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.     

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。     

水稻对UV-B辐射响应的敏感性差异

\t\t\t\t\t目的\t\t\t\t\t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/m²)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。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t方法\t\t\t\t\t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。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t结果\t\t\t\t\t5.0和10.0 kJ/m² UV-B辐射导致水稻根横切面积显著增大,5.0 kJ/(m²·d) UV-B辐射导致根内部维管束面积极显著增大。5.0 kJ/(m²·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/(m²·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,10.0 kJ/(m²·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。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t结论\t\t\t\t\tUV-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。\t\t\t\t     

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...     

硅营养对UV-B辐射条件下水稻酚类代谢的影响

本研究在不同硅营养条件下，探讨了UV-B辐射增强对两个供试水稻品种(Lemont和Dular)硅营养特性和酚代谢物质的影响。结果表明：(1)在缺硅营养和UV-B辐射胁迫下，Lemont的硅营养吸收能力和生理利用率都比Dular强。（2）不同硅营养条件下，UV-B辐射胁迫促使Lemont叶片的PAL、PPO、 POD、CAT活性增强，总酚、类黄酮和绿原酸含量升高，而可溶性蛋白质含量降低；上述指标在Dular叶片中也表现出相同的变化趋势。但在缺硅营养和UV-B辐射共同胁迫下，Lemont表现出较强的酚类合成能力。（3）硅营养有利于水稻酚类代谢物质的积累，以减少UV-B辐射的伤害。综上所述，Lemont与Dular之间硅营养特性的不同，可能是引起两个供试水稻的酚类代谢差异，从而表现出对UV-B辐射抗性不同的原因之一。     

植物对UV-B辐射的响应与调控机制

目的研究不同UV-B辐射处理对水稻不同生育时期(分蘖期、拔节期和抽穗期)叶片氮代谢及其产量的影响。方法以元阳梯田水稻品种白脚老粳为材料,大田原位种植,研究不同UV-B辐射强度(0、2.5、5.0和7.5 kJ/m²)对水稻各生育时期叶片氮代谢关键酶[硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)]活性、含氮物质(可溶性蛋白与总游离氨基酸)含量及产量构成指标(有效穗数、穗粒数、千粒质量、结实率及产量)的影响。结果与对照相比,2.5 kJ/m² UV-B辐射时水稻抽穗期GS活性、拔节期GOGAT活性、分蘖期和抽穗期总游离氨基酸含量显著提高(P<0.05);5.0 kJ/m² UV-B辐射时水稻分蘖期NR活性、各生育期GS和GOGAT酶活性、可溶性蛋白及游离氨基酸含量显著增加(P<0.05),拔节期NR活性显著降低(P<0.05);7.5 kJ/m² UV-B辐射时水稻各生育时期叶片的NR、GS与GOGAT活性、可溶性蛋白含量及总氨基酸含量均显著降低(P<0.05)。UV-B辐射增强抑制白脚老粳有效穗数、穗粒数、结实率和千粒质量,导致产量下降,7.5 kJ/m² UV-B辐射强度下产量下降幅度最大为22.8%。结论大田增强UV-B辐射对元阳梯田地方水稻品种叶片氮代谢影响有显著的“剂量+生育时期”效应,中低强度UV-B辐射对水稻氮代谢有促进作用,UV-B辐射强度为5.0 kJ/m²时最为显著,高强度UV-B辐射对水稻氮代谢有抑制作用。增强UV-B辐射导致水稻产量下降。     

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。     

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。     

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。     

紫外线-B增强对水稻产量及品质的影响

以粳稻品种沈农6014及沈农265为试验材料,采用盆栽方法,研究紫外线-B增强对水稻的产量及品质的影响.试验设3个处理,即自然光照(TCK)处理、紫外辐射增强5%(T1)和增强10%(T2)处理.结果表明:紫外线-B增强能够降低水稻产量及产量构成因素,降低水稻籽粒糙米率(0.66%～7.06%)、整精米率(5.65%～18.88%)、平白粒率(22.17%～40.16%)、籽粒面积(2.61%～6.25%)、脂肪酸含量(1.23%～54.19%)和食味值(1.07%～16.78%),使籽粒中蛋白质含量(4.65%～10.71%)和直链淀粉含量(0.56%～4.81%)增高,且紫外线-B增强在T2处理下对水稻产量及品质的影响高于T1处理.     

紫外辐射增加后麦田的小气候特征研究(Ⅱ)

利用小麦灌浆期作物群体小气候和农田地温观测资料,分析研究了过量紫外线照射后农作物群体小气候(如湿度、风速、土温等)的时空分布特征,发现UV-B处理下的小麦群体湿度午前比对照区小,午后湿度比对照区大,CK、T1、T2组群体内外空气湿度最大差值分别为38.3%、30.6%、23.5%。UV-B的增加导致小麦群体的中下部风速较大,成熟期小麦,在大风天气里,UV-B处理组的小麦比对照处理的更易倒伏,小麦群体的风速在垂直方向上分布为:顶部>2/3处>基部>1/3处;UV-B的增加对麦田的土壤温度也有影响,强UV-B处理下的地温比对照处理的地温高,10cm地温的上升幅度在不同处理存在显著差异,CK和T2的10cm地温变化范围分别是12℃—14℃、12.8℃—16℃。     

UV-B辐射增强对大麦田土壤呼吸的影响

[目的]通过在典型晴天和阴天利用LI-8100对拔节期大麦田土壤呼吸速率的测定,研究UV-B辐射增强20%对土壤呼吸速率的影响。[方法]采用田间试验,人工增加和控制UV-B辐射的强度。[结果]UV-B辐射增强显著抑制大麦田的土壤呼吸。晴天时正常大麦田（B）的土壤平均呼吸速率比UV-B辐射增强20%处理的麦田（BU）高1.02μmol/（m2.s）,在阴天无外源UV-B辐射强迫的情况下,B处理的土壤平均呼吸速率则比BU处理低0.71μmol/（m2.s）。晴天UV-B辐射增强导致大麦田土壤呼吸的Q10值减小,而阴天无UV-B辐射胁迫时土壤呼吸的Q10值增加,导致了土壤呼吸速率的不同变化。[结论]UV-B辐射增强会显著抑制大麦田的土壤呼吸速率,从而影响作物产量的增加。     

不同氮素水平下UV-B辐射增强对水稻生理作用的影响

研究了不同氮素水平下增强的UV-B辐射对水稻沈农265生理作用的影响.结果表明,UV-B辐射增强能够降低相同氮素水平下水稻的叶绿素a、叶绿素b、SOD和POD活性,提高类胡萝卜素的含量、外渗电导率、MDA的含量;在增强的UV-B辐射条件下,随氮素增加,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素增加,MDA含量降低,而外渗电导率无影响,SOD先增加后降低.     

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。     

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。