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。     

SO_2熏气实验装置改进研究

根据作物现场熏气设计,制作开顶式熏气装置并做3项改进。利用复合式气体检测仪监测熏气室内SO2浓度,汇总分析监测数据,统计检验SO2浓度差异性。结果表明,熏气装置可稳定获取设定的浓度梯度,且熏气室内各点浓度无显著差异。此装置可用来研究受控条件下SO2对农作物的伤害影响。     

臭氧胁迫对水稻光合作用与产量的影响

采用开顶式气室（OTC）,对水稻“3694繁”（Oryza sativa L.3694 Fan）进行田间原位臭氧（O3）熏气实验,研究了不同O3浓度熏气处理下水稻光合色素、气体交换参数以及产量的响应。实验设置分4个水平：过滤大气组（CF,10 nL.L^-1）、自然大气组（NF,40nL.L^-1）和两个不同浓度的O3处理组（O1：100 nL.L^-1;O2：150 nL.L^-1）。结果表明：（1）与CF组相比,两个不同浓度的O3处理均导致水稻叶片光合色素含量大幅度下降,加速水稻的衰老过程;（2）在实验进程中,O3处理导致水稻叶片气体交换参数发生显著变化,饱和CO2浓度的净光合速率（Psa）t、气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）、气孔限制值（Ls）和羧化效率（CE）均呈现下降趋势,表明O3浓度的升高使水稻光合作用对CO2的利用效率降低,水稻在灌浆期对O3最为敏感;（3）O3处理使水稻产量损失明显,当AOT40值达到2.32μL.L^-1h时,就能导致水稻产量10%的减产。     

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。     

脱硫石膏改良盐碱土对水稻叶绿素荧光特性的影响

为揭示脱硫石膏改良盐碱土对水稻叶绿素荧光特性的影响,以水稻品种吉特605为试验材料,以不采用任何改良技术为对照(CK),设计4种脱硫石膏改良盐碱土技术集成模式,分别在水稻出苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期连续2年监测土壤电导率(EC)和pH值,测定水稻叶片叶绿素荧光参数和叶绿素含量,分析4种集成模式的改良效果。结果表明,随着处理时间的延长,与CK相比,各技术集成模式下土壤EC和pH值均极显著降低,水稻叶片叶绿素荧光参数Y、ETR、F_m、F_v/m等均显著增加(P<0.05),F_o呈下降趋势。除F_o、qP与叶绿素相对含量(SPAD)和叶片叶绿素含量(LCC)之间无显著相关性外(P>0.05),其他叶绿素荧光参数与SPAD和LCC之间均呈极显著正相关(P<0.01),其中NPQ与LCC之间相关系数最大,为0.771。各技术集成模式下qP的2年均值在4个生育时期均无显著差异(P>0.05),模式D和E下SPAD的2年均值均显著高于CK,模式E下LCC的2年均值也较CK显著升高。在各生育时期,各技术集成模式下叶绿素荧光诱导动力学曲线均表现出相同的变化趋势,但曲线中各特征点出现的时间不同,峰值也不同;随着技术集成模式的优化,斜率逐渐增大,各个特征点的相对可变荧光强度值均呈递增趋势。通过主成分分析,在水稻出苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期均提取到2个主成分,累积贡献率分别为96.285%、93.491%、91.285%和95.104%。利用隶属函数与权重对4种技术集成模式进行综合评价,获得了可综合评价改良效果的D值,排名依次为E>D>C>B>CK,说明模式E,即脱硫石膏22.5 t·hm^-2+改良剂7.5 t·hm^-2+有机肥30.0 t·hm^-2+黄沙30.0 t·hm^-2改良盐碱土的效果最佳。在此基础上,结合合理的灌排措施可有效缓解盐碱土对水稻幼苗的伤害,明显提高水稻叶片的叶绿素含量和光合电子传递效率,减轻盐碱胁迫对水稻生长过程中PSII系统的损伤。本研究结果为脱硫石膏改良盐碱土种植水稻提供了理论依据和技术保障。     

