增强UV—B辐射对丹参产量和品质的影响

增强UV-B辐射可使植物体内次生物质代谢发生变化,但其变化强度和方向是否有利于作物经济产量增加仍有待于进一步研究.文章在田间条件下研究日辐射4 d(T1)和8 h(T2)对药用植物-丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)生长、发育和次生代谢物质的影响,并就增强UV-B辐射是否能提高丹参药用有效成分进行了初步探讨.与自然光照射相比,处理T1和T2丹参收获后地上部干物质量分别下降25%和38%,地下部干物质量分别降低19%和57%.与自然光照射相比,增强UV-B辐射处理明显增加丹参叶片类黄酮物质含量,收获期丹参根部水溶性有效成分含量-迷迭香酸和丹酚酸B分别增加6%和3%5%,脂溶性有效成分含量-丹参酮I、隐丹参酮和丹参酮IIA分别降低8%,17%和4%8%.增强UV-B辐射对丹参的生长、发育和次生代谢物质产量的影响随着丹参生育进程的发展而有所缓解,说明丹参对增强UV-B辐射具有较强的自我调节和恢复能力.综上所述,增强UV-B辐射可明显的影响丹参的生长、降低生物学产量,改变体内次生代谢物质变化,其对药用有效成分有选择性的诱导决定了增强UV-B辐射可部分改变丹参的药用价值.     

UV-B增加与酸雨复合处理对大豆种子萌发和幼苗生长的影响

研究了UV-B辐射增加与酸雨的复合处理对大豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：UV-B辐射增加对大豆种子的萌发没有影响，酸雨处理降低了大豆种子的发芽率。UV-B辐射增加与酸雨的复合处理，降低了幼苗的株高、绿叶数、叶面积、干质量、叶绿素和蒸腾速率，复合胁迫的下降幅度明显高于单一因子胁迫，并且下降幅度受UV-B辐射强度与酸雨pH的影响。UV-B辐射增加与酸雨处理在抑制幼苗生长上具有协同作用。     

苗期玉米根叶对干旱胁迫的生理响应

采用人工控制水分的方法,研究了干旱胁迫下苗期玉米(ZeamaysL.)根系和叶片的生理指标,用以明确苗期玉米根系和叶片对干旱的生理响应。研究结果表明,苗期中度干旱胁迫处理条件下,玉米根系和叶片均表现出对干旱胁迫的生理响应,并各具特点。与对照相比,干旱胁迫使玉米根系和地上部的生物量降低,叶片中的叶绿素含量显著降低、叶片光合面积减小,根冠比增大。干旱胁迫使玉米根系比表面积增大,根系氧化活力和还原活力增强。干旱胁迫导致玉米叶片的光合功能降低,初始荧光升高,初始光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转换效率、PSⅡ潜在活性、潜在光合作用活力均受到抑制。干旱胁迫下玉米叶片和根系脂质过氧化作用增强,根系和叶片中的游离脯氨酸含量升高。     

连续两年紫外线—B辐射增强对玉米种子发芽及幼苗生长的影响

研究了在紫外线(UV-B)辐射增强条件下与自然光下生长的玉米种子的发芽和幼苗生长特性以及对UV—B反应的变化。结果表明：与自然光下生长的玉米种子相比，UV—B辐射增强条件下生长的玉米种子的发芽率和幼苗生长指标有不同程度的下降，但在连续两年UV—B强度增加条件下，其种子发芽和幼苗生长指标受高强度UV—B影响的程度显著下降。在连续两年UV—B辐射增强条件下生长的玉米种子萌发的幼苗叶片类黄酮含量显著高于在自然光下生长的玉米种子萌发的幼苗，这可能是在UV—B辐射增强条件下生长的玉米对UV—B辐射增强产生适应性的重要原因之一。     

