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。     

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。     

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。     

气候变化情景下地表O3对水稻产量的潜在风险评估

利用2013~2015年水稻生长季期间气象因子、O₃浓度和气孔导度的实测数据,分析了O₃浓度与AOT40的变化,引入并修订了水稻气孔导度模型,模拟了水稻气孔O₃吸收通量的动态变化,评估了当前和未来气候变化情景下O₃污染所造成的水稻产量损失.结果表明：2013~2015年水稻生长季期间的白天时段,平均O₃浓度分别为35.8,42.0,47.9nL/L,AOT40值分别为5.33,9.03,11.25μL/（L·h）.修订后的模型可用于本地区水稻气孔导度的模拟,2013~2015年水稻气孔O₃通量AF_st02分别为2.02,6.42,7.79mmol/m².2013~2015年地表O₃造成水稻平均相对产量损失分别为4.9%、11.7%和14.3%.在未来气候变化情景下若不考虑O₃浓度的变化,O₃对水稻的胁迫效应将会降低,若考虑未来O₃浓度的变化,O₃造成水稻产量的损失将增加4.7~5.7%.     

近地层O3污染对作物产量与经济损失的影响——以江苏省冬小麦和水稻为例

利用2015年冬小麦和水稻主要生长季期间江苏省各城市逐时O₃浓度观测资料,分析了O₃浓度和AOT40的变化特征,评估了O₃对冬小麦和水稻产量的影响,并估算了其造成的经济损失.结果表明：①冬小麦和水稻主要生长季期间,江苏省平均O₃浓度分别为80.1μg/m³和83.8μg/m³,呈单峰型的日变化规律.空间上,O₃呈现南低北高,东部沿海地区高于西部内陆地区的特征.②冬小麦主要生长季期间,江苏省各市AOT40指数范围为3.08~14.47μL/L·h.水稻主要生长季期间,江苏省各市AOT40指数范围为10.79~21.67μL/L·h.③在当前O₃浓度水平下,近地层O₃对江苏省冬小麦和水稻平均相对产量的损失率分别为23.9%和16.5%,产量总损失分别为368.7万t和385.8万t,经济总损失分别为87.01亿元和106.48亿元.因此,急需采取有效控制措施,降低O₃污染造成的农业损失.     

臭氧胁迫对冬小麦叶绿素荧光及气体交换的影响

为给O3等大气污染物胁迫下我国粮食生产和安全评估提供依据,利用开顶式气室(OTC)开展了3种O3熏蒸水平的大田试验(空气,CK;100 nL.L-1,T1;150 nL.L-1,T2),采用D iving-PAM叶绿素荧光仪和LC pro+光合仪测定了冬小麦(扬麦13)不同生育期的叶绿素荧光及气体交换参数.结果表明,T1的Fv/Fm均高于0.8,Pm、qP、(1-qP)/NPQ及Y(NO)与CK相似,NPQ及Y(NPQ)分别较CK上升13.5%~29.0%和13.3%~22.7%,实际光化学效率在自然光下(快速光曲线,RLC)和暗适应后(诱导曲线达稳态时,IC)分别下降4.6%~7.6%和11.3%~19.3%,Pn与Gs分别下降8.0%~9.8%和11.0%~23.1%,Ls在抽穗期和扬花期高于CK,在灌浆期和成熟期低于CK;T2的Fv/Fm均略低于0.8,Y(NO)、(1-qP)/NPQ及ci分别较CK增加37.9%~75.6%、157.1%~325.8%和3.4%~18.1%,实际光化学效率在RLC和IC条件下分别下降10.2%~13.6%和21.4%~29.1%,Pn、Ls、qP、Pm、NPQ及Y(NPQ)分别下降28.1%~39.9%、5.2%~21.3%、15.8%~30.4%、27.6%~45.6%、33.3%~52.9%和5.7%~17.9%.O3胁迫显著降低了冬小麦的光合能力,其胁迫效应和作用机制在生长季内呈动态变化;T1的Fv/Fm下降是对NPQ增加的响应,Pn与实际光化学效率降低是保护性调节的结果,其抗氧化系统及热耗散机制足以保护PSⅡ反应中心免遭光伤害;T2的CO2同化与QA重新氧化受限,热耗散机制受损,其光合能力下降是光合系统受到O3与过剩光能双重伤害的结果;O3损伤冬小麦PSⅡ的临界值在100~150 nL.L-1之间,接近100 nL.L-1,Fv/Fm难以指示O3对冬小麦的胁迫.尽管冬小麦对高浓度O3具有一定适应能力,地表O3浓度升高仍然是我国粮食生产中面临的一个重要的问题.     

我国近地层O3污染及其风险评估研究进展

近地层O_3污染及其对作物生长和产量的影响已经引起人们的广泛关注.本文简要回顾了我国地表O_3污染水平,重点介绍了O_3对作物影响的评估指标和模型的发展及其在风险评估中的应用,深入综述了有关评估O_3污染造成作物产量损失方面的工作.此外,对我国未来该领域的研究工作进行了展望,指出今后需要更加有力的控制O_3前体物,尤其是VOC的排放.为了准确地评估O_3的农业风险,未来还需要在郊区布置一些监测站点,同时在我国主要作物种植区建立当地的O_3浓度/通量响应关系模型.另外,今后还需加强基于气孔O_3通量指标进行区域尺度O_3风险评估的研究工作.     

太阳辐射减弱对灌浆期冬小麦光合特性及膜脂过氧化水平的影响

以扬麦13为供试材料,通过大田试验方法研究了太阳辐射减弱对冬小麦灌浆期光合生理特性、保护酶系统及膜脂过氧化水平的影响. 设置了5个太阳辐射减弱处理,各处理的太阳辐射强度分别为自然光照的100%(CK),60%,40%,20%和15%. 结果表明:太阳辐射减弱导致冬小麦叶片的光合生理特性发生明显变化,表现为净光合速率(P_n)减少,气孔限制值(L_s)和蒸腾速率(T_r)显著降低,但胞间CO₂浓度(C_i)却逐渐上升;随着太阳辐射减弱程度的增加,冬小麦叶片的CAT(过氧化氢酶),SOD(超氧化物歧化酶)和POD(过氧化物酶)活性均显著增加,表现出较高的抗性,但MDA(丙二醛)含量及EC(电导率)降低,说明太阳辐射减弱未使作物膜系统受到明显伤害;在太阳辐射减弱条件下,冬小麦光合色素的含量增加较明显,但w(Chla)/w(Chlb)下降,对太阳辐射中偏向短波部分波段的吸收能力增强. 综上所述,在太阳辐射减弱条件下,冬小麦灌浆期通过提高保护酶系统的活性避免细胞膜系统的膜脂过氧化伤害,同时提高w(Chlb)以增强光能的利用能力. 尽管如此,由于太阳辐射能量的不足,作物的P_n仍持续下降,且主要是由非气孔因素引起.