UV-B辐射对小麦叶抗氧化系统的影响

研究了温室种植的小麦在０（ＣＫ）、８．８２ｋＪ／ｍ＾２（Ｔ１）和１２．６ｋＪ／ｍ＾２（Ｔ２）三种剂量的紫外线Ｂ（ＵＶ－Ｂ）辐射下抗氧化系统的变化及其原因。ＵＶ－Ｂ辐射诱导了Ｈ２Ｏ２的合成，还原型抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量的增加、过氧化氢酶、愈创木酚过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性升高，而类胡萝卜素稍有所降低、超氧歧化酶（ＳＯＤ）活几乎不受ＵＶ－Ｂ辐射影响，分析表明，ＵＶ－Ｂ辐射     

UV-B辐射增强对麻花艽叶片光合作用及相关生理参数的影响

采用20 W和40 W的UV-B灯辐射增强处理,测定分析了UV-B辐射增强对麻花艽(Gentiana straminea Maxim)叶片净光合速率及相关生理参数的影响. 结果显示:2008年8月3日,研究区大气温度从09:00开始上升,到14:00达到最高点,叶温和大气饱和水气压变化与气温变化趋势相似;光合有效辐射强度从07:00开始上升,至13:00达到最高,之后下降;麻花艽叶片净光合作用速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(E)和水分利用效率在对照下最高,在40 W UV-B辐射下最低;P_n在08:00—10:00最高,G_s在07:00—08:00最高,C_i在日出及日落时最高,E在09:00—13:00及14:00—18:00最高,水分利用效率在日出后最高;P_n与G_s,叶片温度,大气温度,光合有效辐射和大气饱和水气压亏缺呈正相关,与C_i呈负相关,与光合有效辐射强度的相关系数较高. P_n在光合有效辐射强度为0～800 μmol/(m2·s)时随光合有效辐射强度增加而增加,在2 200～3 000 μmol/(m2·s)时变化不大;G_s和E随光合有效辐射强度的增加而增加;C_i在光合有效辐射强度为0～800 μmol/(m2·s)时,随光合有效辐射强度的增加而呈下降趋势;水分利用效率在光合有效辐射强度为0～800 μmol/(m2·s)时随光合有效辐射强度的增加而呈增加的趋势,在800～3 000 μmol/(m2·s)时呈下降趋势. 说明UV-B辐射增强将使高寒草甸植物叶片P_n,G_s,C_i,E和水分利用效率降低.      

UV-B辐射增强对芦苇叶绿素荧光参数的影响

叶绿素荧光是光合作用的探针,可反映光合机构内一系列重要的调节过程.本文在露天条件下研究了不同UV-B辐照强度(对照:168μW·cm~2,低强度:210μW·cm~2,高强度:252μW·cm~2)对芦苇色素含量及叶绿素荧光参数的影响,探讨了芦苇光合生理对UV-B辐射的响应机制.结果表明:与自然光照相比,UV-B辐射增强对芦苇叶片表观造成一定的损伤,且随辐射梯度增大,损伤加剧.与自然光照相比,低辐射初期可促进芦苇叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量增大,但随辐射时间延长抑制作用显现;高辐射下,芦苇叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量均显著降低.与自然光照相比,低辐射前期,叶绿素荧光参数无显著变化,随辐照时间延长,Fo、NPQ增高,Fm、Fv/Fm与Fv/Fo显著降低,ΦPSII值、q P降低.高辐射可显著增大Fo、NPQ,显著降低Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSII,降低q P.试验结束时,处理组NPQ均低于对照,且随辐射梯度增大,下降幅度加剧.UV-B辐射对PSII的破坏作用随辐射强度增大而增大.     

