作物气体毒害gas toxicity to crop

作物接触有毒气体导致生理障碍，生育不良或甚至死亡。覆盖栽培条件多导致土壤产生有毒气体，大气中的有毒气体来自工矿企业排放的废气。
大棚作物气体毒害 大棚栽培下因塑膜覆盖，改变了土壤和空间的某些条件，引起土壤中氮的转化受阻，导致产生有毒气体，又因环境封闭气体不易逸散，容易使作物受害，其中发生较多、危害较大的是亚硝酸气(NO₂)中毒，其次是氨气中毒。
亚硝酸气体中毒 受害作物最初叶缘或叶脉间产生水渍状斑点，逐渐失绿，1～2天后变成黄白或黄褐色、枯萎。受害组织与健全组织间界线明显（见图）。受害症状通常以中位叶最严重，生长点附近的新叶一般不致受害。受害严重时在早上换气后可以眼看叶片开始慢慢萎蔫，所有作物的被害症状几乎都是如此。发生主要原因是硝化细菌活力下降，由亚硝酸（盐）向硝酸（盐）转化过程受阻，土壤中亚硝酸盐积累，并分解气体成一氧化氮逸出，再经空气氧化成二氧化氮即亚硝酸气(NO2)，伤害作物。土壤中亚硝酸积累的条件是：❶有相当数量的肥料氮存在。
❷低的pH值(pH值≤5.0)。
❸低温。土壤中亚硝酸气气化并大量逸出往往由升温促成。所以亚硝酸气中毒以在低温条件下，天气转晴骤然升温时出现为多。由亚硝酸盐变成亚硝酸气的过程如下式所示：

氨中毒 中性到碱性土壤，大量施用铵态氮肥或有机肥时，由其分解产生的氨在土壤中积滞，遇强光照射温度急剧上升时，氨气化逸出；或者在使用铵态氮肥之后，施用石灰质或碱性肥料，产生气体氨。氨经气孔进入植物，杀伤细胞，严重时，被害叶片发黑而凋萎。
诊断 大棚栽培气体中毒的诊断可以在早晨换气之前检测附着于棚顶薄膜上露滴的pH值。在多数情况下，氨气、亚硝酸气同时存在，故应多点采样，以确定何种气体为主。判断标准见表。此法也可作检测措施，相隔一定时间测定一次以作预报；另外，口尝露滴味觉也有助于判断，舌舔露滴，有滑溜感为氨，如味涩则为亚硝酸。
防治 严格控制氮肥用量，一旦发生危害，则采取棚屋换气，充分灌水淋洗。对亚硝酸气中毒的，要及时用石灰矫正土壤酸性，也可施用亚硝化细菌抑制剂。

根据露滴pH值判断气体中毒

露滴pH值	有毒气体发生及危害情况
7.0以上 7.0～6.2	氨气发生占优势 无气体发生或亚硝酸气和氨气发生量相当， 不发生伤害
6.2～5.6 5.6～4.6	亚硝酸气占优势，注意警戒 抗性弱的作物可能出现亚硝酸气伤害。如 pH值在5.6左右，要采取防止气体发生措施
4.6以下	几乎所有作物都出现亚硝酸气毒害