柳州市常见绿化树种对大气中二氧化硫的净化能力的研究

以柳州市5种常见绿化树种（小叶榕,海桐,紫荆花,夹竹桃,大叶榕）为研究对象,通过测定叶片含硫量从而确定不同树种对大气中SO2的吸收和净化能力。通过比较同一地理区域不同树种的植物叶片含硫量,发现所研究的5种树种对SO2的净化能力不同,小叶榕＞夹竹桃＞海桐＞紫荆花＞大叶榕;同时发现由于大气中SO2浓度不同,不同地理区域同一树种的叶片含硫量不同。     

基于冠层高光谱参数的水稻叶片碳氮比监测

叶片碳氮比反映了植物碳氮代谢的相对强弱,对诊断和调节植物生长与产量形成具有重要作用。该文基于不同水稻品种和不同施氮水平下2 a的田间试验,系统分析了不同生育时期水稻叶片碳氮比与对应冠层高光谱反射特征的定量关系。结果表明,叶片碳氮比与拔节后不同生育时期冠层原始反射率的相关性趋势一致,与可见光波段（350～742 nm）极显著正相关,与近红外波段（750～1143 nm）极显著负相关。8个参数与2个品种不同生育时期的叶片碳氮比均有较好的相关性。通过比较模型的拟合决定系数（R2）和预测标准误（SE）,确定672 nm的归一化吸收深度（ND672）与冠层叶片碳氮比（LCNR）的线性回归方程为水稻冠层叶片碳氮比的最佳监测模型。模型经过不同生育时期数据的交叉测试和独立试验资料的检验,得出对冠层叶片碳氮比的预测精确度范围为0.687～0.986,准确度为0.907～1.126,相对跟均方差为7.07～18.25,表明水稻冠层高光谱特征可以用来定量估测不同栽培条件下叶片碳氮比的变化状况。     

不同施氮量下缺钾对水稻叶片营养及生理性状的影响

【目的】氮和钾是作物生长所必需的大量元素,在水稻生长发育、产量形成等过程中发挥着至关重要的作用。南方稻田缺钾以及氮钾肥不合理施用已成为限制水稻高产的重要影响因子。本研究在田间条件下,探讨了不同施氮量下缺钾对水稻生长发育与叶片生理特性的影响,进而阐明缺钾导致营养生长期水稻叶色暗绿的营养及生理机制。【方法】采用两因素完全随机设计田间试验,因素A为不同施氮水平,包括不施氮、低氮（N 90 kg/hm2）和正常施氮（N 180 kg/hm2）;因素B为不同施钾水平,包括不施钾和正常施钾（K₂O 120 kg/hm2）。测定水稻分蘖期和幼穗分化期地上部干物质,叶面积指数,叶片氮、钾、镁和叶绿素含量（叶色值）,叶片含水率、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值。【结果】1）在不施氮条件下缺钾对水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数均无显著影响,而在施氮条件下显著降低水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数;随施氮量的增加,缺钾对干物质及叶面积指数的影响加剧,其中N₁₈₀K₀处理的降幅最为明显;氮钾交互作用对水稻各生育期的干物质和叶面积指数均有显著或极显著影响。2）在不施氮条件下缺钾对分蘖期和幼穗分化期叶片氮含量和叶绿素含量、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值均无显著影响,而在施氮条件下以上各指标显著增加,其中N₉₀K₀处理的叶片氮含量和叶绿素含量均可以达到N₁₈₀K₁₂₀处理水平;无论施氮与否,缺钾均显著降低分蘖期和幼穗分化期叶片钾含量,而显著增加叶片镁含量。3）回归分析结果表明,比叶重与叶片可溶性糖含量呈极显著正相关关系（P < 0.01）。【结论】水稻干物质、叶面积指数、叶片营养及生理状况、叶色表现等对缺钾的响应明显受到施氮量的影响。在施氮条件下缺钾造成叶片中可溶性糖大量积累,进而导致比叶重增加;结合田间试验观察及叶片营养及生理性状可知,水稻叶色（叶绿素含量）在不施氮条件下不受缺钾的影响;而在施氮条件下,缺钾造成水稻叶片单位质量及单位叶面积氮含量和叶绿素含量显著增加,这是田间条件下水稻叶色呈现暗绿的主要原因,从而也影响生育期植株氮素营养诊断。     