作物对增强UV-B辐射的响应及调控对策

就增强UV-B辐射对作物生长、生物量、产量、品质等方面的影响,对作物响应的种内、种间差异及相应的调控措施进行了论述。     

UV-B辐射增强对大豆叶绿素荧光特性的影响

利用脉冲振幅调制叶绿素荧光仪测定大豆不同生育期叶片的荧光参数和快速光曲线,以研究UV-B辐射增强对大豆叶绿素荧光特性的影响.结果表明, UV-B辐射增强20%条件下,大豆幼苗期、分枝-开花期和结荚期的叶绿素含量分别降低了5.03%、 7.70%和10.38%;分枝-开花期,F_v/F_m值降低了6.13%;幼苗期和分枝-开花期,有效量子产量(Y)在PAR>366 μmol·(m~2·s)~(-1)时显著降低,最大潜在相对电子传递速率(P_m)分别降低了28.92%和15.49%;但对三叶期和结荚期的Y和P_m无显著影响.UV-B辐射增强使三叶期和幼苗期半饱和光强(l_k)分别降低了21.18%和23.17%;使分枝-开花期的初始斜率(α)降低了21.05%;并显著降低了幼苗期PAR>366 μmol·(m~2·s)~(-1)的非光化学淬灭(NPQ)和分枝-开花期PAR>366 μmol·(m~2·s)~(-1)的光化淬灭(qP).本研究意味着UV-B辐射增强抑制了PSⅡ的电子传递活性,损伤了捕光系统和耗散保护机制,破坏了大豆光合系统,使其光合效率下降.     

UV-B辐射增强对褶皱臂尾轮虫摄食的影响

运用生态毒理学方法,研究了UV-B辐射条件下褶皱臂尾轮虫(Brachinonus plicatilis)对6株海洋微藻:小球藻(Chlorella sp.、绿色巴夫藻(Pauloua uiridis)、扁藻(Tetraselmis chuii)、球等鞭金藻8701(Isochrysis galbana Park 8701)、牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri Lermumerman)和小新月菱形藻(Nitzschia clostertum)的摄食.结果表明:UV-B辐射增强对褶皱臂尾轮虫的摄食有显著的抑制作用.与对照组相比,褶皱臂尾轮虫对每一种饵料单胞藻的滤水率和摄食率都表现出,随UV-B辐射剂量的增大而显著减小(P＜0.5).而且对每一种饵料单胞藻的滤水率和摄食率是不相同的,这说明褶皱臂尾轮虫对饵料单胞藻是有选择性的.     

田间增强UV-B辐射对麦田生态系统Fe营养和累积的影响

研究大田栽培和自然光条件下,模拟ＵＶ－Ｂ辐射（ＵＶ－Ｂ,２８０ｎｍ ～３１５ｎｍ ）增强对麦田生态系统Ｆｅ营养和累积的影响．在４ 个生育期中,ＵＶ－Ｂ辐射显著增加叶和穗Ｆｅ含量,显著降低根Ｆｅ 含量,并改变茎Ｆｅ 含量．叶Ｆｅ累积对ＵＶ－Ｂ辐射的响应有明显的生育期之间的差异． 分蘖期无显著变化,拔节期和扬花期显著增加,而成熟期显著降低．在各生育期,ＵＶ－Ｂ辐射显著降低叶、根和穗Ｆｅ累积．ＵＶ－Ｂ辐射显著降低春小麦不同生育期Ｆｅ总累积,在５．３１ｋＪ·ｍ^-2 ＵＶ－Ｂ辐射下,降低最显著．ＵＶ－Ｂ辐射还降低春小麦群体Ｆｅ输出．麦田土壤速效Ｆｅ含量增加是春小麦群体Ｆｅ输出降低的结果,可能导致土壤库中Ｆｅ 储量的增加．     