露地作物烟害 工矿企业、汽车以及家庭燃煤产生的各种有毒烟尘，浓度超过农作物的忍耐限度，使作物生理功能和生长发育受阻。烟尘中以二氧化硫、氟化物、氧化剂、乙烯等对作物生长影响最大。
二氧化硫 各种石油化工燃料燃烧时，燃料中的硫氧化成二氧化硫，火力发电厂、炼油和石油化工厂、炼铁厂和铜、锌等有色金属冶炼厂排放的废气都是二氧化硫的来源。此外，消耗石油、煤及煤焦油的发热，取暖设备也是二氧化硫重要的来源。受二氧化硫伤害，多数作物叶片脉间出现明显的失绿斑，颜色灰绿，渐渐失水干枯，呈现明显的坏死斑。坏死斑颜色有深有浅，有些作物的坏死斑出现在叶子边缘或前端，形状有圆形、羹形或两三个斑点连接成不规则形等。斑点与健全组织界线明显。二氧化硫伤害一般是局部性的，受害区周围的绿色组织仍保持正常的功能。同一株植物，刚伸展开的叶片最敏感，受害最严重；尚未伸展或未完全伸展的叶片抗性强；较老叶片抗性也较强，如果已进入衰老期，则加速黄化和提早落叶。不同作物症状不同：❶水稻受急性伤害，叶片呈淡绿或灰绿色，萎蔫；严重受害，叶尖卷曲，谷粒部分或全部成白色，粒小多秕谷；受害时间长，茎秆变白，甚至全株死亡；受慢性伤害时，叶片出现褐色条斑，呈擦伤状，叶尖变褐，谷粒呈褐色。水稻在幼穗形成期至开花期对二氧化硫最敏感。
❷小麦、大麦和裸大麦穗上的芒对二氧化硫极敏感，叶片上仅出现轻微伤害时，芒早已受害，前半部褪绿、干枯。所以，麦芒可作为鉴定二氧化硫的标志。
❸蔬菜受害症状主要发生在叶片上。萝卜、白菜、菠菜、番茄、豌豆、葱和辣椒叶片上出现白色点；茄子、胡萝卜、南瓜、甘薯、马铃薯出现褐色斑点；蚕豆叶片上出现近于黑色的斑点。
❹果树受害，叶片呈褐色或白色。梨树先是叶尖、叶缘和叶脉间褪绿并逐渐变成淡褐色，两三天后出现黑褐色斑点。葡萄叶片中间部分出现赤褐色斑点。柿子叶片呈现红褐色斑，桃在叶脉间褪绿成灰白色或黄白色，并落叶。柑橘在叶脉间中央部分出现黄褐色斑点，叶片皱褶。对二氧化硫敏感的作物有紫苜蓿、大麦、棉花、烟草、萝卜、莴苣、甘薯、菠菜、南瓜、胡萝卜、小麦、蚕豆、芝麻、大豆、养麦、辣椒等。敏感植物二氧化硫伤害阈值为8小时0.25毫克/千克，4小时0.35毫克/千克，2小时0.55毫克/千克，1小时0.95毫克/千克。
二氧化硫对植物伤害的机理主要是SO₂通过气孔进入叶内，溶于浸润细胞壁的水分中成为重亚硫酸离子(HSO^-₃)和亚硫酸离子(SO₂^-3)，并产生氢离子(H⁺)。氢离子降低细胞pH值而产生伤害；在SO^2-₃氧化为SO^2-₄的过程中可能产生自由基(特别是O-2)。这些自由基引起膜脂的过氧化，而伤害膜系统；亚硫酸盐与二硫化物（如胱氨酸）发生作用，切断双硫键。含硫蛋白质中双硫键可因SO^2-₃而断裂，蛋白质变性，一些酶因而失活；SO^2-₃和HSO^2-₃和代谢中间产物醛和酮作用形成α-羟基磺酸盐，抑制一些酶的活性，结果导致生理功能失常，呼吸作用加快，光合作用降低，叶绿素含量减少，花粉管不萌发和发育受阻等。二氧化硫伤害的易发条件：❶适宜的光照和温度，充足的水分，大气相对湿度较高，有利于气孔开放使二氧化硫容易进入叶内。
❷除二氧化硫外，大气中同时有臭氧和二氧化氮、乙烯存在。
❸作物生长旺盛期容易受害。
氟化物 生产过程中使用冰晶石、含氟磷矿和萤石等原料的工厂，如铝厂、磷肥厂、钢铁厂、玻璃厂、窑厂、搪瓷以及使用氢氟酸的工厂和有机氟合成工厂等都有氟化物排放。对作物有伤害的氟化物主要有氟化氢、四氟化硅和氟硅酸等。以氟化氢最普遍，毒性最大。其浓度仅为二氧化硫危害浓度百分之一时，即可造成危害。大气中含氟化物1～5微克/千克，较长时间接触，可使敏感作物受害。一般症状叶片尖端和叶缘出现伤斑，然后向中间甚至基部扩展。氟是积累性毒物，作物叶片不断吸收空气中的氟，随蒸腾流转移到叶尖和叶缘。叶片吸收氟化物速度较快时，常出现较大伤斑，形成散生脉间坏死斑，甚至全叶失绿黄化。受害叶片健康组织与坏死组织间形成明显界线，有时两者间产生一条红棕色带。一般以伸展中尚未成熟的幼叶最易受害，因而常使枝梢顶端枯死。不同作物表现症状各异：❶禾本科作物新叶尖端和边缘出现黄化，氟累积浓度增高，叶尖、叶缘症状迅速扩展，叶片出现褐斑，并在一两天内枯萎。此类作物生育后期受害较重，尤以花期受害，减产最明显。
❷大豆在分枝期受害较重。症状自叶缘向叶中扩展，形成锯齿状黄化伤斑。
