利用部分生理生化指标监测SO2对农作物急性伤害的研究

利用田间开顶式熏气装置对盆栽小麦和几种蔬菜作物进行熏气试验,研究相同SO2熏气浓度不同熏气时间供试样本叶液pH值、叶片电导率、含硫量的变化,结果表明在SO2熏气时间和叶液pH值之间存在显著线性负相关性,SO2熏气时间和叶片含硫量、叶片电导率之间存在显著线性正相关性.在叶片含硫量、叶片电导率和叶液pH值三个参数中,叶片含硫量是监测SO2对农作物急性伤害最为敏感的指标.然后利用相同的田间开项式熏气装置选择三个品种的水稻进行不同浓度相同时间的田间熏气试验,分析叶片含硫量的变化规律.研究表明,在同一生育期内,随着SO2熏气浓度的增大,三个水稻品种叶片中硫的含量呈明显增加趋势,且不同SO2浓度处理的水稻叶片含硫量和对照比较均有提高且差异显著.     

SO2毒害水稻叶片吸收光谱植被指数研究

为寻找对SO2伤害敏感的叶片吸收光谱植被指数,通过田间熏气试验对水稻叶片吸收光谱与叶绿素总量、熏气浓度的相关性进行了研究。结果表明,由吸收光谱曲线及其一阶导数光谱曲线的特征位置确定的分别位于蓝光区、黄光区和红光区的12个特征波段的叶片吸收光谱值均与叶绿素总量显著相关,由这些特征波段构建的植被指数BEACI/YEACI/REACI与叶绿素总量的相关性都达到极显著水平,并且相关系数比特征单波段吸收光谱值与叶绿素总量的相关性显著提高。进一步分析这些植被指数与SO2熏气浓度之间的相关性表明,最新完全展开叶在663.239、693.460 nm的单波段吸收光谱以及植被指数BEACI、REACI、YEACI613.385、YEACI630.036和YEACI663.239与SO2熏气浓度呈正显著相关。BEACI、REACI、YEACI613.385、YEACI630.036和YEACI663.239为叶片吸收光谱SO2伤害敏感植被指数,具有估测水稻SO2伤害的应用潜力。     

二氧化硫对土壤环境和土壤微生物的效应和机制研究

采集普光气田区代表性经济物种生长土壤(玉米种植区和水稻种植区,分别以旱土和湿土表示),于实验室内研究不同浓度SO2熏气胁迫下土壤环境的改变,及其对土壤微生物群落的影响和损害。研究结果表明,SO2进入土壤后会使土壤pH下降,但土壤较强的缓冲性能使pH维持在一定范围内。SO2进入土壤后被吸收、转化,其在旱土中以SO42-形态稳定存在,其在湿土中则进一步转化为其他形态或者被微生物利用。SO2刺激作用使土壤微生物在短时间内增加,但长时间高浓度胁迫下则会改变微生物的数量和结构。土壤中脱氢酶活性的变化与土壤中微生物总量变化相一致。     

SO2对玉米幼苗POD、Pro和MDA的影响

本文采用室内水培及密闭箱静态熏气方法,研究了4个不同浓度（0mg/m3,10mg/m3,30mg/m3和90mg/m3）SO2对晋单51和农大108两个品种玉米幼苗过氧化物酶（POD）、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）的影响。研究结果表明,随着SO2浓度的升高,两种玉米幼苗的POD活性呈下降的趋势,且当SO2浓度为10mg/m3、30mg/m3和90mg/m3时POD活性分别降至对照的22.6%、18.9%和12.1%;而结果发现Pro含量随SO2浓度升高逐渐升高,且当SO2浓度与POD处理相同时脯氨酸含量分别上升至对照的195.0%、235.4%和496.5%,SO2浓度为90mg/m3时Pro含量最高,且不同浓度处理时农大108Pro含量均比晋单51高;然而,MDA含量随SO2浓度的升高呈先降低后逐渐升高的趋势,在90mg/m3处升至最高值为对照的310.6%,仍然是农大108MDA含量比晋单51高。因此研究显示低浓度SO2能使玉米幼苗适应胁迫,但高浓度SO2暴露会影响植物生长发育。     