UV-B辐射增强对芦苇生长及生理特性的影响

在UV-B辐射增强条件下,以芦苇为材料,研究了不同辐射梯度对芦苇生长及生理特性的影响.结果表明:与自然光照相比,UV-B辐射增强可显著降低芦苇植株高度、比叶面积、生物量,且高强度辐射处理的影响大于低强度辐射,随辐射时间延长,生物量分配有向地下部分转移的趋势;与自然光照相比,UV-B辐射增强可显著增加芦苇叶片丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性(SOD、CAT、GR、APX)、抗氧化物质含量(GSH、As A),且随辐射强度增大,MDA含量、酶活性、抗氧化物质含量增强程度加剧,但随辐射时间延长,高辐射处理下,GR酶活显著低于对照,GSH也表现出相应的趋势;UV-B辐射增强条件下,类胡萝卜素含量显著降低,而类黄酮含量较对照组却显著升高,且高强度辐射处理对芦苇叶片紫外吸收物质的影响大于低强度辐射.     

UV-B辐射增强和蒽对3种赤潮微藻生长的相互作用

通过实验生态学的方法,研究了赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的生长对UV-B辐射增强和蒽处理的响应.结果表明:低剂量的UV-B辐射和低浓度的蒽处理对3种赤潮微藻的生长有刺激作用,而高剂量的UV-B辐射处理和高浓度的蒽处理对3种赤潮微藻的生长均显示出抑制作用.UV-B辐射对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96 h半抑制剂量分别为1.63、2.34和2.58 J/m2,蒽处理对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96 h半抑制剂量分别为0.078、0.119和0.112 mg/L.在刺激浓度的蒽处理的同时,添加刺激剂量的UV-B辐射条件下,3种赤潮微藻的生长同样表现出了抑制作用.     

UV-B辐射增强对褶皱臂尾轮虫种群增殖的影响

运用群体累计培养的方法研究了UV-B辐射增强对褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)种群增殖的影响.结果表明:UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫的种群数量、雌体抱卵率和种群增殖率都有显著影响.在本实验辐射强度(20 μW/cm2)和剂量范围内,低剂量的0.24和0.48 kJ/m2 处理组在实验的一定时期内对褶皱臂尾轮虫的种群数量和雌体抱卵率有一定的刺激作用;而高剂量的0.72、0.96和1.20 kJ/m2 处理组对轮虫的种群数量和雌体抱卵率则有显著的抑制作用,甚至可导致整个种群的灭绝.褶皱臂尾轮虫的种群增殖率随UV-B辐射的增强显示出了一致性减小的变化规律,因此可以作为指示大气UV-B辐射强弱的生物指标.     

Effects of cerium on growth and physiological mechanism in plants under enhanced ultraviolet-B radiation

Effect of cerium （Ce^3＋） on the growth, photosynthesis and antioxidant enzyme system in rape seedlings （Brassica juncea L.） exposed to two levels of UV-B radiation （T1： 0.15 W/m^2 and T2：0.35 W/m^2） was studied by hydroponics under laboratory conditions. After 5 d of UV-B treatment, the aboveground growth indices were obviously decreased by 13.2%-44. 1%（T1） and 21.4%-49.3% （T2）, compared to CK, and except active absorption area of roots, the belowground indices by 14.1%-35.6%（T1） and 20.3%-42.6% （T2）. For Ce＋UV-B treatments, the aboveground and belowground growth indices were decreased respectively by 4.1%-23.6%, 5.2% -23.3%（Ce＋T1） and 10.8%-28.4%, 7.0%-27.8%（Ce＋T2）, lower than those of UV-B treatments. The decrease of growth indices appeared to be the result of changes of physiological processes. Two levels of UV-B radiation induced the decrease in chlorophyll content, net photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance and water use efficiency by 11.2%-25.9%（T1） and 20.9%- 56.9%（T2）, whereas increase in membrane permeability and activities of antioxidant enzymes including superoxide dismutase（SOD）, catalase （CAT） and peroxidase （POD） by 6.9%, 22.8%, 21.5%, 9.5%（T1） and 36.6%, 122.3%, 103.5%, 208.9%（T2）, respectively. The reduction of the photosynthetic parameters in Ce＋UV-B treatments was lessened to 3.2%-13.8%（Ce＋T1） and 4.9%-27.6%（Ce＋T2）, and the increase of membrane permeability and activities of antioxidant enzymes except POD in the same treatments were lessened to 2.4%, 8.4%, 6.6%（Ce＋T1） and 30.1%, 116.7%, 75.4%（Ce＋T2）. These results indicate that the regulative effect of Ce on photosynthesis and antioxidant enzymatic function is the ecophysiological basis of alleviating the suppression of UV-B radiation on growth of seedlings. Furthermore, the protective effect of Ce on seedlings exposed to TI level of UV-B radiation is superior to T2 level.     

