UV-A辐射对土壤-冬小麦系统呼吸速率和N2O排放的影响

为研究UV-A辐射增强对土壤-冬小麦系统微量气体释放的影响规律,通过室外盆栽试验,人工模拟UV-A辐射增强,UV-A辐射强度处理分别比自然光(CK)增加10%(T1)和20%(T2).采用静态箱-气相色谱法测定了不同UV-A辐射强度下裸土、土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N,2O排放通量.结果表明:T1和T2处理下裸土呼吸速率分别比CK高83%(P=0.022)和263%(P=0.038),T2处理比T1高99%(P=0.073);T1和12处理使裸土N,2O排放通量比CK分别增加了64%(P=0.019)和186%(P=0.059),但,12与T1处理间的N,2O排放通量差异不显著(P=0.123).UV-A辐射增强没有显著影响土壤-冬小麦系统的呼吸速率大小;T2处理下土壤-冬小麦系统的N,2O排放通量显著高于CK(P=0.012)和T1(P=0.010),分别比CK和T1高33%和40%,但T1和CK的N,2O排放通量无显著差异(P=0.352).UV-A辐射增强没有影响冬小麦生物量(P<0.05),但T2处理下土壤-冬小麦系统的土壤微生物碳和亚硝酸氧化菌的数量明显高于对照.     

增强的UV-B辐射对作物的影响

大气中臭氧层的破坏导致到达地表UV-B辐射的增加,对作物产生不同程度的影响.本文讨论了增强的UV-B辐射对作物形态、生理代谢和遗传学效应的影响.     

短时间不同剂量UV-B辐射处理对冬小麦幼苗生理指标的影响

[目的]研究短时间不同剂量UV-B辐射对冬小麦幼苗叶片生理指标的影响,为进一步研究植物应答短时间紫外线照射的机理提供参考。[方法]以冬小麦为试验材料,采用15和30μW／cm^2。的UV—B照射强度对冬小麦幼苗进行短时间照射处理。测定指标包括：①反射光谱值。用Unispec光谱仪测定反射光谱,并计算所得参数,评价UV—B处理前后叶片叶绿素、花色素苷、类胡萝卜素含量、水分含量以及光合强度的变化,每处理测定10片叶;②可溶性蛋白含量。采用考马斯亮蓝G-250法测定叶片的可溶性蛋白含量,牛血清蛋白作为对照;③荧光参数（Fn／Fm）：将待测叶片暗反应20min后,用OS-30P荧光仪测定部位同叶色,每处理测定5片叶;④相对电导率。采用Martineau等的方法测定;⑤丙二醛（MDA）：采用邹琦的方法测定。测定项目②～⑤均重复5次。[结果】UV—B处理导致叶绿素、可溶性蛋白含量以及含水量都降低,且存在剂量效应,30μW／cm。的降幅大于15μW／cm^2;UV—B辐射导致花色素苷和类黄酮含量下降,尤其是处理后2h下降幅度最大,2种剂量的UV—B处理间差异不大。随着处理时间的延长,花色素苷含量呈逐渐上升趋势,其中,30μW／cm。处理的略高于15μW／cm。处理。UV—B辐射处理对类胡萝卜素含量的影响与花青素相同,均表现为先下降后上升的趋势,2种剂量间差异不大;2种剂量的UV—B处理均抑制了PSⅡ的电子传递,尤其是处理2h的抑制作用最大,4、6和8h的抑制有所缓解,且存在剂量效应;2种剂量的UV-B辐射均抑制了叶片的光合速率,随着照射时间的延长抑制效应加大;MDA和相对电导率在照射2h后明显增加,说明高剂量的UV—B处理对膜系统的损伤较大,低剂量的UV—B处理结果不明显。[结论]短时间的UV—B辐射处理对冬小麦幼苗叶片的影响具有剂量效应,高剂量比低剂量的作用效果大。且随着处理时间的延长,受害程度有所减轻,该结果与长时间UV—B照射的结果不同。     