过氧化物酶对低浓度二氧化硫的反应

本试验研究了亚致死浓度的 SO_2对不同敏感度的植物过氧化物酶活性及其同功酶型的影响,同时也测定亚硫酸盐转化率,以确定三种植物的过氧化物酶活性与对 SO_2相对敏感性之间的关系。材料和方法熏气系统:熏气箱,用具有连续气流装置的玻璃箱。在其上方30厘米处装有125瓦的炽灯补充光照,进入熏气箱的空气—SO_2混合气体保持在1.5升/分的流速,用转子流量计监测。     

开顶式熏气装置与全开放式梯度熏气装置

研究大气污染对作物的影响,人工熏气装置是必不可少的手段,其作用日益受到人们重视。正是有了不断发展和完善的人工熏气装置,才有可能全面揭示大气污染对作物的生理生态反应;制定和颁布大气排放标准;科学地估计作物的产量损失和预测新污染源等。本文就目前国外广泛使用的二种先进人工熏气设备的结构、特点和性能作梗概介绍。     

SO2胁迫对园林植物幼苗光合生理特征的影响

通过盆栽人工模拟熏气实验,设置不同浓度(2.86和5.72 mg/m3)SO2胁迫处理,以相对清洁区(CK)红花羊蹄甲、尖叶杜英、芒果、糖胶树、秋枫和樟树光合参数因子为对照,研究不同浓度SO2胁迫处理对6种园林植物光合生理特性的影响。结果表明:1)6种园林植物幼苗最大净光合速率随着SO2浓度的增加呈下降趋势,与CK相比,LSO2和HSO2处理下红花羊蹄甲、尖叶杜英、芒果、糖胶树、秋枫和樟树最大净光合速率分别下降了20.96%和38.35%、45.32%和52.17%、69.21%和71.19%、58.30%和61.88%、43.90%和56.10%、25.26%和40.34%;2)相对清洁区(CK),红花羊蹄甲、芒果、糖胶树、秋枫和樟树光饱和点介于748～1 016μmol/(m2.s)之间,光补偿点介于4.0～9.3μmol/(m2.s)之间,表现出较强的喜光和耐阴特性,在不同SO2浓度处理下,6种园林植物光饱和点与CK相比有不同程度的降低,下降幅度最大为芒果、糖胶树和秋枫,降幅最小的为樟树;3)不同SO2浓度对6种园林植物光补偿点的影响不明显,经过SO2污染胁迫后6种植物光适应范围变窄,适应性变差;4)红花羊蹄甲和樟树保持了较高的净光合速率和水分利用效率,对SO2胁迫适应能力较强。研究结果可为火电厂、陶瓷厂、钢铁厂、石化厂等重度酸污染地区植物选择提供参考。     

农户室内空气污染现状案例分析

本文选择中国中西部农村地区,对不同自然条件、经济条件、生活习惯和用能结构下,农户室内空气质量的状况进行了实地调研和现场测试,并就室内空气污染物的浓度及其影响因素进行了较为系统地分析探讨。结果表明,农村室内CO、SO2、PM2.5污染严重,三种污染物日平均浓度最高值分别超过国家标准8、38和4倍。CO、SO2、PM2.5超标农户所占比例均过半,其中用煤户SO2达到81.95%。除用煤户日均浓度较高外,各农户室内污染物浓度峰值主要出现在用火期间,如做饭、温热猪食或取暖。农户日平均用火时间超过3 h,用火期间污染物浓度是日平均浓度的3~4倍。     

农户室内污染物浓度相关性分析

本文对单一燃料使用时农户室内不同污染物浓度变化的相关关系,以及使用不同炉灶类型的农户PM2.5日均平均浓度和CO日均浓度间的相关性进行分析,力求通过污染物之间的相关关系,用一种污染物的浓度预测其他污染物的浓度,简化在农村实地检测室内空气污染水平的复杂性。研究结果表明,燃煤农户室内CO与PM2.5(R=0.841,P<0.01),CO与SO2(R=0.8878,P<0.01)浓度的变化都显著相关,燃柴农户室内CO与PM2.5浓度的变化(R=0.869,P<0.01)也显著相关;由于烟道内CO和SO2的浓度受外界环境影响较小,其相关关系非常显著(R=0.9846,P<0.01);CO和PM2.5水平之间的相关性与炉灶类型和燃料类型有关。     

超表达亚硫酸氧化酶基因对促进番茄果实亚硫酸盐氧化的研究

本研究以亚硫酸氧化酶基因（SO）超表达系（OE）、干扰系（Ri）及野生型（WT）的绿熟番茄果实为材料,经SO2熏蒸后,12℃低温贮藏,研究亚硫酸氧化酶基因的超表达,对番茄贮藏期间相对电导率、亚硫酸盐含量、番茄红素含量及成熟度的变化。结果表明,经SO2熏蒸后,Ri果实较WT果实表现为相对电导率增加,亚硫酸盐残留较多,番茄...     

