增强UV-B辐射对元阳梯田2个地方水稻品种N营养累积的影响

在2011年,以元阳梯田2个地方水稻品种白脚老粳和月亮谷为研究对象,以自然光照和大田水稻原位种植为条件,进行模拟臭氧衰减(0、10%、20%、30%)导致UV-B辐射增强(0、2.5、5.0、7.5kJ·m-2),研究2个地方水稻品种的N含量和累积量以及稻田土壤有效态N和全N含量对UV-B辐射增强的响应。结果表明:总体上UV-B辐射增强在TR7.5(UV-B辐射增强7.5kJ·m-2)处理时显著降低2个水稻品种叶、茎、根和穗生物量,在TR7.5处理时,水稻各部位生物量降到最小值。2个地方水稻品种叶、茎、根和穗N含量影响基本一致,显著增加2个地方水稻品种各部位N含量。随着UV-B辐射增强白脚老粳各部位群体累积量有显著增加的趋势,而月亮谷各部位群体累积量随UV-B辐射增强表现出先升后降。UV-B辐射增强促进两个水稻品种N营养输出,降低土壤碱解N和总N含量,导致土壤N库储量降低。     

UV-B辐射对元阳梯田水稻植株通气组织的影响

【目的】大田原位种植条件下,研究人工模拟UV-B辐射增强(0、5.0、10.0 kJ/m~2)对元阳梯田地方水稻品种白脚老粳齐穗期根、茎通气组织的影响。【方法】采用传统石蜡切片法制备水稻根和茎基部横切面切片,用Leica DMLB2显微镜对其照相并测量水稻根、茎中通气组织大小。【结果】5.0和10.0 kJ/m~2 UV-B辐射导致水稻根横切面积显著增大,5.0 kJ/(m~2·d) UV-B辐射导致根内部维管束面积极显著增大。5.0 kJ/(m~2·d)UV-B辐射导致倒1、倒2和倒3的茎壁面积均显著降低,倒4的茎壁面积显著增高,倒3、倒4的髓腔面积显著减小。5.0 kJ/(m~2·d) UV-B辐射增强处理后,倒1、倒2、倒3和倒4节的气腔面积显著增加,10.0kJ/(m~2·d) UV-B辐射显著提高了水稻倒3节间的气腔面积,显著降低倒4节间的气腔面积。UV-B辐射后,不同节之间维管束面积有不同的变化趋势,倒4节间的维管束面积呈不同比例显著增大。【结论】UV-B辐射增强会导致元阳梯田水稻的通气组织发生显著变化,维管束面积以及气腔面积占节间、茎壁横切面积比例均显著增加。     

元阳梯田水稻秸秆饲用特征对增强的UV-B辐射的响应

【目的】探究水稻秸秆的饲用特征对UV-B辐射的响应。【方法】通过大田原位模拟试验,以元阳梯田传统水稻品种白脚老粳为材料,研究不同强度UV-B辐射处理(0、2.5、5.0和7.5 kJ/m²)对水稻秸秆生长形态(茎秆长、茎粗和生物量)和饲用化学成分(粗纤维、粗脂肪、粗灰分、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、淀粉、可溶性糖和非蛋白氮)的影响,并分析秸秆的品质营养价值指数(秸秆的可吸收营养物质总量TDN、净能NE1、秸秆干物质采食量DMI、可消化的干物质DDM和相对饲料价值RFV)。【结果】随着UVB辐射增强,水稻秸秆的长度和茎粗增加,生物量下降。不同UV-B辐射增强处理下,水稻秸秆的粗蛋白含量、粗纤维含量、粗脂肪含量、粗灰分含量和中性洗涤纤维含量没有显著的差异;非蛋白氮含量、淀粉含量和可溶性糖含量表现出单峰变化规律;酸性洗涤纤维含量在2.5 kJ/m² UV-B辐射处理时最低。2.5和5.0 kJ/m² UV-B辐射处理时,形态响应指数、饲用品质响应指数和综合响应指数较高;2.5 kJ/m² UV-B...     