短时间不同剂量UV-B辐射处理对冬小麦幼苗生理指标的影响

[目的]研究短时间不同剂量UV—B辐射对冬小麦幼苗叶片生理指标的影响,为进一步研究植物应答短时间紫外线照射机理提供参考。[方法]以冬小麦为试验材料,采用15和30μW／cm^2的uV—B照射强度对冬小麦幼苗进行短时间照射处理,并测定色素含量、光合速率等生理指标。[结果]UV—B处理导致叶绿素、可溶性蛋白含量以及含水量都降低,且存在剂量效应,30μW／cm^2处理的降幅大于15μW／cm^2;UV—B辐射处理对类胡萝卜紊含量的影响与花青素相同,均表现为先下降后上升的趋势,2种剂量间差异不大;2种剂量的UV—B处理均抑制了PSⅡ的电子传递,尤其是处理2h的抑制作用最大,4、6和8h的抑制作用有所缓解,且存在剂量效应;2种剂量的UV-B辐射均抑制了叶片的光合速率。随着照射时间的延长抑制效应加大;高剂量UV—B处理对膜系统的损伤较大,低剂量UV—B处理结果不明显。[结论]短时间UV—B辐射处理对冬小麦幼苗叶片的影响具有剂量效应,高剂量比低剂量的作用效果大。且随着处理时间的延长,受害程度有所减轻,该结果与长时间UV—B照射的结果不同。     

UV-B辐射增强对生态系统矿质营养循环的影响

 人类活动产生的氟氯烃等化合物对大气的污染造成臭氧损耗,引起地面UV-B辐射增强,进而造成对地球生态系统的影响。本文综述了UV-B辐射增强对陆地生态系统和水生生态系统矿质营养影响的国内外研究态势,尤其是对两者矿质营养循环的影响研究, 并就目前研究状况, 提出未来研究方向。     

地表UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统N2O排放的影响机理研究

为了解UV-B增强条件下农田N₂O响应规律,采用室外盆栽实验,研究了地表UV-B辐射增强20%对土壤-冬小麦系统N₂O排放的影响及其影响机理.结果表明,在小麦返青期,UV-B辐射增强处理对该系统N₂O的排放影响不显著;在小麦的拔节期,UV-B辐射增强处理显著降低了土壤-小麦系统N₂O的排放,并减少了该系统的呼吸速率.UV-B辐射增强对N₂O的影响机理主要表现在对小麦植株N代谢过程的影响,如显著增加     

UV-B辐射增强对稻田土壤氮转化的影响

本文旨在探讨UV-B辐射增强对稻田土壤氮转化的影响。在元阳梯田原位种植当地传统水稻品种——白脚老粳,研究UV-B辐射增强(0、2.5、5.0 k J·m~(-2)和7.5 k J·m~(-2))对水稻生长期稻田土壤氮转化相关酶活性、无机氮含量及N_2O排放量的影响。结果表明:5.0 kJ·m~(-2)UV-B辐射增强处理导致水稻分蘖期和孕穗期土壤亚硝酸还原酶、脲酶活性显著降低;孕穗期时所有处理亚硝酸还原酶活性显著高于其他时期,分蘖期时所有处理脲酶活性显著高于其他时期;与对照相比,3个UV-B辐射增强处理导致成熟期硝酸还原酶、蛋白酶活性显著增加;孕穗期时2.5、5.0、7.5 k J·m~(-2)UV-B辐射增强处理硝酸还原酶活性显著高于其他时期,分蘖期时所有处理蛋白酶活性显著高于其他时期的相同处理。2.5 k J·m~(-2)UV-B辐射增强处理在水稻整个生育期中,除拔节期外NH_4~+-N含量均显著降低,5.0 kJ·m~(-2)UV-B辐射增强处理导致稻田土壤NO_3~--N含量在整个水稻生育期显著升高。UV-B辐射增强显著降低拔节期和孕穗期N_2O排放通量,成熟期则显著增加。相关分析发现,稻田土壤N_2O排放通量与NH_4~+-N含量呈极显著正相关,而NH_4~+-N含量与NO_3~--N含量及脲酶活性呈极显著正相关(P0.01)。从水稻生长的生育期来看,UV-B辐射提高了土壤硝酸还原酶、蛋白酶活性,抑制了亚硝酸还原酶、脲酶活性,促进了NH_4~+-N向NO_3~--N的转化,从而抑制了拔节期、孕穗期N_2O的排放。     