不同UV-B辐射增幅对稻田土壤酶活性、活性有机碳含量及温室气体排放的影响

UV-B辐射增强对整个农业生态系统产生不同程度的影响,为探讨不同UV-B辐射增幅对稻田土壤碳转化和温室气体排放的影响,在元阳梯田稻田原位种植农家水稻品种白脚老粳,通过人工模拟不同UV-B辐射增幅(0、2.5、5.0、7.5 k J·m~(-2)),研究不同UV-B辐射增幅对水稻生长期稻田土壤碳转化酶活性、活性有机碳含量和CH_4、CO_2、N_2O排放的影响。结果表明,5.0 k J·m~(-2) UV-B辐射处理导致稻田土壤纤维素酶活性显著增加,增幅范围为15.4%—37.7%;而7.5 k J·m~(-2) UV-B辐射导致土壤碳转化酶(纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和蔗糖酶)活性显著降低。UV-B辐射增强导致土壤溶解性有机碳含量显著增加,而易氧化有机碳和微生物量碳含量减少。3个强度的UV-B辐射增幅处理均使稻田CH_4排放量显著减少,降幅范围为7.5%—30.6%;5.0 k J·m~(-2) UV-B辐射处理显著增加稻田CO_2、N_2O排放量,而7.5 k J·m~(-2) UV-B辐射导致稻田CO_2、N_2O排放降低;综合而言,UV-B辐射增强导致稻田3种温室气体的全球增温潜能降低。此外,土壤中多酚氧化酶活性与微生物量碳、易氧化有机碳含量呈显著正相关(P0.05),CH4排放通量与微生物量碳含量呈极显著正相关(P0.01)。可见,随UV-B辐射增强稻田土壤多酚氧化酶活性降低,进而减少易氧化有机碳和微生物量碳含量,最终导致稻田CH_4排放减少、CO_2和N_2O排放增加。     

UV-B辐射增强对苹果炭疽菌生长特性及其过氧化氢酶活性的影响

在UV-B辐射增强条件下,在UV-B不同剂量率和不同剂量作用下,研究了苹果炭疽菌(Colletrotrichum gloeosporioildes)菌丝的生长速率、产孢性状、分生孢子的萌发特性和过氧化氢酶活性.实验得出,菌落直径、菌丝体干质量、产孢量、分生孢子的萌发及过氧化氢酶(CAT)活性受UV-B的促进,促进作用与剂量率即单位时间内的辐射剂量呈正相关,同一剂量率的不同剂量对苹果炭疽菌的影响没有显著差异.结果表明,UV-B辐射增加,促进了苹果炭疽的生物积累,抗逆性增强,诱导了抗氧化防御系统过氧化氢酶活性,UV-B对苹果炭疽菌的作用不呈累积效应.     

水稻对UV-B辐射响应的敏感性差异

综述了UV-B辐射对水稻（Oryza sativa L.）的影响和水稻对UV-B辐射的抗性机制。UV-B辐射对水稻生长、叶片形态、生物量、产量、光合系统、病害等产生一定的影响。水稻对UV-B辐射的敏感性因子主要有CPD光解酶、UV-B吸收物质、抗氧化酶等。UV-B辐射使水稻叶片中产生了ROS,导致Rubisco酶降解,光合色素含量变化,抑制了光合作用,最终影响水稻籽粒形成和产量。水稻对UV-B辐射响应存在着品种差异,CPD光解酶编码基因的自然突变会引起水稻UV-B敏感性的差异,CPD光解酶活性是水稻对UV-B敏感性的关键因素。通过建立响应指数公式,对水稻UV-B响应敏感性的品种差异进行评估,存在品种差异的原因主要是基因、生长、生理、生育期和环境背景的差异。最后对UV-B辐射对水稻的影响、水稻对UV-B响应的差异及机理有待深入研究的方向进行了展望。     