UV-B辐射增强对水稻产量及品质的影响

研究盆栽条件下,以2个粳稻品种沈农265和沈农606为试材,UV-B辐射对水稻产量及其品质的影响.试验设3个处理,分别为自然光及紫外辐射增强5%、10%.结果表明UV-B,辐射使作物的株有效穗数、穗总粒数、结实率、千粒重下降,最终导致产量下降;籽粒的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质都随辐射的增加而下降.     

UV-B辐射增强对水稻叶片抗氧化系统的影响

在UV－B辐射增强条件下，研究了3个不同类型水稻品种抗氧化系统的变化。结果表明，UV－B辐射胁迫使水稻叶片抗氧化物酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性先升后降，抗坏血酸过氧化物酶（ASP）活性下降，过氧化物酶（POD）活性上升；抗氧化物质类胡萝卜素含量下降，还原型谷胱甘肽（GSH）含量提高，而还原型抗坏血酸（ASA）含量除新株型稻在处理后期有所降低外，其它两个供试品种汕优63和南川在处理期间均增加；叶片活性氧化氧化氢（H2O2）累积，膜脂过氧化加剧，丙二醛（MDA）相对含量增加。3个供试品种的抗氧化系统变化幅度存在差异，这可能与其适应性不同有关。     

UV-B辐射对元阳梯田水稻根系LMWOAs分泌量和根际微生物数量的影响

在元阳梯田地方水稻品种——白脚老粳的拔节孕穗期、抽穗扬花期和成熟期,通过小区实验研究不同UV-B辐射强度(0、5.0、10.0 k J·m~(-2))对水稻根系低分子量有机酸(LMWOAs)分泌量和根际7个类群微生物数量的影响,并对水稻LMWOAs分泌量和根际微生物数量进行相关分析。结果表明:UV-B辐射增强导致水稻根系草酸和琥珀酸分泌量增加,酒石酸和苹果酸分泌量下降。水稻根际细菌、真菌、自生固氮菌、纤维分解菌、无机磷细菌和钾细菌的数量均在成熟期最大,拔节孕穗期次之,抽穗扬花期最小;但放线菌数量在拔节孕穗期最大,抽穗扬花期次之,成熟期最小。UV-B辐射增强不改变根际微生物数量随生育期进程的动态变化规律,但导致水稻根际7个类群微生物的数量显著或极显著增加。水稻根系草酸分泌量与根际自生固氮菌、纤维分解菌数量呈显著正相关,琥珀酸分泌量与自生固氮菌数量呈显著正相关,与细菌、真菌、纤维分解菌、无机磷细菌和钾细菌数量呈极显著正相关。综上可知UV-B辐射增强影响大田水稻根际微生物的数量,与其改变水稻根系低分子量有机酸的分泌量密切相关。     

UV-B辐射与稻瘟病菌复合胁迫对元阳梯田水稻生长和光合特性的影响

为阐明UV-B辐射与稻瘟病菌复合胁迫对水稻生长的影响,通过在大田条件下,于元阳梯田稻田紫外辐射试验站种植当地传统稻种——白脚老粳,在水稻叶片不同感病时期(稻瘟病菌侵染前、侵染过程中、感病后)进行UV-B辐射(5.0 k J·m-2)增强处理,研究UV-B辐射增强对水稻-稻瘟病菌互作体系中水稻生长和光合特性的影响,并结合稻瘟病的病情指数进行分析。结果表明:稻瘟病菌侵染前进行UV-B辐射(UV-B→菌)处理,显著抑制了水稻的株高、穗数、地上部分生物量和产量,叶绿素a和叶绿素b的含量显著增加,光化学淬灭系数(q P)显著升高,但光合作用受到抑制;稻瘟病菌侵染的同时进行UV-B辐射(UV-B/菌)处理,水稻在双重胁迫下生长受到抑制,光合速率与UV-B辐射处理差异不显著;感病后进行UV-B辐射(菌→UV-B)处理,水稻生长情况与自然光照条件下差异不显著,光合作用受到显著的抑制,q P显著降低,叶片非光化学淬灭系数(NPQ)显著升高;UV-B辐射显著降低水稻叶片稻瘟病病情指数,不同感病时期进行UV-B辐射处理,病情指数差异不显著。可见UV-B辐射与稻瘟病菌复合胁迫抑制水稻生长和光合作用,但稻瘟病的流行也受到抑制。     

