系统的影响
注：同列数据上标有相同字母表示差异不显著(p<0.05)。
3、不同pH的保护剂对水稻叶片抗氧化酶系统及叶绿素的影响
将实施例3制备得到的保护剂1～5用于喷施水稻，实验如下：本实验在在广东省广州市五山华南农业大学资源环境学院网室进行；待水稻长成四叶一心时期进行移栽，移栽7天后喷施保护剂；实验设置5个处理：1)保护剂1；2)保护剂2；3)保护剂3；4)保护剂4；5)保护剂5，每种处理喷施两次，每株每次喷施100mL(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)，两次相隔1天；每盆种植3株，每种处理2次重复，第二次喷施后两天取样测定过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(SPAD)含量，结果如图3所示，表明弱酸性(pH5.0～6.0)的保护剂能显著提高水稻叶片的抗氧化酶活性，而过强的酸性的保护剂则降低叶片的抗氧化酶活性。
4、不同保护剂组分对水稻叶片抗氧化酶系统及叶绿素的影响
分别取混合液3、混合液4、混合液5、保护剂1、保护剂6、保护剂7喷施水稻，实验如下：本实验在在广东省广州市五山华南农业大学资源环境学院网室进行；待水稻长成四叶一心时期进行移栽，移栽7天后喷施各处理溶液；实验设置6个处理：1)混合液3；2)混合液4；3)混合液5；4)保护剂1；5)保护剂6；6)保护剂7，每种处理喷施两次，每株每次喷施100mL(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)，两次相隔1天；每盆种植3株，每种处理2次重复，第二次喷施后两天取样测定过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(SPAD)含量，结果如表2所示，表明保护剂1提高水稻抗氧化性的效果显著高于其他组分或保护剂。
表2不同保护剂组分对水稻叶片抗氧化系统的影响
注：同列数据上标有相同字母表示差异不显著(p<0.05)。
5、不同pH酸雨处理下对经保护剂处理的水稻叶片抗氧化酶系统及叶绿素的影响
对经保护剂处理的水稻进行不同pH的酸雨暴露，实验如下：本实验在在广东省广州市五山华南农业大学资源环境学院网室进行；实验所用的模拟酸雨用分析纯的硝酸和硫酸按物质的量比为3：1的比例混合后配制成1molH+/L的母液；然后加去离子水分别稀释10、100、1000、10000倍，并加氢氧化钠溶液和母液微调，得到pH2、3、4、5的酸雨；pH7的雨由去离子水配制；实验所用待水稻长成四叶一心时期进行移栽，移栽7天后喷施保护剂1，每种处理喷施两次，每株每次喷施100mL(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)，两次相隔1天；每盆种植3株，每种处理2次重复，第二次喷施后两天进行酸雨处理，实验设置5个处理：1)pH2的酸雨；2)pH3的酸雨；3)pH4的酸雨；4)pH5的酸雨；5)pH7的雨；每天对各植株于5min内均匀地喷施50mL酸雨(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)，喷施5天，最后一次酸雨处理2天后取样测定过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(SPAD)含量，结果如图4所示，表明保护剂能使水稻在暴露于pH4.0以上的酸雨后抗氧化酶及SPAD值仍能保持在与对照(pH 7)相当的水平。
6、喷施保护剂次数对进行酸雨处理后水稻叶片抗氧化酶系统的影响
对经不同次数保护剂处理的水稻进行酸雨暴露，实验如下：本实验在在广东省广州市五山华南农业大学资源环境学院网室进行；待水稻长成四叶一心时期进行移栽，移栽7天后开始处理，实验设置4个处理：1)不喷施保护剂；2)喷一次保护剂(酸雨暴露的3天前喷施一次保护剂1)；3)喷施两次保护剂(酸雨暴露的3天前喷施一次保护剂1，酸雨暴露的1天前喷施一次保护剂3)；4)喷施三次保护剂(酸雨暴露的5天前喷施一次保护剂1，酸雨暴露的3天前喷施一次保护剂8；酸雨暴露的1天前喷施一次保护剂3)；每株每次喷施100mL(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)；每盆种植3株，每种处理2次重复，然后进行酸雨暴露：每天对每株植株在5min内喷施100mL pH 4.0的酸雨，酸雨暴露5天，酸雨处理结束后2天取样测定过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(SPAD)含量，结果如图5所示，表明酸雨来临前喷施至少2次pH逐渐降低的保护剂能有效提高叶片对酸雨的抗性。
7、酸雨暴露后喷施保护剂对水稻叶片抗氧化酶系统的影响