UV-B辐射增强对森林生态系统的影响

综述了近年来UV-B辐射增强对森林生态系统的相关研究,主要从树木生长、森林生态系统竞争平衡与群落动态、生态系统营养分配以及UV-B辐射增强对林木的间接影响等方面进行概述。针叶树、耐荫树种以及高海拔区的植物对UV-B辐射忍耐性较强。在UV-B辐射增强背景下,阔叶树种、阳生树种可能会提早退出植物群落;高海拔地区的群落结构也会产生相应变化,严重影响森林群落的演替与更新。森林生态系统的营养分配也会因UV-B辐射增强造成植物体内C、N平衡的改变而改变。UV-B辐射增强对林木生长、系统营养分配等方面的研究还没有定论,尚需要进一步研究,尤其是UV-B辐射增强背景下,需要对森林生态系统植物种间关系、植物与动物、微生物之间,以及地上地下部分之间的协同演变进行系统分析并长期监测。     

UV-B辐射增加对麦田生态系统N、P累积和循环的影响

在大田栽培和自然光条件下 ,研究了模拟UV -B辐射 (UV -B ,280～315nm)增强对麦田生态系统N、P累积和循环的影响。UV -B辐射显著影响春小麦不同生育期各部位N、P含量和群体N、P累积 ,并显著降低群体N、P总累积。在5.31kJ/m2 UV -B辐射下 ,春小麦群体N、P总累积的降低最显著。UV -B辐射降低春小麦群体N、P输出 ,标志着麦田生态系统N、P产投比降低 ,N、P循环功能下降。麦田土壤有效N、P含量增加是春小麦群体N、P输出降低的结果 ,并将导致土壤库中N、P储量的增加。     

镉和UV-B辐射增强复合胁迫对冬小麦幼苗生长和生理的影响

通过种子萌发和盆栽试验研究了镉(Cd)与UV-B辐射增强单独和复合胁迫对冬小麦幼苗生长和生理的影响,结果表明:(1)Cd与UV-B单独或复合胁迫对冬小麦种子萌发率没有显著影响,但明显抑制冬小麦幼苗的生长,复合胁迫的抑制效应明显大于单一胁迫;(2)UV-B辐射增强导致冬小麦叶片的叶绿素含量显著或极显著下降,类黄酮含量极显著增加,Cd胁迫没有显著影响,且复合Cd胁迫后不加剧UV-B辐射对冬小麦叶片叶绿素和类黄酮含量的影响;(3)Cd与UV-B单独胁迫均导致冬小麦叶片的细胞膜透性极显著增大,Cd胁迫导致冬小麦叶片的MDA含量显著增加,且UV-B辐射加剧Cd胁迫对冬小麦叶片MDA含量的影响;(4)Cd+UV-B复合胁迫冬小麦植株地上部的Cd含量显著高于Cd单独胁迫.可见,Cd和UV-B辐射增强复合胁迫对冬小麦生长和生理的影响存在协同效应.     

pH变化对中性土壤硝化过程N2O释放的影响

通过人为调节获得pH5.82、pH6.95和pH7.55的3种pH土壤,采用室内培养方法,研究了pH变化对土壤硝化过程N2O产生以及双氰胺(DCD)对硝化过程抑制作用的影响.结果表明,在好气培养2 d内,土壤硝化速率与pH呈正相关关系;在12 d的培养期间,土壤N2O释放总量随pH增大而增大,最大N2O释放量占施氮量的0.363%;pH变化影响土壤硝化作用的强弱以及硝化过程中N2O/N2的比例;pH变化对DCD的抑制作用影响显著,DCD对N2O释放总量的抑制率为34.4%～72.2%,当pH5.82时抑制作用最强.     

