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增强对作物生产影响的研究回顾与展望

大气平流层臭氧耗损引起的地表紫外辐射(UV-B)增强是气候变化问题之一。UV-B辐射增强对作物生长、生理代谢、产量及品质的影响受到人们普遍关注。通常借助两种方法开展模拟试验研究,即平方波模型法和太阳追踪模型法。UV-B辐射增强引起作物生长受阻、分蘖数减少、株高下降、叶面积和叶绿素含量下降、光系统Ⅱ受抑、光合效率降低;UV-B辐射增强导致活性氧代谢失衡、叶片气孔器受到破坏、叶绿体结构变形、基粒片层排列紊乱;UV-B辐射增强使作物有效穗数、穗粒数、千粒重下降,导致产量下降;UV-B辐射增强对籽粒蛋白质影响因作物、品种而异。未来应加强UV-B辐射增强影响作物内源激素代谢分子机制研究、区域和全球模拟及其应对措施研究。     

UV-B辐射增强对元阳梯田地方水稻叶片氮代谢及产量的影响

【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/m~2)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/m~2 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(P0.05);5.0 kJ/m~2 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(P0.05),拔节期NR活性显著降低(P0.05);7.5 kJ/m~2 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(P0.05)。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/m~2 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/m~2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UVB辐射导致水稻产量下降。     

UV-B辐射增强对三系杂交水稻恢复系主要经济性状的影响

在盆栽条件下,研究了UV-B辐射增强对三系杂交稻恢复系主要经济性状的影响.结果表明:在UV-B辐射增强下,三系杂交水稻恢复系的株高、穗着粒数、千粒重均极显著地下降,穗实粒数显著地下降;但对单株有效穗、穗长、结实率等性状的影响不显著.同时不同材料在UV-B辐射增强下主要经济性状指标的变化存在差异.     

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。     

田间可调式UV-B辐射增强对籼型杂交稻“协优432”生长及产量的影响

在大田栽培条件下,研究了采用可调式UV-B辐射增强自动控制系统对晚稻品种“协优432”生长发育及产量的影响。结果表明,UV-B辐射增强对该水稻品种光合及产量的影响不显著,具体表现在:(1)叶绿素a、叶绿素b在分蘖期分别上升4.60%和8.37%;拔节期叶绿素a下降3.20%,叶绿素b上升0.20%;孕穗期叶绿素a、叶绿素b上升2.57%和1.52%;(2)最大光合速率在拔节期和孕穗期分别上升1.38%和下降1.29%;(3)孕穗期叶绿素荧光参数PSII效率(PhiPS2)、电子传递效率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)上升幅度为10.22%、10.22%、10.21%;(4)株高在分蘖期上升0.18%;拔节期上升0.87%;孕穗期上升3.90%;成熟期上升0.14%;(5)水稻成熟后,经UV-B辐射的水稻平均穗长增加了0.16%,每穗穗粒重、每株有效穗数、千粒重分别下降了0.35%、3.02%、1.23%。以上指标和自然日光UV-B辐射组进行方差分析,差异均不显著。     

施氮量对水稻产量和品质的影响

在大田条件下,以辽粳294(直立穗型)和沈农8718(弯曲穗型)为材料,研究了施氮量对水稻产量和品质的影响,结果表明,辽粳294和沈农8718获得高产的适宜施氮量分别为190kg.hm-2和167kg.hm-2。两个品种的产量、品质性状对氮肥的反应基本相同。增加施氮量可显著增加单位面积的穗数,但同时也导致每穗颖花数、每穗成粒数减少,成粒率和千粒重下降。各品质指标中,氮肥对垩白率、垩白度的影响最大,其次是蛋白质、脂肪酸含量和整精米率,对其他品质指标影响相对较小。随着施氮量增加,垩白率、垩白度、蛋白质含量显著增加,糙米率、精米率、直链淀粉含量、脂肪酸含量下降,而整精米率、胶稠度则与施氮量呈二次曲线关系。     

UV-B辐射增强对大麦生理生态的影响

在大田条件下,研究了UV-B辐射增强对大麦的生长发育、光合作用、蒸腾作用及其产量构成的影响.结果表明,UV-B辐射增强明显抑制大麦生长,使株高变矮、绿叶数减少、叶面积和干物质量下降,但抑制程度随生育期而异.在UV-B辐射增强条件下,大麦叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都有不同程度的降低,水分利用率也随之降低.UV-B辐射增强对大麦形态学和生理学上的不利影响,导致了大麦产量下降24.96%.     