SO3^2—与Cl^—胁迫对小麦幼苗毒性的研究

通过室内对比实验，研究了亚硝酸盐和氯化钠对小麦幼苗的毒性。结果表明，相同浓度的亚硫酸盐比氯化钠对小麦幼苗的伤害程度大；在总电荷浓度和钠离子浓度相同的条件下，SO3^2-的毒性大于Cl^-。这提示亚硫酸盐和氯化钠对小麦幼苗伤害的机理存在差异，且主要由SO3^2-和Cl^-的不同属性决定的。     

干旱区施不同浓度硝酸钾对后备耕地土壤水盐的影响

采用野外试验和室内分析相结合的方法,研究施用不同量硝酸钾对新疆盐碱土水盐及离子分布的影响.结果表明:(1)随着外源硝酸钾施入土壤,土壤上层含水率增加,下层减少.(2)土壤上层的全盐含量增大,并且施钾浓度越高含盐量也越高.(3)施钾样地整个土层的Ca2+、Mg2+、SO42-浓度相对于对照地(非施钾样地)有所增加,而Na+和Cl-浓度降低.当施钾浓度为400mg/L时上层Na+浓度显著增加,可能对作物造成危害;施钾浓度达到1 000mg/L时Na+浓度变化不大,即施钾浓度越高Na+浓度越低.(4)施钾浓度为1 000 mg/L时,土壤上层钠吸附比(SAR)、Cl-/SO42-大大降低.施用硝酸钾可增加后备耕地土壤上层的含水量,减少钠吸附比(SAR)、Cl-/SO42-,有利于农作物的生长,但也增加了土壤上层的含盐量.     

地表臭氧胁迫对大豆干物质生产和分配的影响

利用结构、性能完全相同的9个开顶式气室（OTC）,开展了大田试验条件下地表臭氧浓度增加对大豆干物质（DM）生产和产量的影响研究。实验设置三个处理：CK为未经处理的空气,T1处理的O3浓度为100nL.L^-1,T2处理的O3浓度为150nL.L-1。结果表明：不同浓度臭氧熏气下,不同生育期大豆干物质重、根瘤数、根瘤干重,鼓粒期根茎的转运率和移动率均显著下降（P〈0.05）。100nL.L^-1臭氧处理对叶片转运率和鼓粒期-成熟期干物质生产速率影响不显著;150nL.L^-1臭氧熏气下,大豆结荚出现时间推迟,叶片转运率和鼓粒期-成熟期干物质生产速率均显著下降。臭氧浓度升高显著降低大豆的单株粒数、粒重及产量,但对百粒重没有显著影响。以上结果表明,100nL.L^-1臭氧熏气下大豆产量显著下降的主要原因是干物质生产速率下降;而150nL.L^-1臭氧熏气下大豆产量显著下降,是由于干物质转移受抑制和干物质生产速率下降共同导致的。     

SO2诱导拟南芥气孔保卫细胞致死效应研究

以拟南芥叶片下表皮为材料,研究了SO2体内衍生物——亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液（3：1,mmol·L^-1／mmol·L^-1）对气孔保卫细胞的致死作用。结果表明,浓度0．5～4．5mmol·L^-1的SO2衍生物处理表皮3h可引起保卫细胞死亡,细胞死亡率呈浓度依赖性增高。抗坏血酸（AsA）或过氧化氢酶（CAT）与SO2衍生物共同作用时,保卫细胞死亡率显著降低。Ca^2＋合剂乙二醇双四乙酸（EGTA）或Ca^2＋通道抑制剂LaCl3与SO2衍生物共同作用时,保卫细胞死亡率亦显著降低。研究发现,一定浓度的SO2可诱导拟南芥保卫细胞死亡,胁迫可能通过诱导活性氧、激活质膜钙通道,造成胞外Ca^2＋内流,引发细胞死亡。     