连续2年UV-B辐射增强对传统水稻品种群体磷、钾累积及异质性特征的影响

UV-B辐射增强作为全球环境问题之一,UV-B辐射增强对全球物质循环产生的影响受到广泛的关注。为了评估持久稳定农田生态系统营养元素在高海拔和高UV-B辐射背景下对UV-B辐射的响应,在元阳梯田大田条件下,通过2年连续UV-B辐射处理(0和5.0 k J·m-2·d-1),原位研究低纬度高海拔区稳定持续稻田生态系统中传统水稻(Oryza sativa)品种(月亮谷-YLG和白脚老粳-BJLJ)对P素和K素的群体累积特征及其异质性分配规律。结果表明:(1)2年连续UV-B辐射,2个水稻品种的叶、茎、根、籽粒和总生物量显著下降8.1%~61.3%。(2)除月亮谷茎中P累积量下降外,2个水稻品种不同部位P含量、群体累积量和群体累积总量均表现出增加的趋势,其中叶片P累积量显著增加了39.0%~46.2%,籽粒P累积量显著增加了39.1%~66.7%。(3)2个水稻品种的茎和根K含量和群体累积量增加。除2012年白脚老粳K总累积量降低外,UV-B辐射导致K累积总量增加5.5%~28.2%。月亮谷籽粒K累积量增加,白脚老粳籽粒K累积量降低。总之,连续2年UV-B辐射使传统水稻品种对P和K素的群体累积增加,水稻从叶片P素代谢、茎秆抗性和种子营养储备等方面产生响应。     

UV-B辐射对2个水稻品种幼苗稻瘟病的影响及机理初探

通过盆栽试验研究增强UV-B辐射和稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)联合作用对水稻(Oryza sativa L.)幼苗生长和病害的影响.试验采用4个UV-B辐射强度(0、2/5 kJ·m-2、5.0 kJ·m-2和7.5 kJ·m-2)和两个稻瘟病菌生理小种(Y98-16T和Y99-63C)对2个水稻品种(黄壳糯和合系41)进行处理,以及4个UV-B辐射强度对2个稻瘟病菌生理小种处理.测定水稻的株高、生物量和病情指数,以及稻瘟病菌菌落生长速率的变化.结果表明:(1)增强UV-B辐射7 d再接种稻瘟病菌处理与只接种稻瘟病菌处理相比,导致2个水稻品种病情指数显著降低,最大降幅为2.5 kJ·m-2-Y98-16T处理后的合系41,达83.5%,病害明显减轻.这可能是UV-.B辐射诱导水稻形态结构和生理生化发生一定的变化,抵御病害的能力加强.(2)先接种稻瘟病菌Y98-16T再进行不同的UV-B辐射与只接种稻瘟病菌的处理相比,黄壳糯和合系41的病情指数均显著升高,最大增幅为Y98-16T-7.5 kJ·m-2处理后的合系41,达53.7%,病害加剧,且利用UV-B直接辐射稻瘟病菌Y98-16T,其生长速率总体上呈显著增加.(3)接种稻瘟病菌Y99-63C后进行不同的UV-B辐射与只接种稻瘟病的处理相比,2个水稻品种的病情指数均没有显著变化,总体上,UV-B辐射对稻瘟病菌Y99-63C的生长速率没有影响.     

UV-B增加对菠菜生长发育和品质的影响

研究了在大田栽培和自然光的条件下，模拟紫外辐射的增加对菠菜生长发育和品质的影响。生长指标的分析结果表明，随着UV-B辐射的增加，菠菜的干质量、叶面积、绿叶数、株高生长均呈降低趋势，而且随着UV-B越强，降低程度越大，并在一定程度上延缓植株生长。品质指标的分析结果表明，UV-B辐射增强，菠菜叶片的可溶性糖质量分数降低，维生素C质量分数降低，随UV-B辐射强度增大，可溶性糖和维生素C质量分数降低的幅度愈大；UV-B辐射增强，菠菜叶片的蛋白质和抗坏血酸表现为质量分数升高，但当UV-B辐射超过一定强度，二者又表现为低于对照。     