短暂UV-B辐射对玉米叶片和根系氮代谢影响的研究

为揭示玉米受到UV-B辐射后地上部分和地下部分对辐射响应的情况,该文分析了短暂UV-B辐射后不同时间玉米叶片和根系中可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、总游离氨基酸含量等氮代谢相关生理生化指标。短暂UV-B辐射导致玉米叶片中3个供试指标在短时间内的迅速积累;可溶性蛋白和脯氨酸在叶片和根系中的变化趋势基本相反,且在叶片中变化显著;总游离氨基酸在叶片和根系中变化趋势基本一致,在根系中变化显著。结果表明UV-B辐射对玉米地上和地下部分氮代谢产生不同程度的影响,该研究对于全面揭示增强UV-B辐射对农作物的影响及其生理生化机制提供理论参考。     

UV-B辐射增强对棉花叶片显微结构的影响

[目的]研究在大田栽培和自然光照条件下,人工模拟紫外辐射(UV-B,280～320 nm)增加对棉花叶片显微结构、品质和产量的影响.[方法]通过人工增加对棉花UV-B辐射,设置4个处理,每个处理的辐射剂量分别为0 w/m2 (R0)、0.5(R1)、1(R2)和1.5 w/m2(R3).在处理的第45 d时测定棉花叶片伤害状况,叶面积、叶绿素含量和棉花叶片显微结构.[结果]随着UV-B辐射增强, 棉花叶片可见伤害症状越来越严重;叶面积逐渐减小,各个处理之间均达到了极显著差异(P<0.01);棉花叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈现先升后降的趋势;经过主脉的叶片厚度、木质部和韧皮部厚度变化趋势是R1>R0>R2>R3,上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度大小为R1>R2>R0>R3.[结论]UV-B辐射增强对棉花造成一定程度的伤害,当辐射剂量超过棉花植株体内一定的阈值之后,伤害程度就越大.     

UV-B辐射增加对水稻生长发育及产量的影响

在盆栽条件下,以有代表性的2个粳稻品种为试材,采用盆栽方法,研究UV-B辐射对2个粳稻品种生长发育及其产量的影响。试验设3个处理,分别为自然光、紫外辐射增强5%和10%。试验结果表明,UV-B辐射强度增加明显滞后水稻的生育期,使株高变矮,分蘖数减少,叶面积和干物重下降,最终导致产量降低。并且UV-B辐射强度增加后穗粒数和穗数的下降是水稻产量降低的主要原因。总体来说,UV-B辐射增加越多对水稻的影响越大,但其抑制程度依品种,水稻所处的生长阶段的不同而不同。     

大田条件下UV-B辐射对元阳梯田2个地方水稻品种硅、类黄酮和总酚含量的影响

云南元阳梯田稻田被认为是持续稳定稻田生态系统的典型代表.在元阳梯田原生环境中,通过大田试验,研究UV-B辐射(0、2.5、5.0、7.5 kJ·m-2)增强对元阳梯田地方水稻白脚老粳和月亮谷的茎与叶硅含量、叶类黄酮和总酚含量的影响.结果表明:(1)UV-B辐射处理下,白脚老粳拔节期茎和叶的硅含量、月亮谷抽穗期茎的硅含量、拔节期和抽穗期叶的硅含量均显著增加.(2)UV-B辐射导致白脚老粳(除2.5 kJ·m-2)和月亮谷抽穗期叶的类黄酮含量显著增加.(3)UV-B辐射导致白脚老粳分蘖期(除2.5 kJ·m-2)、拔节期(除2.5 kJ ·m-2)和抽穗期叶的总酚含量均显著增加;月亮谷分蘖期和抽穗期(除2.5 kJ· m-2)叶的总酚含量显著增加.(4)2个水稻品种叶的硅含量与类黄酮、总酚含量均呈极显著正相关.总体来看,UV-B辐射增强促进白脚老粳茎与叶硅含量、叶类黄酮和总酚含量的增加,其增加百分率高于月亮谷,表明白脚老粳和月亮谷对UV-B辐射的抗性有所不同.     