中性盐胁迫对乌拉尔甘草种子萌发的影响研究

本文研究了NaCl和Na2SO4不同浓度下两种中性盐胁迫对乌拉尔甘草种子萌发的效应。结果表明:≤280 mmol/L浓度的NaCl和≤240 mmol/L浓度的Na2SO4处理时,发芽率高于60%,高浓度的Na2SO4抑制种子发芽强于NaCl;不同浓度Na2SO4处理的发芽高峰期出现比对照早3～5天,比NaCl处理的早2～6天;Na2SO4处理种子的发芽势小于相同浓度的NaCl;中性盐胁迫浓度大于200 mmol/L时,种子发芽指数小于对照,NaCl溶液各梯度处理下的发芽指数均高于相应浓度的Na2SO4处理。发芽率、发芽势和发芽指数都与NaCl和Na2SO4浓度呈极显著负相关,发芽高峰期出现的天数与NaCl浓度呈正相关,与Na2SO4浓度呈负相关。     

二氧化硫胁迫诱导拟南芥NIT2基因DNA甲基化修饰

DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式。利用亚硫酸氢盐修饰后测序法和甲基化敏感性限制性内切酶-PCR（MSRE-PCR）法,研究SO2胁迫对拟南芥腈水解酶（NIT2）基因序列中胞嘧啶甲基化状态的影响,分析甲基化特征改变在植物胁迫应答过程中的作用。研究发现,30 mg.m-3的SO2连续熏气3 d后,拟南芥植株地上组织细胞中NIT2基因启动子区域CG和CHH（H为C,A或T）位点甲基化水平下降,总甲基化水平降低,但未检出编码区5′端目的片段中CCGG位点甲基化状态的改变。RT-PCR分析表明,SO2胁迫组拟南芥植株地上组织细胞中NIT2基因的转录水平高于对照组。研究结果表明,SO2胁迫导致拟南芥NIT2基因启动子区甲基化水平降低,NIT2基因转录上调,说明SO2胁迫能诱发拟南芥基因胞嘧啶甲基化水平改变,启动子区甲基化水平的降低可能与防御基因的诱导表达有关,胞嘧啶甲基化修饰参与了植物的抗逆生理过程。     

不同种类硫肥对油菜吸锌的影响

采用温室盆栽试验,分别设置4个硫肥浓度(0 mg · kg-1、160 mg · kg-1、640 mg · kg-1和2 560 mg · kg-1),研究了不同种类硫肥(元素硫、硫酸铵和硫酸钾)对油菜锌的影响.结果表明:不同类型以及不同浓度的硫肥对油菜生物量无显著影响.随着硫肥浓度的增加,土壤中CaCl2可提取态锌含量显著增加,且不同硫肥类型对可提取态锌含量的影响效果存在差异.(NH4)2SO4处理可提取态锌含量最大,在2 560 mg · kg-1处理下达0.72 mg · kg-1,为对照的2.1倍.油菜中的锌浓度随硫肥浓度的增加显著增加,且不同硫肥类型对植物中锌浓度的影响效果存在差异,在2 560 mg · kg-1(NH4)2SO4处理下,油菜中锌浓度为96.1 mg · kg-1,是对照52.6 mg · kg-1的1.8倍,而同一浓度K2SO4处理下为69.0 mg · kg-1,仅为对照的1.3倍.油菜中的硫浓度随硫肥浓度的增加显著增加,(NH4)2SO4和K2SO4处理对油菜吸硫的效果好于元素硫处理.     