UV-B增强对土壤-大豆系统CO2排放的影响

采用静态箱-气相色谱法测定CO2排放通量,研究了人工模拟UV-B辐射增强对土壤-大豆系统CO2排放的影响.结果表明,在相同的气象条件和田间管理下,UV-B辐射增强对CO2排放的季节变化模式无明显影响.在植株结荚前,UV-B增强对CO2排放通量没有显著影响,但从植株结荚到成熟,CO2排放通量显著降低,2004和2006年分别降低了49.03%和48.13%;并显著降低了整个生育期的CO2累积排放量,2004和2006年分别降低了43.26%和44.79%.收割实验表明,在分枝开花期,UV-B增强降低了土壤CO2排放,但对植株地上部分的CO2排放没有明显影响;从结荚到成熟,UV-B增强主要通过降低植株地上部分CO2排放通量来降低土壤-大豆系统的CO2排放.UV-B辐射增强降低了大豆生态系统碳固定量,在分枝开花-结荚阶段的固定碳量减少了352.73g/m2CO2,在结荚-鼓粒阶段固定碳量减少了1456.25g/m2CO2.     

UV-B增强与秸秆施用对土壤-冬小麦系统CO2排放影响

通过大田试验,采用人工增强紫外辐射的方法模拟UV-B增强,应用静态箱-气相色谱法测定土壤-冬小麦系统的CO2排放通量,研究UV-B增强与秸秆施用对土壤-冬小麦系统CO2排放通量的影响.结果表明:UV-B增强与秸秆施用没有改变CO2排放通量的季节性变化规律.UV-B具有抑制效应,显著降低了拔节-孕穗期的CO2排放,降幅达15.48% (P=0.055).秸秆施用对CO2排放具有促进效应,使返青期和拔节 -孕穗期的CO2排放分别增加了59.52% (P=0.005)和13.10% (P=0.092).秸秆施用和UV-B增强处理增加了返青期的CO2排放,增幅为30.95% (P=0.083).对照、UV-B增强、秸秆施用和秸秆施用+UV-B增强4种处理的系统CO2排放与气温都存在极显著的指数关系 (P<0.01),拟合方程的决定系数R2分别为0.56,0.60,0.45和0.51,温度敏感系数Q10值分别为1.83,1.97,1.55和1.70.     

广州市大气气态总汞含量季节和日变化特征

利用高时间分辨率自动测汞仪(tekran 2537B),于2010-11~2011-11对广州市大气气态总汞(TGM)进行了连续1a的观测.结果表明,广州市大气气态总汞的年平均含量为(4.86±1.36)ng/m3,表明该地区受到了一定程度的大气汞污染.TGM浓度按季节表现为:春季>冬季>秋季>夏季.TGM污染呈现春高夏低的现象,气象因素如边界层、静止风是影响其季节分布不同的主要原因.日变化趋势为中午最低,早晚出现2个高峰,边界层和温度对TGM日变化有很大影响.对广州市大气气态汞的可能来源分析结果表明,TGM主要来源于本地人为排放,其中市内燃煤电厂和水泥厂等人为源排放可能是广州市大气气态总汞的主要来源.     

