دی اکسید گوگرد (SO₂) یکی از گازهای اصلی آلاینده هوا است که می‌تواند اثرات زیان‌باری بر گیاهان داشته باشد. این گاز از منابع مختلفی مانند فعالیت‌های صنعتی، احتراق سوخت‌های فسیلی و فرآیندهای طبیعی به هوا وارد می‌شود. در ادامه به بررسی تأثیرات دی‌اکسید گوگرد بر گیاهان پرداخته می‌شود.
تحقیقات متخصصان محیط زیست نشان می دهد که آلودگی هوا منجر به کوتاهی قد درختان می شود. کاهش رشد درختان بیشتر بر اثر گازهای اکسید نیتروژن و دی اکسید گوگرد است که بارش باران های اسیدی را منجر می شود و رشد گیاه و درخت را مختل می کند.
فهرست موضوعاتی که می خوانید
اثر آلاینده های هوا بر روی گیاهان از مدت ها قبل شناخته شده است. اولین بار دو محقق آلمانی بنام های شودر و روس ثابت کردند که تخریب جنگل های منطقه گوسلار درهانوفر آلمان به علت دودهای حاصل از صنایع است .
خسارت آلودگی هوا بر گیاهان، درختان و محصولات کشاورزی پدیده ایست که طی ۲۵ سال گذشته تحقیقاتی در مورد خسارت اوزون روی محصولات کشاورزی به خصوص سه محصول زراعی ذرت – سویا و پنبه در آمریکا انجام شده است. در این تحقیقات با نصب اتاقک هایی در سطح مزارع و کنترل مقدار اوزون، میزان خسارت این گاز را بر روی محصولات کشاورزی سالیانه ۶/۱ میلیارد دلار بر آورد شده است.
افزایش آلاینده های موجود در هوا منجر به کاهش گل دهی، میوه دهی و در نهایت مسمومیت درختان می شوند، به این ترتیب آلاینده اوزون می تواند باعث کاهش فتوسنتز، کاهش سطح برگ، کاهش امکان بهره وری از آب و کاهش گل و میوه در گیاه می شود.
مشخصات دی اکسید گوگرد
گازی بی رنگ با بویی نافذ مانند بوی گوگرد در حال سوختن. حد تشخیص بو ٣ – ١/٠ ppm بوده و احساس سوزش و ناراحتی در غلظت ٩/١ ppm به وجود می آید. تحت فشار و در دمای ١٠- درجه سانتی گراد مایعی بی رنگ می باشد.
این ماده در آب حل شده و اسید سولفورو تولید می کند که در این حالت بسیار خطرناک است. دی اکسید گوگرد بعه طور عمده در اثر فعالیت هایی مانند سوختن ذغال سنگ یا از نیروگاه های برق و نیز صنایع ذوب مس ایجاد می گردد. در طبیعت نیز در نتیجه فعالیت های آتشفشانی تولید می گردد.
تأثیرات دی اکسید گوگرد بر گیاهان
در ابتدا به صورت آسیب سلولی به ناحیه پارانشیم اسفنجی در مزوفیل ظاهر می شود که به دنبال آن آسیب به ناحیه نردبانی رخ می دهد. در حمله اولیه دی اکسید گوگرد برگ به صورت خیس شده به نظر می رسد بعد از خشک شدن یک رنگ سفید یا شیری ظاهر می شود. مقدار آستانه برای گیاهان حساس برابر 0.3 میکروگرم بر متر مکعب با تماس مداوم 8 ساعته می باشد.
اسفناج، کاهو و دیگر گیاهان پربرگ، همانند کتان و یونجه جزء حساس ترین گیاهان به دی اکسید گوگرد می باشند. برگ های سوزنی کاج در اثر تماس با دی اکسید گوگرد قسمت نوک سوزن قهوه ای و شکننده می شود.
در ادامه به تأثیرات دی‌اکسید گوگرد بر گیاهان پرداخته می‌شود:
- آسیب به برگ ها: SO2 می تواند به طور مستقیم به برگ گیاهان آسیب برساند و باعث ایجاد لکه های قهوه ای، نکروز و ریزش برگ شود.
- کاهش فتوسنتز: SO2 می تواند فرآیند فتوسنتز را در گیاهان مختل کند که برای رشد و بقای آنها ضروری است.
- آسیب به ساختار گیاه: SO2 می تواند به ساختار گیاهان آسیب برساند و باعث ضعیف شدن ساقه ها و شاخه ها شود.
- افزایش حساسیت به بیماری ها: SO2 می تواند گیاهان را در برابر بیماری ها و آفات حساس تر کند.
- کاهش کیفیت محصول: SO2 می تواند کیفیت محصولات گیاهی مانند میوه ها و سبزیجات را کاهش دهد.
مکانیزم آسیب‌زایی دی اکسید گوگرد
دی اکسید گوگرد در اغلب مناطق صنعتی به عنوان آلوده کننده هوا شناخته می شود. بسیاری از خطرات ناشی از حضور این گاز در هوا به طور مستقیم به نحوه واکنش آن با سایر مواد و ترکیبات مربوط می شود
حضور این گاز در هوا باعث نابودی پوشش گیاهی و ایجاد خطر برای پرندگان و حیوانات می شود. تشکیل باران‌های اسیدی به دلیل وجود این گاز در اتمسفر بوده، لذا تا حد امکان باید از ورود این گاز به محیط جلوگیری کرده و در صورت لزوم، مقدار آن را کاهش داد.
تشکیل اسید
- دی‌اکسید گوگرد با آب موجود در سلول‌های گیاهی واکنش داده و اسید سولفوریک تشکیل می‌دهد که می‌تواند به غشاهای سلولی آسیب برساند و باعث اسیدی شدن محیط داخلی سلول شود.