连续两年紫外线-B辐射增强对玉米种子发芽及幼苗生长的影响

研究了在紫外线 (UV -B)辐射增强条件下与自然光下生长的玉米种子的发芽和幼苗生长特性以及对UV -B反应的变化。结果表明 :与自然光下生长的玉米种子相比 ,UV -B辐射增强条件下生长的玉米种子的发芽率和幼苗生长指标有不同程度的下降 ,但在连续两年UV -B强度增加条件下 ,其种子发芽和幼苗生长指标受高强度UV -B影响的程度显著下降。在连续两年UV -B辐射增强条件下生长的玉米种子萌发的幼苗叶片类黄酮含量显著高于在自然光下生长的玉米种子萌发的幼苗 ,这可能是在UV -B辐射增强条件下生长的玉米对UV -B辐射增强产生适应性的重要原因之一。     

紫外辐射对灯盏花附生、内生细菌数量的影响及机理

采用大田研究方法,模拟5.0kJ·m~(-2)紫外辐射(UV-B,280～315nm)增强对灯盏花Erigeronbreviscapus附生、内生细菌数量、优势种群以及类黄酮、游离氨基酸、可溶性蛋白、淀粉和可溶性糖含量的影响.UV-B辐射极显著减少灯盏花苗期叶和花期根与叶附生细菌数量(p<0.01),显著减少灯盏花果熟期根与叶附生细菌数量(p<0.05).极显著减少灯盏花苗期根与叶和花期叶与茎及果熟期茎内生细菌的数量,果熟期根内生细菌数量显著增加.灯盏花附生细菌优势种群为芽孢杆菌Bacillus和欧文氏菌Erwinia,内生细菌优势种群为芽孢杆菌;UV-B辐射可导致灯盏花附生和内生细菌优势种群数目减少.UV-B辐射还会使灯盏花生理指标发生变化,直接导致灯盏花附生细菌数量的减少,可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白含量与附生细菌数量呈显著正相关(p<0.05).UV-B辐射增加灯盏花各部位类黄酮含量,间接影响灯盏花内生细菌数量,根类黄酮含量与内生细菌数量呈极显著正相关(p<0.01).     

UV-B增加对麦田杂草看麦娘的影响

在大田群体条件下，研究了UV-B增加对麦田杂草发生、生长和种子产量的影响。结果表明：UV-B强度增加，看麦娘的密度显著增加；在小麦生育前期，看麦娘的单株茎蘖数下降，而在中后期显著增加；UV-B增加对小麦中后期看麦娘的生长有一定的促进效应；看麦娘叶片的叶绿素和类黄酮含量均表现为增加的趋势。在未来紫外线增加的条件下，看麦娘对小麦生产的影响可能会不断增加。     

UV—B辐射对田间春小麦生物量和产量的影响

研究了大田栽培和自然光条件下,模拟ＵＶ—Ｂ辐射（ＵＶ—Ｂ,２８０～３１５ｎｍ）增强对春小麦生物量累积和产量的影响及评估。ＵＶ—Ｂ辐射导致叶、茎、根、穗生物量和总生物量累积降低,生物量分配改变,籽粒产量降低。５．３１ｋＪ／ｍ２ＵＶ—Ｂ辐射处理还明显降低收获指数。模型分析表明,ＵＶ—Ｂ辐射降低总生物量累积速率,总生物量随ＵＶ—Ｂ辐射增加而降低。预测模型表明,１０％和２０％的臭氧衰减导致的ＵＶ—Ｂ辐射增加使籽粒产量、叶和穗生物量明显降低,而根生物量降低较小。     