大豆N_2O释放与光照度和光合作用的关系

采用分隔式封闭箱法,测定盆栽大豆植株氧化亚氮(N2O)通量以及光照度、光合速率和气孔导度的日变化。同时,观测田间大豆—土壤系统在主要生长阶段N2O释放的变化。在温室里,大豆植株N2O释放在上午10:00时出现一个高峰;中午时N2O释放量较低,此时光照度和光合速率都保持在较高的水平上;在14:00时,N2O释放量达到低谷,光照度达到最大,但光合速率却处于很低的水平;在15:00时,植株N2O的释放达到第二个高峰,但光照度和光合速率却处于快速下降期。结果表明:植物N2O的释放不仅与光合作用的光反应有关,而且也与暗反应有关。上午10:00以后植株N2O释放通量与气孔导度变化没有一致的关系。在大豆生长季,大豆—土壤系统N2O释放通量有两个高峰,第一个峰出现在6月中下旬,第二个高峰出现在9月下旬。     

农田N_2O排放影响因素及减排措施

综述了影响农田N2O排放的主要因素,提出了符合中国特点的农田N2O减排策略,并展望了未来农田N2O排放的研究重点。     

华北平原不同作物-潮土系统中N_2O排放量的测定

在中国科学院封丘农业生态试验站应用原状土柱培养法测定了华北平原主要农作物 -潮土系统中N2O的排放量 ,比较了不同作物对农田土壤中N2O排放的影响。结果表明 ,大豆、花生、玉米和棉花4种作物系统的N2O排放通量有所差异 ;生长期间不施氮肥处理下N2O排放总量为0.57—1.00kgN·hm -2,施氮肥处理下为1.48—3.12kgN·hm-2,作物系统间有较大差异。氮肥产生的N2O -N占施肥量的0.57 %—1.58 % ,其中玉米作物系统是棉花作物系统的近3倍。     

反硝化过程中温室气体N2O产生和积累的影响因素

污水反硝化处理过程中不但会产生最终产物氮气,而且会产生中间产物N2O气体。氧化亚氮（N2O）是一种强力的温室气体,深入了解N2O产生机制及影响因素,有着重要的理论及实际意义。笔者对C/N比、溶解氧、pH、温度、NO2--N等影响N2O积累的因素进行了总结分析,并对氧化亚氮还原酶Nos的活性与N2O积累的关系进行了探讨。     

水热条件对黄土性小麦田N_2O排放特征的影响

以西北地区黄土性冬小麦田为研究对象,观察分析了不同年份小麦在不同生长期、不同水热条件下,各耕层土壤N2O排放的特征.结果表明,降雨和气温与N2O排放通量存在相关性,二者的共同作用引起年际间土壤N2O排放量的差异,而温度效应更大.小麦生长季节大田土壤N2O排放通量的变化与土壤10～20 cm深处温度有显著线性相关,但在孕穗期至开花期,N2O排放通量与土壤温度相关性不明显,其排放通量的升高主要受控于作物根系活动.在适宜土壤含水量范围内,土壤水分增加对土壤N2O排放具有正效应,但与耕层水分相关性未达显著.值得注意的是在干旱缺水条件下土壤N2O排放通量与NH^＋4-N含量大小间呈极显著相关.     

土壤质地对小麦和棉花田N_2O排放的影响

1994年—1995年在中国科学院封丘生态试验站通过小区试验研究了土壤质地对小麦和棉花田N2O排放量的影响。结果表明,土壤质地明显影响小麦和棉花田N2O排放量 ,壤质土壤排放的N2O高于砂质和粘质土壤 ,小麦和棉花生长期壤质、砂质及粘质土壤的平均N2O排放通量分别为37.93、23.81、12.90及70.39、45.87、27.85μg N2O -N/(m2·h)。黄淮海平原麦棉轮作土壤年平均N2O排放通量为19.37～51.97μg N2O -N/(m2·h)。     

覆盖种植措施对农田土壤中N_2O排放的影响

采用田间试验方法研究了西北干旱半干旱地区覆膜和种植措施对农田土壤中N2O排放通量变化的影响。结果表明,在冬小麦生长期内,覆膜与不覆膜措施相比较,无论种植小麦与否,土壤中N2O的排放通量显著增加;种植小麦与休闲地相比较,无论覆膜与否,土壤中N2O的排放通量也显著增加。