UV-B增强对中高海拔干旱地区玉米生长的影响

探讨UV-B辐射增强对中高海拔干旱地区玉米的影响,可为正确评估UV-B增强对玉米生长发育的影响程度并据此制定合理的应对措施提供科学依据.采用大田定位试验,利用可升降式紫外灯装置,观测增加不同剂量UV-B辐射情况下玉米的株高、叶面积、绿叶数及产量构成的变化状况.试验结果显示,在中高海拔的干旱地区,UV-B辐射增强使玉米植株矮化、叶面积减小、绿叶数减少和产量降低.叶面积减小的原因是随UV-B辐射增强叶长变短、叶宽变窄,产量降低的原因是产量各构成因素均受到UV-B辐射增强较大不利影响,并且随着UV-B辐射增加量越多,玉米产量降低的幅度越大.     

UV-B辐射增强对粳稻光合特性及保护酶活性的影响

通过人工增加UV-B的方式,研究盆栽条件下粳稻品种沈农265各生育时期叶绿素含量、气体交换参数及保护酶活性的变化特征。试验以自然光为对照,设计2个UV-B辐射增强处理(分别在自然光基础上增加UV-B辐射0.32w·m-2和0.61 w·m-2)。结果表明:2个UV-B辐射增强处理Chla、Chlb、Chla/b均下降,Chla在成熟期降幅最大(分别为18.74%和27.00%),Chlb在抽穗期降幅最小(分别为2.47%和8.81%);2个UV-B辐射增强处理Pn的最大降幅分别出现在孕穗期和灌浆期(分别为10.19%和13.9%),Tr在灌浆期下降最多(分别为21.76%和21.00%),Gs在抽穗期下降最多(分别为14.96%和23.40%),Ci变化规律不明显,Ls呈现与Ci相反的变化趋势;2个UV-B辐射增强处理SOD和CAT先升高后降低,最大增幅均出现在拔节期(分别为9.85%、48.93%和19.6%、35.62%),最大降幅均出现在成熟期(分别为11.02%、20.33%和6.9%、13.23%),POD呈上升趋势,最大增幅分别出现在灌浆期和孕穗期(分别为27.87%和50.82%)。因此,UV-B辐射增强会降低粳稻叶绿素含量,气体交换参数也受到影响,SOD、CAT生育前期受到诱导活性升高,生育后期则受到抑制活性降低。     

UV-B胁迫下芦荟蒽醌物质对大豆 生长发育保护作用研究

在增强紫外线辐射条件下,研究喷施芦荟蒽醌类物质对大豆叶形态结构和生理生化指标的影响,旨在探究增强UV-B辐射条件下芦荟蒽醌物质对植物的保护作用。研究结果表明,在增强UV-B辐射条件下,大豆株高降低、叶面积明显减小、光合色素含量下降、丙二醛含量升高;喷施芦荟蒽醌物质能有效缓解叶绿素含量、生物量降低,减少丙二醛产生;在增强UV-B辐射条件下,叶细胞表面蜡状物质增加明显,气孔明显下陷;而喷施芦荟蒽醌物质后,表面蜡状物质仅稍有增加,气孔下陷状况有所缓解。     

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。     

干旱条件下增加UV-B辐射对大豆叶片光合色素的影响

试验以大豆东农47和东农48为材料,采用盆栽的方式,研究干旱条件下增加UV-B辐射对大豆叶片光合色素的影响。结果表明,干旱胁迫使两个大豆品种的光合色素含量都显著降低;增加UV-B辐射也使两个大豆品种的光合色素含量降低,但差异显著性不同;干旱条件下增加UV-B辐射对东农47光合色素含量的影响表现拮抗作用,但对东农48叶绿素a和类胡萝卜素产生不利影响。     

增强UV-B辐射对芒果成年树光合作用及其产量与常规品质的影响

[目的]了解增强UV-B辐射对芒果成年树光合作用、产量和常规品质的影响,为制定芒果抗增强UV-B辐射栽培技术提供理论依据.[方法]以台农一号芒果成年树为试验材料,设6个增强UV-B辐射(采用UV-B紫外灯进行照射)处理(20、40、80、120、160和200 W),以自然光照射为对照(CK),测定分析各处理成熟叶片的光合指标、果实产量和常规品质.[结果]增强UV-B辐射处理芒果成熟叶片的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)总体上均随增强UV-B辐射剂量的增加而下降,且表现增强UV-B辐射积累效应和剂量效应.160和200 W处理芒果的株产低于CK,其余增强UV-B辐射处理的株产与CK相当;可溶性糖含量、果实糖酸比和维生素C(Vc)含量总体上随增强UV-B辐射剂量的增加而降低,且除第2造果的200 W处理外其他处理果实的糖酸比、80 W以上处理的可溶性糖含量及120 W以上处理的Vc含量均显著低于CK(P<0.5,下同);可滴定酸含量总体上随增强UV-B辐射剂量的增加而升高,其中80 W以上处理显著高于CK.[结论]芒果成年树受增强UV-B辐射后其叶片光合作用受到抑制,果实可溶性糖含量、糖酸比和Vc含量降低,且具有增强UV-B辐射积累效应和剂量效应,引起果实减产和品质变劣.     

