“普瑞杨”的奥秘

韩巧

“世界上最远的距离，不是生与死，而是我就在你面前你却看不见，多少张俊俏的脸孔都‘霾在了口罩的后面。”网友的调侃反映的是当下的雾霾天气。

为了应对雾霾，政府官员、专家学者、两会代表委员、民间人士纷纷提出多种疏堵办法：减少源头排放、清理建筑工地、汽车限号行驶、增加雾霾吸收、戴面具口罩等等。

PM2.5颗粒物是构成霾的主要成分，对人体的伤害最大，因此，治理雾霾的关键是解决PM2.5问题。而PM2.5颗粒则主要由硫和氮的氧化物转化而成。通过有效降低雾霾中主要毒素二氧化硫的含量可以达到改善空气质量的目的。中国林业科学研究院林业新技术研究所首席专家、博士生导师万贤崇，河南省濮阳市林科院教授级高级工程师张存义等通过10年潜心研究，选育出了一种能够有效降解雾霾中二氧化硫的杨树新品种——“普瑞杨”。

中国林业科学研究院新技术研究所首席专家、博士生导师万贤崇（左），与“普瑞杨”的发现及培育者、河南省濮阳市林科院教授级高级工程师张存义在河南省濮阳“普瑞杨”育苗基地。

林场中的一次偶然事件

2004年，在河南省濮阳市南乐县城关镇古计固林场，张存义的一个亲戚种植了一大片“欧美107杨”（一种常见杨树）速生林。由于上风口建设有3处排放高浓度二氧化硫气体的二硫化碳厂，导致幼树大面积死亡，只剩下唯一一棵存活的杨树。神奇的是，这棵唯一存活的杨树不仅没有死亡，而且生长旺盛。见此情景，农场主人喊来张存义，一问究竟。

从事30年林业研究的张存义敏感地意识到，这是人类发现一种新树种的奇遇。“我搞了一辈子林业，对这一现象非常好奇，我一定要把其中原因找出来，兴许会有一个重大的发现。”回忆起当时的情景，张存义依然激动万分。

偶然存在于必然当中。

2006年春天，万物生长的季节。河南省濮阳林科所（现濮阳市林科院）把这一现象作为自选课题开始了初始研究。同年3月，课题组将这株杨树作为母树，采条硬枝扦插，开始进行无性系苗木的形态特征观察、育苗试验，然后进行试验林和示范林的营造。经过连续5年的试验证明，杨树表现出稳定的遗传性能，除具有欧美107杨的速生、易繁、造林成活率高、树干通直、抗逆性强、材质优良等特征外，最独特的性能是它能在高二氧化硫污染环境中存活且生长旺盛。这种高抗硫杨树无性系命名为“pure”杨（意为“纯净的”）——“普瑞杨”。

依靠国家重点实验室探究抗硫驱霾奥秘

为什么“普瑞杨”能有这样的表现？带着疑问，2006年5月张存义找到了国家最权威的研究团队——中国林业科学研究院（下称“中国林科院”）。当年，中国林科院林业新技术研究所首席专家、博士生导师万贤崇博士恰好刚刚特聘回国，怀着一腔报国热血和创业激情，万贤崇非常高兴地加入了“普瑞杨”系统研究队伍。张存义提供苗木和室外试验场地，万贤崇负责制定整体攻关方案，并夜以继日地展开了对其抗硫吸硫转硫驱霾奥秘的机理探究。

2007年7月，他们依据大树苗木抗性一致的原理，在河南省濮阳市华龙区孟轲乡后铁炉村张志合苗圃地里做了“普瑞杨”和“欧美107杨”二氧化硫熏气试验：用竹竿搭建9立方米方形架框，四周用聚乙烯塑料围上，边缘外围封土形成密闭的试验大棚。通过对大棚内充进去不同浓度的二氧化硫进行熏气对比，证实“普瑞杨”忍受高浓度二氧化硫环境的能力比“欧美107杨”强，其差异达极显著性（在“普瑞杨”叶片未受一点危害的高浓度二氧化硫环境下，“欧美107杨”叶片受害率达到42.6%）。

2009年4月开始，万贤崇他们把“普瑞杨”、“欧美107杨”冷冻鲜叶样品，多次带回北京进行气孔结构差异和生化防御系统差异研究。

结果发现，“普瑞杨”叶片气孔长度比“欧美107杨”长30%;气孔宽度比“欧美107杨”宽9.3%;气孔开度比“欧美107杨”大53%;气孔密度比“欧美107杨”小55%。由于二氧化硫主要通过气孔进入到植物体内，上述研究结果表明，“普瑞杨”体内吸收存放转化二氧化硫的空间大、地方多。

研究结果同时表明，“普瑞杨”在高浓度二氧化硫环境中未出现受害症状的原因，主要是其体内超氧化物歧化酶（SOD）活性比“欧美107杨”强19.1%，还原性谷胱甘肽（GSH）含量比“欧美107杨”高32.8%的缘故。这两种酶对二氧化硫的作用，前者负责大量吸进，后者负责大量转化，将吸进体内的有毒气体二氧化硫转化成对植物生长有用的硫酸根离子。这说明“普瑞杨”不仅仅是抗硫，把大量有毒气体二氧化硫挡在体外，而且能把它吸进体内再适时转化成有用的成分。

2009年5月，又在河南省濮阳市华龙区二氧化硫熏气重复试验后，进行了光合作用等指标测定。结果表明，由于“普瑞杨”叶片大、角质层厚，即使在高浓度二氧化硫环境下，也能维持比“欧美107杨”更高的光合作用速率。

上述研究成果，已分别于2011年和2012年发表在国家核心期刊《林业科学》权威杂志上。“普瑞杨”不仅抗硫，而且吸硫转硫，得到社会公认。

2013年至2014年期间，河南省濮阳市环保部门在濮阳市国电厂院内进行了“普瑞杨”示范林内外空气中有毒气体二氧化硫测定。检测显示，空旷地上的空气中二氧化硫含量是“普瑞杨”示范林内的2.44倍。

如今，万贤崇、张存义带领团队又开始了“普瑞杨”抗硫吸硫转硫驱霾规律更深更高层次奥秘的探索……