واکنش با آنزیم‌ها و پروتئین‌ها
- SO₂ می‌تواند با آنزیم‌ها و پروتئین‌های موجود در سلول‌های گیاهی واکنش داده و فعالیت‌های آنها را مختل کند. این واکنش‌ها می‌تواند فرآیندهای حیاتی گیاه مانند فتوسنتز و تنفس را تحت تأثیر قرار دهد.
عوامل مؤثر بر میزان و شدت آسیب
گونه‌های مختلف گیاهی، عکس‌العمل ها و میزان حساسیت متفاوتی نسبت به آلاینده‌ها دارند، علاوه بر این بین افراد یک گونه نیز، تنوع ژنتیکی قابل توجهی در این زمینه وجود دارد.
این تفاوت ها عمدتا به توانایی گیاه در محدود کردن جذب آلاینده و یا در صورت جذب آن، به سم زدایی، سوخت و ساز و دفع سم مربوط می‌شود. علاوه بر ژنوتیپ، عوامل دیگری از قبیل سن گیاه و مرحله رشد آن نیز درعکس‌العمل گیاه از قبیل سن گیاه و مرحله رشد آن در عکس‌العمل گیاه نسبت به آلاینده، موثرند.
نوع گیاه
- برخی از گیاهان به SO₂ حساس‌تر هستند و آسیب بیشتری می‌بینند. مثلاً گیاهان پهن‌برگ معمولاً حساسیت بیشتری نسبت به گیاهان باریک‌برگ دارند.
غلظت و مدت زمان تماس
- میزان آسیب بستگی به غلظت دی اکسید گوگرد در هوا و مدت زمان تماس گیاه با این گاز دارد. تماس کوتاه مدت با غلظت بالا یا تماس طولانی مدت با غلظت پایین هر دو می‌توانند آسیب‌رسان باشند.
شرایط محیطی
- شرایط محیطی مانند رطوبت، دما و میزان نور خورشید می‌توانند بر میزان آسیب تأثیر بگذارند. مثلاً در شرایط رطوبتی بالا، SO₂ بیشتر در برگ‌ها حل می‌شود و آسیب بیشتری ایجاد می‌کند.
راه های محافظت از گیاهان در برابر دی اکسید گوگرد(SO2)
محافظت از گیاهان در برابر دی‌اکسید گوگرد (SO₂) به ویژه در مناطق صنعتی و شهری که سطح این آلاینده بالاست، بسیار مهم است. در ادامه، تعدادی از راه‌های موثر برای محافظت از گیاهان در برابر دی‌اکسید گوگرد را معرفی می‌کنیم:
1. استفاده از گونه‌های مقاوم: برخی گیاهان نسبت به SO₂ مقاومت بیشتری دارند. انتخاب و کاشت این گونه‌ها در مناطق آلوده می‌تواند آسیب‌های ناشی از این گاز را کاهش دهد.
2. بهبود شرایط محیطی
- افزایش رطوبت محیط: افزایش رطوبت می‌تواند به کاهش اثرات SO₂ کمک کند. استفاده از سیستم‌های آبیاری و مرطوب‌سازی محیط می‌تواند موثر باشد.
- تأمین مواد مغذی: تأمین مواد مغذی لازم برای گیاهان می‌تواند مقاومت آنها را در برابر آلاینده‌ها افزایش دهد. کوددهی مناسب و به‌موقع می‌تواند به حفظ سلامت گیاهان کمک کند.
3. استفاده از پوشش‌های محافظ: استفاده از پوشش‌های پلاستیکی یا پارچه‌ای بر روی گیاهان در دوره‌های اوج آلودگی می‌تواند مانع از تماس مستقیم گیاهان با SO₂ شود.
4. ایجاد بادشکن های طبیعی یا مصنوعی: کاشت درختان بلند و مقاوم در اطراف مناطق کشت گیاهان می‌تواند به عنوان بادشکن عمل کرده و میزان SO₂ وارد شده به منطقه را کاهش دهد.
5. کاهش آلودگی در منبع
- استفاده از فیلترها و فناوری‌های کاهش آلایندگی: استفاده از فیلترهای پیشرفته و فناوری‌های کاهش آلایندگی در صنایع می‌تواند میزان انتشار SO₂ را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
- استفاده از سوخت‌های پاک: تغییر به سوخت‌های پاک‌تر مانند گاز طبیعی به جای زغال‌سنگ می‌تواند به کاهش انتشار دی‌اکسید گوگرد کمک کند.
6. آموزش و آگاهی‌بخشی: آموزش کشاورزان و باغداران درباره اثرات SO₂ و روش‌های محافظت از گیاهان می‌تواند به کاهش آسیب‌ها کمک کند.
7. مانیتورینگ و مدیریت آلودگی
- مانیتورینگ مداوم: استفاده از دستگاه‌های مانیتورینگ کیفیت هوا برای اندازه‌گیری سطح SO₂ و اتخاذ اقدامات مناسب در صورت افزایش غلظت این گاز.
- مدیریت ترافیک: مدیریت ترافیک در مناطق شهری و استفاده از حمل و نقل عمومی می‌تواند به کاهش انتشار SO₂ کمک کند.
8. تهویه طبیعی و مصنوعی: بهبود تهویه طبیعی با کاشت درختان و گیاهان در مناطق باز و ایجاد تهویه مصنوعی در گلخانه‌ها می‌تواند به کاهش غلظت SO₂ کمک کند.
9. استفاده از مواد شیمیایی جاذب: برخی مواد شیمیایی مانند بی کربنات سدیم می‌توانند به کاهش اثرات SO₂ بر روی گیاهان کمک کنند. این مواد می‌توانند به عنوان اسپری بر روی برگ‌ها استفاده شوند.