本实验在在广东省广州市五山华南农业大学资源环境学院网室进行；待水稻长至四叶一心时期进行移栽，移栽7天后进行处理，实验设置3个处理：1)不喷施保护剂；2)酸雨暴露前喷施保护剂(在酸雨来临前3天喷施一次pH 5.5的保护剂(保护剂1)，酸雨来临前1天喷施一次pH 5.0的保护剂(保护剂4))；3)酸雨暴露后喷施保护剂(酸雨暴露后当天及第三天各喷施一次保护剂1)；保护剂的处理方法为：每株每次喷施100mL保护剂(喷施时进行遮挡，避免喷施到其他植株上)；酸雨暴露的处理方法为：每天对每株植株在5min内喷施100mLpH 4.0的酸雨，酸雨暴露2天；每盆种植3株，每种处理2次重复，处理完成后2天取样测定过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(SPAD)含量，结果如表3所示，表明酸雨暴露后喷施保护剂2次也能在一定程度有效维持水稻叶片对酸雨的耐受能力。
表3酸雨暴露后喷施保护剂对水稻叶片抗氧化酶系统的影响
注：同列数据上标有相同字母表示差异不显著(p<0.05)。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.酸碱缓冲体系在提高植物叶片抗酸雨能力或制备提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂中的应用；
所述的酸碱缓冲体系的pH值为4.5～6.5；
所述的酸碱缓冲体系为缓冲容量大于或等于0.05mol H+/(L·pH)的酸碱缓冲体系。
2.一种提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，其特征在于：包含权利要求1中所述的酸碱缓冲体系、渗透促进剂；
所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂的pH为5.0～6.0。
3.根据权利要求2所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，其特征在于：
所述的渗透促进剂为表面活性剂和气孔开放促进剂中的至少一种；
所述的表面活性剂在所述的保护剂中的浓度为0.01～2.00g/L；进一步为0.50g/L；
所述的气孔开放促进剂在所述的保护剂中的浓度为90～280μmol/L。
4.根据权利要求2或3中所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，其特征在于：还包含维生素和氨基酸中的至少一种。
5.根据权利要求4中所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，其特征在于：
所述的维生素在所述的保护剂中的浓度为0.1～10mmol/L；
所述的氨基酸在所述的保护剂中的浓度为1～100μmol/L；进一步为30μmol/L。
6.根据权利要求4中所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，其特征在于：
所述的维生素为抗坏血酸和维生素B6中的至少一种；
所述的氨基酸为天冬氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸和聚合度低于10的氨基酸聚合物中的至少一种。
7.根据权利要求6中所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂，其特征在于：
所述的抗坏血酸在所述的保护剂中的浓度为1～8mmmol/L；
所述的维生素B6在所述的保护剂中的浓度为0.1～2.0mmmol/L；
所述的氨基酸聚合物由天冬氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸中的至少一种构成；
所述的氨基酸聚合物的聚合度为2～8。
8.权利要求4～7中任一项所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)取维生素加入缓冲体系，搅拌至其充分溶解，得到含维生素的缓冲体系；
(2)在含维生素的缓冲体系中加入氨基酸，混合均匀，得到混悬液；
(3)在混悬液中加入渗透促进剂，搅拌至不溶物悬浮于溶液中，微调保护剂pH至目标值，定容，得到保护剂。
9.权利要求2～7中任一项所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂在植物抗酸雨中的应用。
10.一种植物抗酸雨的方法，其特征在于：为方案(A)和方案(B)中的至少一种：
(A)、在酸雨来临前用权利要求2～7中任一项所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂进行叶面喷施，以提高植物叶片对酸性环境的适应性；
(B)、在酸雨暴露后用权利要求2～7中任一项所述的提高植物叶片抗酸雨能力的保护剂进行叶面喷施，以缓冲酸雨对植物的伤害。
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