田间生长作物对酸雾和大气臭氧的产量反应

<正> 作者在田间条件下,应用开顶式熏气装置和空气排除系统检测了五种重要的商品作物即草莓、蕃茄、胡椒和芹菜对单一和复合臭氧的酸雾的产量反应。将pH=7.24,2.69或1.68的模拟酸雾以每周2次历时11周地加施于植物。结果表明,与暴露于pH=7.24的酸雾相比较,只有重复应用pH=1.68的     

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。     

SO_2排放对葫芦岛地区土壤的影响

在葫芦岛地区 ,由于锌厂常年 (尤其是近期 )排放SO2 已使该区土壤性质受到了严重的影响 .测定结果 :土壤表层 ( 0～ 2 0cm)有效S提高 1～ 5倍 ,全S含量提高 2 1 .38%～ 87.86% ,在严重影响区 pH值已下降至 5 .0 5～ 5 .0 3.锌厂排放的SO2 所形成的酸雨危害不可忽视     

开放式臭氧浓度升高对水稻叶片光合作用日变化的影响

运用开放式臭氧浓度升高系统（O3-FACE：Ozone-free air controlled enrichment）平台,以武运粳21（粳稻）和两优培九（杂交稻）两个耐性不同的品种为材料,研究了大气臭氧浓度升高对水稻叶片光合作用日变化的影响,旨在为高臭氧浓度条件下水稻生产和国家粮食安全的制定提供理论依据。结果表明,臭氧胁迫未改变光合作用日变化规律,处理和对照下净光合速率和气孔导度日变化相似,均呈现单峰曲线,高峰值出现在11：00—15：00之间;胞间CO2浓度日变化趋势与气孔导度和净光合速率日变化不一致;臭氧处理55 d对净光合速率和气孔导度影响较小,随着处理时间的延长,相关指标降低幅度变大,而胞间CO2浓度没有降低,说明臭氧对水稻的影响是一个累积过程,净光合速率降低的主要因素是由非气孔限制引起的;武运粳21的净光合速率和气孔导度在臭氧处理时的降低幅度小于两优培九,这种品种间的差异表明武运粳21比两优培九对臭氧耐受性强。     

土壤pH值与镉含量对水稻产量和不同器官镉累积的影响

为探明水稻产量与镉积累分配对土壤pH值和镉含量的响应,以3个籽粒Cd含量差异明显的晚稻品种(天优华占,TY;星2号,X2;湘晚籼13号,XW)为试验材料,分别于不同pH值稻田研究土壤镉(Cd)含量对水稻产量和不同器官Cd累积的影响,并比较了品种间差异。结果表明,水稻产量因土壤pH值下降而下降,且品种间降幅差异明显,以X2最大(21.72%33.81%),XW最小(3.05%17.71%);添加0.5 mg·kg^-1Cd时水稻减产不显著,但添加1.0 mg·kg^-1Cd时各品种均显著减产,且其降幅与品种和土壤pH值有关,X2和XW在酸化条件下降幅较大,而TY在正常pH条件下降幅较大。植株(整株)Cd含量存在品种间差异,各品种植株Cd含量均随着土壤Cd浓度的提高与土壤pH值的下降而显著提高,且植株Cd含量峰值因土壤酸化而提前。水稻器官间Cd含量依次表现根>茎>穗>叶,各器官Cd含量均随着土壤Cd浓度提高而显著增大,但增大倍数存在器官间差异;品种间器官Cd含量差异明显,营养器官表现为X2>TY>XW,而稻穗表现为TY>X2>XW。水稻各器官及全株Cd累积量均随着土壤Cd浓度提高和土壤pH值降低而显著增大,成熟期累积量表现为茎>穗>根>叶;品种间Cd累积量差异明显,营养器官和整株Cd累积量表现为X2>XW>TY,而穗Cd累积量表现为TY>X2>XW。Cd分配比例一般以茎为最高,叶最低,土壤酸化使茎、叶所占比例增大,根、穗所占比例降低;品种间Cd分配比例存在一定差异,穗Cd所占比例表现为TY>X2>XW。可见,水稻产量与器官间Cd累积分配规律受到土壤Cd含量和pH值的影响显著,同时也具有明显的品种间差异。本研究为不同水稻品种在不同pH值与Cd含量稻田上的应用提供了理论依据。     