不同氮肥用量对元阳梯田水稻产量及构成因素的影响

 为研究元阳传统栽培品种和外来引入新品种对不同氮肥用量的响应,在不同的氮肥处理下,对元阳地区月亮谷（传统品种）和楚粳26号（新品种）的氮素吸收量、水稻稻瘟病病情指数及产量构成因素进行了分析研究。结果表明,随着氮肥投入量的增加造成月亮谷减产,并引发了稻瘟病,氮素的吸收、利用效率随氮肥投入量的增加而下降,处理2（7500kg/hm2有机肥）产量最高,分别比处理1（不施肥）、处理3（7500kg/hm2有机肥+75kg/ hm2氮肥）、处理4（7500kg/hm2有机肥+150kg/hm2氮肥）增产14%,10%,11%。而对于楚粳26号,氮素用量最高的处理4（7500kg/hm2有机肥+150kg/hm2氮肥）相比处理1（不施肥）、处理2（7500kg/hm2有机肥）、处理3（7500kg/hm2有机肥+75kg/ hm2氮肥）分别增产77%,46%,10%,氮素利用效率随氮肥投入量的增加呈上升状态。     

增强UV-B辐射对柑橘叶片光合特性的影响

以不同强度UV-B照射3年生盆栽柑橘,研究柑橘的光合色素含量、净光合速率和叶绿素荧光特性对UV-B胁迫下的动态响应.结果表明:各处理Fm值显著下降,其中U5的Fm值下降幅度最大.除CK外,各处理Fo均上升.Fv/Fm,Fv/Fo值较UV-B辐射前显著下降,且随辐射时间的增长而降低.各处理QN的值均上升,其中U5上升65.7%.U5处理的QP较辐射前下降了,其它处理QP值均有所上升.随着UV-B辐射时间的增加,Yield,ETR,PSⅡ值逐步降低.且UV-B辐射25d后,各处理Yield,ETR,PSⅡ值最低,到30d时有所回升;UV-B胁迫30d后,对照组CK与U1的净光合速率Pn具有显著性差异,U5净光合速率最低.UV-B对各处理胞间二氧化碳浓度影响不大.各处理之间的气孔导度及蒸腾速率无显著差异,且U1的气孔导度和蒸腾速率都较其他处理高;随着UV-B辐射时间的增长,柑橘叶片中的Ca2+-ATPase活性明显升高.在轻度UV-B辐射下,柑橘能够通过自身的一些抗性机制及一些生理反应来抵御胁迫,但在强UV-B辐射下U5光合系统及细胞膜等受到一定程度的伤害,难以恢复到相应水平.     

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辐射增强对棉花根系特征及产量品质的影响

[目的]研究在大田栽培和自然光照条件下,人工模拟紫外辐射(UV-B,280～320 nm)增加对棉花生物性状、根系生长、产量和品质之间的影响.[方法]在自然光照的基础上,通过人工增加对棉花UV-B辐射,设置4个处理,每个处理的辐射剂量分别为0(R0)、0.5(R1)、1(R2)和1.5 w/m~2(R3).研究UV-B辐射增强对棉花生物性状指标,如叶片表观伤害、株高、茎粗、叶面积等以及根系生长指标特征参数、产量和品质的影响.[结果]随着辐射时间的延长和辐射剂量的增强,棉花叶片可见伤害症状越来越严重,R1、R2和R3处理棉花的株高和茎粗与对照R0相比达到了显著差异(P<0.05),各个处理之间叶面积差异达到了显著水平,单株干质量达到了极显著水平(P<0.01);与对照相比根系形态发生了明显的变化,R1、R2和R3处理分别比对照的根长、根表面积、根平均直径、根密度和根体积都有所减小;各个处理的棉花产量和品质显著低于对照.[结论]UV-B辐射增强使棉花地上部分和根系之间存在密切的直接关系,UV-B辐射强度越大对棉花的影响就越大.     