阴离子对可变电荷土壤吸附铜离子的影响机理

根据NO-3、Cl-和SO24-对可变电荷土壤和恒电荷土壤吸附Cu2+的影响的比较,探讨了阴离子对可变电荷土壤吸附Cu2+的影响机理。结果表明,当3种阴离子的浓度相同时,在SO24-体系中铁质砖红壤对Cu2+的吸附率较在NO3-和Cl-体系中大得多,而在浓度相同的3种阴离子体系中,黄棕壤对Cu2+的吸附率相差不大。在离子强度相近的NaCl体系中,砖红壤对Cu2+的吸附率相近。在3种阴离子体系中,随着pH升高,砖红壤对Cu2+的吸附率均增大;但在NO-3体系和Cl-体系中Cu2+的吸附率相近;而在SO24-体系中Cu2+的吸附率最大。随着Na2SO4浓度的增大,铁质砖红壤和砖红壤对Cu2+的吸附率减小。但在0.005 mol L-1和0.05 mol L-1Na2SO4体系中,Cu2+的吸附率大于在不含Na2SO4的体系中者。而在0.5 mol L-1Na2SO4体系中,Cu2+吸附率小于在不含Na2SO4体系中者。在3种浓度的Na2SO4体系中,黄棕壤对Cu2+的吸附率均小于在不含Na2SO4体系中者。总之,阴离子可通过离子强度、专性吸附和形成离子对影响土壤对Cu2+的吸附。在可变电荷土壤中,阴离子对Cu2+吸附的影响机理较在恒电荷土壤中复杂得多。     

大豆、玉米、花生和菜豆对SO_2、HF单一和复合暴露的产量反应

<正> 空气污染物导致农作物显著的经济损失,足以在污染控制的价值利害分析中成为一个重要考虑因素。本研究的目的是测定CO_2、HF和它们混合物的低浓度暴露对大豆、玉米、花生和菜豆生长和产量的影响。材料和方法熏气罩: 每次熏气用12只熏气罩。每只罩体由直径3m、高2.4m的坚固铝框架覆以经紫外线处理过的聚乙烯塑料(PVC)薄膜组成。上层框架覆以单层PVC膜,下层框架覆双层     

利用钾吸收基因表达评价葡萄叶面喷施钾肥效果和喷施浓度

【目的】叶面喷施钾肥可以快速、 高效地为葡萄补充钾营养,促进葡萄的高产和优质,已经被广泛应用于葡萄生产中。本实验通过对葡萄叶面喷施不同种类及浓度钾肥,测定葡萄叶片和果实等生理指标变化,以及钾吸收相关基因的表达变化,从生理和基因水平上评价这些钾肥的喷施效果,为葡萄生产中钾肥的施用提供一定指导。【方法】本实验以‘夏黑’葡萄为试材,选择两个葡萄生长关键时期盛花期和果实膨大期分别对葡萄叶片喷施0.2%、 0.5%和0.8%三种浓度的K2SO4、 K2CO3、 K2SO4·2MgSO4和KCl。然后对葡萄叶片和新梢的生长率,坐果率,叶绿素含量,单粒重,可溶性固形物等生理指标进行统计分析,并利用荧光定量PCR技术分析4个钾吸收相关基因VvHAK13、 VvKEA2、 VvSIRK和VvSORK的表达情况。【结果】叶面喷施4种钾肥后,葡萄叶片和新梢的生长率,坐果率,叶绿素含量,单粒重,可溶性固形物等各项生理指标均有不同程度的提升。钾肥种类不同,最适喷施浓度不同,同种钾肥在葡萄盛花期和果实膨大期的最适喷施浓度也有所不同,四种钾肥在果实膨大期的最适喷施浓度普遍高于盛花期。四个钾吸收相关基因在喷施不同种类及浓度钾肥后也表现出不同的表达模式,总体来讲VvKEA2、 VvSIRK 、 VvSORK的表达上调,而VvHAK13的表达下调。果实膨大期,需喷施较高浓度的钾肥,钾吸收相关基因才表现出较强烈的响应,而在盛花期则只需喷施较低浓度的钾肥。综合生理指标和基因表达两方面结果,得出4种钾肥效果依次为K2SO4·2MgSO4＞K2SO4＞K2CO3＞KCl。盛花期K2SO4和K2CO3的最适喷施浓度为0.5%,K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.2%; 果实膨大期K2SO4、 K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.5%,K2CO3的最适喷施浓度为0.8%。【结论】葡萄叶面喷施钾肥可以有效促进葡萄叶片和果实的生长发育,四种钾肥的效果依此为: K2SO4·2MgSO4＞K2SO4＞K2CO3＞KCl。盛花期K2SO4和K2CO3的最适喷施浓度为0.5%,K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.2%; 果实膨大期K2SO4、 K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.5%,K2CO3的最适喷施浓度为0.8%。适宜的喷施浓度可以有效提高钾吸收相关基因的表达,是其提高钾吸收利用的机理之一。