Sugarcane yield and plant nutrient response to sulfur-amended Everglades histosols

High soil pH causes leaf nutrient deficiencies and reduces sugarcane yield. Soil pH in Florida histosols has been increasing as these soils subside and depth to limestone is decreased. A factorial experiment of four sulfur (S) rates and three added calcium carbonate (CaCO₃) levels in soil was designed to determine S-amendment effectiveness in reducing pH and increasing nutrient availability in sugarcane as calcium (Ca) carbonate levels were increased. Sulfur-amendment and increased CaCO₃ level had limited effects on yield and leaf nutrient concentrations during the growing season. Most leaf nutrients were within optimum range except nitrogen (N), phosphorus (P), iron (Fe), and manganese (Mn). Unexpected increases in Mn concentrations with added CaCO₃ were associated with reducing conditions due to increased soil bulk density. High soil pH caused Mn deficiencies in the plants. Soil pH, P and Mn concentrations were important factors in predicting sugarcane yield.     

陆良烟区土壤有效硫含量和烤烟硫含量的分布特点及关系分析

分析了云南省陆良烟区土壤硫素和烤烟硫含量的分布状况及其相互关系,结果表明:(1)土壤有效硫含量平均为51.35±33.56 mg kg-1,变幅为13.14~239.74 mg kg-1,其中21.13%的土样处于适宜范围,61.50%的土样偏高。随着p H的增大,土壤有效硫含量降低。随着土壤有机质含量的增加,土壤有效硫含量增加,缺硫样本比例降低。(2)烤烟硫含量平均为0.238%±0.116%,变幅为0.07%~0.886%,59.25%的烟样处于0.2%~0.7%适宜范围内,40.37%的烟样小于0.2%,仅有0.38%的样本大于0.7%。不同品种间烤烟硫含量为K326红大NC102NC297云烟97云烟87。(3)烤烟硫含量(y)与土壤有效硫含量(x)呈极显著直线正相关(y=0.001x+0.2,R=0.233)。(4)烤烟硫含量与总糖、还原糖、氯、镁、钼、钾、磷、铜、锌、硼、石油醚提取物、挥发性酸、绿原酸、莨菪亭、香气质、香气量、余味和燃烧性达显著(P0.05)或极显著(P0.01)相关。     

耕作方式对紫色水稻土全硫及有效硫的影响

以位于西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站 1990 年设立的长期免耕试验田为研究对象,通过采集 0 ~ 60 cm 土壤,应用等质量计算方法,探讨了冬水田平作（DP）、水旱轮作（SH）、垄作免耕（LM）和垄作翻耕（LF）等不同耕作方式对土壤全硫和有效硫的影响。结果表明,在 0 ~ 60 cm 深度内,土壤全硫和有效硫含量呈现出明显的垂直递减规律,即随着土壤深度的增加,含量逐渐降低;不同耕作方式下,土壤全硫含量及储量为 LM＞SH＞DP＞LF,有效硫含量及储量为 LM＞DP＞LF＞SH。长期垄作免耕提高了土壤全硫及有效硫的含量和储量,与对照 DP 处理相比,LM 处理全硫与有效硫含量分别增加了 20.80% 和 1.31%,储量分别增加了 19.54% 和 5.36%。耕作层（0 ~ 20 cm）,DP、SH、LM、LF 处理土壤有效硫平均含量分别为 27.15、13.45、31.43 和 24.01 mg/kg,DP、LF 以及 LM 处理为硫不缺或硫丰足,而 SH 处理为缺硫土壤（土壤有效硫含量＜16 mg/kg）。对缺硫土壤,应重视硫肥的施用,以促进农作物产量和品质的提高。