原位條件下臭氧對農(nóng)作物生長的影響及防護(hù).pdf

1、隨著工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展，近地層大氣的臭氧(O3)濃度日益升高，對農(nóng)作物及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響，被認(rèn)為是當(dāng)代最嚴(yán)重的大氣污染物之一，已成為當(dāng)今世界研究者密切關(guān)注的環(huán)境問題，是生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)研究的熱點。但大多研究是采用高濃度、短期熏蒸的模擬方式來研究O3濃度的變化對作物生長的影響。本文利用改進(jìn)型開頂式氣室(open-tapchambers，簡稱OTCs)在國內(nèi)首次采用模擬靜態(tài)、動態(tài)熏蒸的方式，在原位條件下研究了O3濃度變化對長江三角

2、洲地區(qū)主要農(nóng)作物油菜、水稻的形態(tài)特征、生理生化特性和產(chǎn)量的影響，并研究了O3脅迫下的水稻對外源抗壞血酸的響應(yīng)。本文為進(jìn)一步探究大氣污染及其防止提供重要參數(shù)，為指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保證糧食安全提供理論依據(jù)。本文主要結(jié)論如下： 1.在不同濃度O3處理下，水稻(油菜除外)葉片出現(xiàn)典型的可見性O(shè)3傷害癥狀，如褪綠、褐色壞死斑、干枯壞死等。隨著O3濃度的升高，各作物的葉片老化加速、環(huán)境脅迫敏感性增強(qiáng)、出現(xiàn)生長抑制和產(chǎn)量降低等。 2.隨著

3、O3濃度的提高，各作物的生育期縮短。O3脅迫對生育前期影響不大，主要影響生長后期。特別是抽穗期大大延遲，縮短了水稻的開花灌漿時間，對水稻籽粒粒重和品質(zhì)造成嚴(yán)重影響；植株矮化、葉面積下降、生物量減少；干物質(zhì)的分配發(fā)生變化，葉片的生物量百分比增加；對生長前期的相對生長速率、凈同化率、粒/葉比也隨著O3濃度的升高而下降。 3.在外源抗壞血酸的作用下，水稻的各項生長指標(biāo)發(fā)生了改變，如水稻的枝梗數(shù)、結(jié)實率、干物質(zhì)的積累等均有明顯的提高。水

4、稻的收獲指數(shù)也有一定程度的提高。 4.由水稻葉片氣體交換參數(shù)可以看出，在O3脅迫下，水稻的光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率都呈下降趨勢。而經(jīng)抗壞血酸處理后，各處理的光合速率均呈上升趨勢，但氣孔導(dǎo)度卻呈下降趨勢。由此看出，噴灑外源抗壞血酸對光合速率的影響，不是由于氣孔導(dǎo)度的變化而引起的，從而反映出抗壞血酸對光合器官或細(xì)胞的光合活性有一定的保護(hù)作用和促進(jìn)作用。另一方面，蒸騰速率的提高，這進(jìn)一步反映了外源抗壞血酸對光合速率的促進(jìn)作用不是氣

5、孔導(dǎo)度變化引起的，而應(yīng)是抗壞血酸對光合器官的保護(hù)或?qū)?xì)胞光合活性的促進(jìn)作用。 5.剖析了不同的O3濃度和熏氣方式對油菜葉片光合限制部位的影響。研究表明，恒定濃度下的熏氣方式，O3濃度的增加并未引起葉片的光合速率、氣孔導(dǎo)度和氣孔限制值的顯著性差異；但同樣劑量下動態(tài)熏氣方式的光合速率，氣孔導(dǎo)度顯著低于對照，而光合細(xì)胞活性升高和氣孔限制值下降的事實說明，非氣孔限制因素——葉肉細(xì)胞光合活性的變化是導(dǎo)致動態(tài)熏氣下油菜葉片光合速率降低的主要

6、原因，表觀光量子產(chǎn)額和羧化效率的下降也證實了這一點。 6.試驗發(fā)現(xiàn)，不論是O3濃度還是熏氣方式都對油菜葉片的蒸騰速率產(chǎn)生了明顯影響，表現(xiàn)為隨O3濃度增加其葉片蒸騰速率下降，且100nll-1處理顯著低于對照，但同樣劑量(100nll-1)下動態(tài)熏氣能顯著提高油菜的蒸騰速率，分別比CF、100nll-1處理高12.5％和29.4％。這在以往的試驗中是沒觀察到的，通過我們的試驗結(jié)果可以初步看出，以往的O3熏氣方式(恒定濃度)無法真正