UV-B辐射与酸雨胁迫对生菜生理特性及品质的影响

酸雨和紫外辐射的增强是全球环境问题之一,也是目前研究的热点。以生菜(lactuca)为实验材料,在大田条件下,研究了UV-B(280~320nm)辐射与模拟酸雨(AR)的胁迫对生菜生理特性和品质的影响。实验结果表明:UV-B辐射的增加降低了生菜植株的蒸腾速率、叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a b的质量分数,且下降幅度随紫外辐射的增强而增大。UV-B辐射的增加提高了生菜叶片中类黄酮的含量,其增加幅度随紫外辐射的增强而增大。酸雨对生菜的蒸腾速率、叶绿素的质量分数也均有不同程度的影响,酸雨对类黄酮含量的影响不大.品质研究结果表明,随着UV-B辐射的增加,叶片中的水的质量分数持续降低,而抗坏血酸、可溶性糖、可溶性蛋白质的质量分数均先增加后减小,说明存在一个使品质发生突变的阈值范围.酸雨使得生菜中抗坏血酸的质量分数增加,并且增加幅度随pH值的减小而增大;随着酸雨酸度增强,植株中水质量分数持续降低;酸雨使生菜中可溶性糖、可溶性蛋白质的质量分数先减小后增加。在UV-B和酸雨的共同作用下,只有对类黄酮的影响具有明显的协同作用,其他指标表现不明显,但是可以看出复合作用下指标含量下降幅度明显大于单一因子的胁迫,并且下降幅度受UV-B辐射强度和酸雨pH的影响。     

小麦不同生育期对UV-B敏感差异性比较

在大田群体条件下,比较研究了小麦不同生育期对UV-B增加反应敏感性的差异。小麦的生长指标和反应指数均表明:小麦不同生育期对UV-B增加反应的敏感性(设其符号为u)存在显著的差异,小麦的拔节至孕穗期是小麦对UV-B增加的最敏感的时期,小麦对UV-B增加的敏感性大小顺序为:u(拔节期)>u(孕穗期至开花期)>u(灌浆期)>u(播种至拔节期);在不同生育期降低UV-B强度的试验结果也验证了这一结果。在南京地区UV-B强度较高的季节小麦对UV-B增加的敏感性较低。     

玉米幼苗根系形态对芘污染的响应

采用盆栽试验探讨了玉米（Zea mays L.）根系形态学参数（根质量长度、根质量面积、根质量体积、根平均直径及不同根直径等级分布）对不同浓度芘污染胁迫的响应。较低浓度芘可适当地刺激玉米的生长,高浓度芘处理抑制了玉米的生长,并且抑制作用随芘处理浓度的提高而增强;芘对玉米根系的影响要大于对茎叶的影响。不同浓度芘处理下玉米根系形态学参数发生了显著的变化,与对照相比,芘处理下根直径显著降低,根质量长度、根质量面积和根质量体积显著增大,且随芘处理浓度的提高其效应更显著。     

番茄某些繁殖特性对增强UV-B辐射的响应

研究了增强UV-B辐射对大田生长的两种番茄(早熟型“同辉”和晚熟型“霞光”)某些繁殖特性(最大开花数、花粉萌发和花粉管伸长、果实产量、果实品质以及子代种子的数量和质量)的影响.结果表明,与对照相比,“同辉”开花数在高辐射下增加,“霞光”开花数在低辐射下减少;“同辉”果实产量在两种辐射下都明显增加,而“霞光”果实产量只在低辐射下增加;辐射抑制了“同辉”的花粉萌发和花粉管伸长,而只是降低了“霞光”的花粉萌发率;强辐射造成两种番茄果实番茄红素下降。经过一季的增强UV-B辐射处理,“同辉”种子数量增加,低辐射下种子明显变小;“霞光”种子数量减少,且明显变小.就开花数、果实产量和种子质量而言,早熟的“同辉”品种更具抗性,而晚熟的“霞光”更敏感.图3表1参29     

UV-B辐射增强对冬小麦生长发育及产量的影响

研究了大田栽培条件下紫外辐射增强对冬小麦孕穗、抽穗、开花、灌浆、结实以及产量的影响。结果表明,UV B辐射增强使小麦植株矮化,叶面积减小,穗重、茎重、叶重减小,灌浆速度变慢,灌浆不充实,此外,UV B辐射增强还使花粉败育率增大。