UV-B辐射增强对水稻光合特性及水分利用效率的影响

通过人工增加UV-B辐射,研究UV-B辐射对水稻叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等光合特性的影响。试验设3个处理,CK为对照组（自然基础）．T1（0．5w／m^2）和T2（1w／m^2）。试验结果表明：随着UV-B辐射的增强,水稻叶片不同生育期净光合速率T1和T2组较CK组分别下降13．91％和22．36％,13．21％-22．06％,14．31％-20．56％。UV—B辐射的增强促使不同生育期水稻的蒸腾速率和水分利用效率降低．     

UV-B辐射对元阳梯田稻田土壤活性有机碳含量与温室气体排放的影响

大田原位条件下,种植元阳梯田地方水稻品种白脚老粳,研究UV-B辐射增强(0、5.0 k J·m-2)对水稻生长期稻田土壤活性有机碳含量及其转化相关酶活性、温室气体排放量的影响,结果表明:UV-B辐射增强导致稻田土壤多酚氧化酶和蔗糖酶的活性显著降低,降幅为10%~17%;纤维素酶活性分蘖期和拔节期显著增加,分别增加了2.7 U·g~(-1)和5.5 U·g~(-1)。UV-B辐射增强显著降低水稻孕穗期、抽穗期和成熟期稻田土壤微生物量碳和易氧化有机碳的含量,降幅分别为10%~36%和9%~31.5%;增加拔节期、孕穗期和成熟期土壤溶解性有机碳的含量,分别增加了123.0、79.5 mg·kg~(-1)和57.8 mg·kg~(-1)。UV-B辐射增强显著降低水稻生长期稻田CH4的排放通量,降幅为23%~42%;但显著增加CO2和N2O的排放通量,分别平均增加418.9 mg·m-2·h-1和3.7μg·m-2·h-1。相关分析发现,稻田土壤多酚氧化酶活性与微生物量碳、易氧化有机碳含量呈显著正相关,且土壤微生物量碳含量与CH4排放通量呈极显著正相关。因此,UV-B辐射通过改变稻田土壤碳转化酶活性与活性有机碳含量,进而影响稻田温室气体排放。     

UV-B辐射增强对粳稻营养生长时期叶片光合特性的影响

为了解紫外（UV-B）辐射增强对营养生长时期粳稻光合特性的影响,研究了粳稻营养生长时期光合电子传递和荧光诱导动力学曲线（OJIP曲线）及其参数的变化特征。试验材料选用‘沈农265’,试验方式为盆栽,设置对照组CK（自然光照射）、处理组T1（自然光基础上增加5% UV-B辐射）和T2（自然光基础上增加10% UV-B辐射）。结果表明：UV-B辐射增强在3个测定时期（移栽后第20、40、60 d）不同程度降低了参与光呼吸的电子流（Jo）和参与碳还原的电子流（Jc）,增加10% UV-B辐射对于Jo的抑制作用大于增加5% UV-B辐射,不同程度增加了光呼吸电子流占比;UV-B处理对Rubisco氧化速率（Vo）变化趋势不明显,但都不同程度降低了Rubisco羧化速率（Vc）,且Vo/Vc呈上升趋势,与UV-B辐射强度呈正相关。UV-B辐射会降低粳稻OJIP曲线的P相值。3个测定时期的原初光能转换效率（Fv/Fm）、光化猝灭系数（qP）、光合电子传递相对速率（rETR）均减小,只有非光化猝灭系数（NPQ）升高,T2对Fv/Fm、qP、rETR的抑制作用大于T1。在营养生长时期UV-B辐射增强了Jo的比例,降低了Jc的比例,同时也降低了Vc,且随UV-B辐射的增强,改变的比例与速率增大,UV-B辐射最终会影响营养生长时期叶片的相对荧光产量。研究表明,UV-B辐射的增强,抑制了营养生长期叶片的光化猝灭程度,却促进了非光化猝灭速度,同时光电子传递速率也有所降低。     

UV-B辐射对水稻生长的影响及机理

uV—B辐射增强对水稻的生长发育及生理都有不同程度地影响,主要表现在外部形态的变化、光合系统被破坏、抗氧化系统不稳定、内源激素含量的改变、病害加剧、生育期滞后及生物量产量下降等方面。水稻对紫外（uv-B）辐射响应反馈存在着品种差异,通过建立响应指数公式将水稻对UV．B响应敏感性的品种差异进行评估。存在这种品种差异的主要原因包括：水稻的基因差异,生长及生理的差异,生育期和环境背景的差异。水稻对uV响应的机理最主要是诱导类黄酮化合物和花青素的积累以及通过改变自身的形态结构抵御UV辐射。在分析uV-B辐射增强对水稻的影响,以及水稻对uV响应品种差异及机理的基础上,提出水稻与uv．B相互关系的未来的研究方向。