紫外辐射增加对春小麦根际土壤微生物种群数量的影响

研究了大田栽培和自然光条件下,模拟紫外辐射（UB-B,280－315nm）增加对春小麦根际土壤微生物种群数量的影响。UV－B辐射能显著降低细菌总数以及放线菌和真菌数量;UV－B辐射对好氧性自生固氮菌、亚硝酸细菌、反硝化细菌、好氧性纤维素分解菌和解磷细菌数量也有显著的影响,但这种影响具有生育期之间的差异,春小麦根际土壤微生物种群数量与土壤营养成分有关。     

中国草地N2O通量日变化观测对比研究

研究分析了我国20世纪90年代以来科学工作者利用静态箱-气相色谱法对内蒙古呼伦贝尔草原和锡林郭勒草原、青藏高寒草原等不同草原类型所开展的日变化通量观测数据并进行了对比分析研究.结果表明:我国草地N2O通量的日变化规律明显,日变化形式呈多峰型,我国草地均表现为N2O排放源,日均通量的对比顺序是:贝加尔针茅草甸草原>羊草草甸草原>羊草典型草原>高寒草甸[(42.82±15.96)>(29.17±13.03)>(4.91±2.12)>(0.89±0.67)μg/(m2?h)];10:00~14:00和夜间0:00左右所观测的N2O通量均可代表当日平均通量;夜间N2O的排放对整个日通量有重要贡献,其排放量占到全日排放总量的46%以上,草地夜间N2O的排放通量应该受到重视.另外,本文讨论了水分和温度作为主要环境因子对N2O通量日变化的影响,以及不同植被类型和人类活动(放牧和刈割)对N2O通量的日变化的影响.     

2012年夏季天津城区BTEX污染特征与臭氧潜势分析

采用AMA GC5000BTX在线色谱仪监测天津城区2012年夏季大气中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯和间-对二甲苯(苯系物,BTEX)的浓度,并结合其最大增量活性因子(MIR)计算各组分的最大臭氧生成潜势量.结果表明,观测期间BTEX浓度均值为38.72μg/m3,其中甲苯和间-对二甲苯浓度最高,乙苯和苯次之,邻二甲苯最低, BTEX存在明显的日变化特征,受大气光化学反应和边界层扩散能力共同影响,午后浓度最低,夜间BTEX浓度维持在较高水平,各BTEX日变化趋势一致.苯与甲苯质量浓度的比值为0.77,表明机动车排放是BTEX的主要来源,但石油化工和涂料挥发等因素也对其存在影响.经计算,间-对二甲苯的最大臭氧生成潜势量最高,甲苯、乙苯和邻二甲苯相当,苯最低, 表明BTEX中间-对二甲苯的光化学反应活性最强.     

大气挥发性有机物的日变化特征及在臭氧生成中的作用——以广州夏季为例

为了得到实时的大气挥发性有机物(VOCs)浓度组成和日变化特征,2006年夏季在广州市区内高约55m的楼顶采用在线的气相色谱仪进行了为期一个月的观测.结果表明,影响城市VOC含量的物种以及对臭氧生成有重要贡献的典型物种的日变化存在不同的特征.烷烃类和烯烃类物种出现早晚高峰值,估计主要与机动车排放有关,芳香烃除了与交通排放有关,还受到溶剂挥发的影响,早晨的峰值晚于交通高峰时间.异戊二烯在正午时间出现一天的单峰值,主要来自于天然源排放.乙苯和间对二甲苯的比值被用来表征采样点上气团光化学反应的进程,通常情况下,广州市区点气团经历的光化学进程越久,臭氧浓度越高.     

镉胁迫对小麦叶片细胞膜脂过氧化的影响

镉胁迫使植物体内活性氧自由基清除系统的功能降低,造成细胞内H₂O₂积累,抗坏血酸过氧化酶和谷胱甘肽还原酶活性下降,内源抗氧化剂抗坏血酸和谷胱甘肽含量减少,小麦叶片的组织自动氧化速率显著提高。细胞内丙二醛的积累表明,膜脂过氧化发生和膜系统受到损伤。推测小麦镉伤害过程中,活性氧自由基代谢失衡造成的膜脂过氧化起着重要作用。