❸果树中柑橘类受害叶片萎缩或黄化，黄化多发生在老叶尖端及边缘，严重时叶片脱落。萎缩现象一般在新叶展开前后出现。葡萄先在叶缘出现略成圆形或不规则的绿褐色斑纹，以后逐渐扩大，交成赤褐色条斑，最后坏死。桃的果实受害，在成熟前两个星期或前几天，沿腹缝线的果皮部分及皮下果肉变成赤色，表现“早熟”。果实过度软化，质量降低。受氟污染地区，植物叶片积累较高的氟，用含氟量高的饲料喂养家畜，出现氟骨症，关节肿大、蹄甲变长，严重时卧栏不起，甚至死亡。用含氟量超过30毫克/千克的桑叶饲蚕，引起急性中毒，不食不眠不作茧，直至死亡。氟的伤害机理是氟化氢是一种强酸，对作物有烧灼伤害。氟在植物组织内能和金属离子如钙、镁、铜等结合，一方面可起解毒作用，另一方面易引起这些元素的缺乏症。氟还能抑制一些酶的活性，如烯醇化酶、葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶等。对氟敏感的作物有玉米、芝麻、烟草、杏、梅、葡萄等。抗性强的作物有棉花、小麦、油菜、番茄、山楂、臭椿等。
作物易受氟害的条件是：❶白天气孔开放，比晚上易受害。
❷土壤贫瘠，管理粗放情况下生长的作物。
❸空气中湿度大，氟化物不易扩散时易受害。
氧化剂 以臭氧为主，占总氧化剂的85%～90%。其次为过氧乙酰硝酸酯(PAN)，此外还有一些醛类等，这些都是二次污染物，与大气中粒状污染物互相混合，构成稳定的气溶胶，称光化学烟雾。氧化力强，对作物有很大的伤害力。
臭氧主要侵害叶片的栅栏组织，叶片上出现密集的细小斑点，严重时，叶片下面的海绵组织细胞也会受影响，植物组织机能衰退，生长受阻，芽的形成和开花均受抑制。日本、美国、加拿大都发生过烟草受臭氧危害事件，美国称“气候斑点病”，日本称“生理斑点病”或“白斑病”。其危害症状因烟草生长期不同而异，有白色斑点、褐色斑点并枯死、橙黄色斑点和黑褐色斑点5种类型。臭氧另一危害特征是早期落叶、落花、落果。禾谷类作物受臭氧危害，叶片褪绿，出现白至黄褐色坏死条斑。除烟草外，对臭氧敏感的作物有苜蓿、大麦、黑麦、小麦、花生、玉米、大豆、菠菜等。臭氧浓度为0.05～0.15毫克/千克，空气中接触0.5～8小时，敏感作物就会出现伤害症状。
过氧乙酰硝酸酯(PAN)受害作物叶背呈银白色，进一步发展呈青铜色症状多发生在幼叶，生长受阻，形成小叶或畸形叶。敏感作物有番茄、莴苣、芥菜、菜豆等。抗性强的有玉米、棉花、黄瓜等。敏感作物在空气中浓度为15～20微克/千克时，接触4小时即受害。作物受氧化剂伤害，未见到症状，已经受害，因质体破坏，一些酶受抑制，降低了光合作用能力。臭氧和过氧乙酰硝酸酯还使希尔反应和光合磷酸化受抑制。它们也抑制氧化磷酸化，使膜的选择透性发生变化。
乙烯 石油裂解工厂和聚乙烯工厂是乙烯主要来源。天然气、煤、石油以及各种有机物燃烧不完全，都会产生乙烯，汽车排出的废气中也有乙烯。乙烯是植物的一种内源激素，调节控制植物生长发育过程。外源乙烯超过一定水平，就会干扰植物正常生长发育，引起异常反应，乙烯对作物的危害并不造成叶组织的破坏，但作用是多方面的：❶偏上反应。叶柄上下两边生长速度不一致，上边生长比下边快，使叶片下垂，这是乙烯的一种特殊效应。
❷器官脱落。引起叶片。花蕾、花和果实脱落。在0.1～3毫克/千克浓度范围内，棉花、芝麻、番茄、茄子、尖辣椒等作物均易发生。
❸抑制植物生长发育。用40～100微克/千克的乙烯处理棉花27天，生长率降低25%～50%；长期生长在乙烯污染环境下的油橄榄生长停滞；乌柏上部节间缩短等。
❹一些植物的繁殖器官发生各种异常反应。石竹、紫花苜蓿、夹竹桃等的“闭花”反应，豌豆花不能充分展开，向日葵、蓖麻等籽粒空秕率提高，西瓜、桃子坐果率降低，产生畸形果、开裂果。
❺促进叶片和果实失绿黄变。这种效应同脱落和早熟有关，是衰老加速的象征。乙烯对柑橘类、番茄、香蕉、苹果、菠萝、柿子等有明显着色催熟作用。此外，还有一些特殊效应，使棉花花蕾萼片张开，黄瓜卷须弯曲等。乙烯这些作用与其影响植物生理生化过程有关，乙烯使植物叶绿素酶活力提高和叶绿素分解加速，导致植物失绿，促进氧化酶类和降解酶类的合成，使代谢平衡失调，改变膜透性，可能使液泡溶酶体中的水解酶外渗，增加酶的活性。乙烯与其它污染气体效应不同之处在于，受乙烯伤害植株或器官，只要未死亡，一般脱离接触后，很快恢复正常。对乙烯敏感的作物有芝麻、棉花、向日葵、茄子、辣椒、蓖麻、番茄、紫花苜蓿等，抗性强的作物有水稻、小麦、玉米、高粱、莴苣、萝卜、洋葱、葱等。