UV-B辐射增强对水稻稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)生长和产孢的影响

采用人工紫外灯照射方法,研究了在UV-B辐射增强条件下和UV-B不同剂量作用下,水稻稻瘟病菌(Mag-naporthe grisea)菌丝的生长速率、菌落直径、菌落形态、菌丝形态及产孢量。结果表明,UV-B辐射增强可延缓稻瘟病菌的生长,导致菌丝生长速率和产孢量均显著下降(P<0.05)。同一UV-B辐射强度下,不同的辐射时间对稻瘟病菌菌丝生长速率和菌落直径的影响没有显著性差异(P>0.05)。在2.5和5.0 kJ.m-2强度下,不同的辐射剂量对病菌产孢量的影响有显著性差异(P<0.05)。在UV-B辐射增强条件下,病菌采取与植物类似的形态学变化来抵御UV-B辐射增强的伤害,经UV-B辐射处理后的病菌菌落颜色加深,菌丝分布更加致密。     

黄檗幼苗抗氧化物质及生物碱含量对UV-B辐射增强响应

目的本文以东北重要药用植物黄檗幼苗为对象, 研究黄檗幼苗中抗氧化物质以及主要药用活性成分含量变化对增补不同的UV-B辐射强度的响应。方法通过在温室内控制实验, 设置了3个UV-B辐射强度梯度的处理, 分别是对照组(CK, 自然光照)、低辐射组(T1, UV-B辐射强度为3.26 μW/cm2)和高辐射组(T2, UV-B辐射强度为9.78 μW/cm2), 研究黄檗幼苗中的抗氧化物质及主要有效活性成分, 即3种生物碱(小檗碱、药根碱和掌叶防已碱)含量对不同UV-B辐射强度的响应。结果增补UV-B辐射会使黄檗幼苗中的羟基自由基、丙二醛、单宁、可溶性蛋白含量明显增加并随辐射强度升高而增加; 除第40天处理外, 不同处理间黄檗幼苗根中总黄酮含量随紫外辐射强度呈下降趋势, 而茎中总黄酮含量随辐射强度增强而升高, 叶中总黄酮含量随辐射强度升高和处理时间延长而升高; 在辐射处理40 d时, 黄檗幼苗茎中3种生物碱含量都高于对照, 低强度辐射的T1组含量高于高强度辐射的T2组且差异显著(P < 0.05)。根和叶中3种生物碱在辐射处理40 d时虽随辐射时间增长含量有所升高但仍低于对照且差异显著(P < 0.05)。结论UV-B辐射增强会导致药用植物黄檗不同器官中的抗氧化物质和药用活性成分含量发生不同的变化, 这对以后黄檗不同利用模式的大规模种植有着重要意义, 同时也对今后的药用植物中生物碱的利用有着深远影响。      

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。     

群体条件下UV-B增加对小麦衰老及灌浆的影响

采用大田群体试验条件，研究了UV—B增加对小麦叶片衰老及灌浆过程的影响。结果表明，UV—B强度增加，小麦灌浆初期的绿叶面积和叶绿素含量显著降低，但UV—B强度增加对绿叶面积和叶绿素含量下降的速率并无显著的影响；小麦灌浆进程略推后，但并未出现提前结束灌浆及早衰的趋势。表明在大田群体条件下，UV—B增加并未显著加速灌浆期小麦的衰老过程；小麦在大田群体条件下和实验室内单株或单叶条件下对UV—B增加的反应是有显著区别的。     

UV-B对紫叶生菜生长及品质的影响初探

为探讨UV-B在植物工厂紫叶生菜水培种植中的应用,本实验在红蓝组合光中添加不同强度的UV-B,研究对紫叶生菜生长及品质的影响。结果表明：随着UV-B强度的增加,紫叶生菜株高及地上鲜重受到显著抑制。高强度下UV-B辐射会降低紫叶生菜可溶性糖和Vc含量,显著增加花青素及总酚含量,提高抗氧化能力。UV-B辐射可以加深紫叶生菜颜色,对鲜重会产生抑制,需要进一步减少辐射时间。