地表太阳辐射减弱和臭氧浓度增加对冬小麦生长和产量的影响

为研究辐射减弱和O3胁迫对作物的影响,利用改进的开顶式气室(OTC)和遮荫网,开展了辐射减弱和O3胁迫的大田试验研究.实验设置4种处理:CK为野外大田组,T1为40％遮荫,T2为100 nL/LO3,T3为遮荫40％和100 nL/LO3的复合组.结果表明:T1和T3组冬小麦的生育期延长且推迟,T3组株高无明显变化;T2组株高降低,生育期缩短;单株干物质重均降低,T3降幅最大;各组灌浆速率均降低,T3组降幅最大;T1和T3产量、千粒重、穗数、穗粒数和穗重显著降低,T2组穗数无明显改变.由此可见,复合对小麦生长的影响较接近40％遮荫;粒重降低主要是因为灌浆速率的降低,灌浆时间的影响较小;产量的降低主要是千粒重、穗数、穗重的降低,降幅最大,但小于两因子单独累加.     

地表臭氧胁迫对冬小麦籽粒品质的影响研究

为深入探讨地表臭氧（O3）对冬小麦品质的影响,采用开顶式气室（OTC）,设置3个处理组：CK（对照组）、CF100（O3浓度为100 nL·L-1）、CF150（O3浓度为150 nL·L-1）,通过大田试验和实验室分析,开展了O3浓度增加对冬小麦蛋白质及其组分、氨基酸及其组成、淀粉含量等营养品质和加工品质的影响研究。结果表明：①籽粒氨基酸总量依次为CF100〉CF150〉CK,而人体所需的必需氨基酸总量为CF150〉CF100〉CK,处理间均差异显著（P〈0.05）。②粗蛋白含量随O3浓度的升高而增加,但各组分间变化趋势不同：清蛋白、球蛋白的含量为CF150〉CF100〉CK,醇溶蛋白、谷蛋白的含量则为CF100〉CF150〉CK。③淀粉含量随着O3浓度的升高而降低,两者呈显著负相关（P〈0.05）,与CK相比,CF100、CF150冬小麦淀粉含量分别下降了4.06%和16.61％。可见,O3胁迫能促进籽粒营养品质和加工品质的合成。     

遮荫条件下O_3胁迫对冬小麦气孔导度影响的模拟

为了探究在遮荫条件下地表O3浓度增加对冬小麦气孔导度的影响,开展了两种不同强度遮荫与开顶式气室（OTC）相结合的大田试验,设置3个处理组：O3浓度为（100±9）nL.L-1结合（60±5）%遮荫的处理组（T1）;O3浓度为（100±9）nL.L-1结合（20±5）%遮荫的处理组（T2）;O3浓度为（100±9）nL.L-1不作遮荫的处理组（CK）。利用SC-1型气孔导度仪测定了3个处理组冬小麦不同生育期的气孔导度值。综合分析了生育期和O3胁迫,以及水汽压差（VPD）、温度（T）、光照（PAR）环境因子的变化对冬小麦气孔导度的影响,采用修正后的Jarvis非线性气孔导度模型模拟了3个处理组的气孔导度值。结果表明：遮荫对大田环境因子均产生了影响,其中,T1、T2处理组8：00—16：00点的平均温度和水汽压差较CK相比分别下降了5.6℃、4.1℃和0.84kPa、0.74kPa;用该模型得到的气孔导度模拟值与观测值进行了比较,R2=0.88,表明模型模拟效果良好;同时,根据O3吸收通量模型计算出T1、T2和CK处理组在整个O3熏蒸时期,冬小麦O3累积吸收通量分别为14.92、15.52、16.23mmolO3.m-2,并由此建立了O3吸收通量（x）与干物质损失（y）的关系分别为：y=1.0-0.038x和y=1.0-0.022x,表明在相同O3胁迫条件下,遮荫导致了冬小麦O3累积吸收通量的差异,在60%和20%遮荫条件下,O3吸收通量增加10mmol.m-2,与CK相比,其干物质累积损失分别为38.0%和22.0%。     

UV-B增加对玉米生长发育和产量的影响

在大田栽培和自然光条件下，模拟紫外辐射增加对玉米生长发育、产量和品质的影响。分析结果表明，UV-B增加，导致株高变矮，叶面积降低，绿叶数、叶龄下降，干物重减少，发育期延迟，产量降低，玉米叶片类黄酮含量增加，叶绿素含量降低。这些变化具有随生育期不同而不同的特点。     

UV-B辐射与酸雨胁迫对小白菜生理特性的影响

研究了UV-B(280～320 nm)辐射与酸雨(AR)单一和复合胁迫对白菜生理特性及品质的影响.结果表明:在UV-B辐射增强与酸雨的单一处理下,使白菜叶绿素含量降低、蒸腾速率减小,并且下降幅度受UV-B辐射强度与酸雨pH值的影响,在二者的复合作用下,叶绿素含量、蒸腾速率的下降幅度明显高于单一因子作用;对类黄酮含量的影响,UV-B辐射和酸雨单一因子下有一定促进作用,而且二者的复合作用促进的效果更加的明显.UV-B辐射增强与酸雨的复合处理在影响白菜的品质这方面并没有表现出明显的协同作用,可能因为在植物体内合成可溶性蛋白质、可溶性糖和Vc是非常复杂的生化反应,影响因素很多,所以仅考虑UV-B辐射与酸雨这两个因素是不行的,这方面还需要做进一步的调查和试验.     

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℃。     

菹草种群内外溶解氧空间分布日变化研究

溶解氧(DO)是衡量水体污染程度的重要指标,为研究菹草种群生长对湖泊水体水质的影响,对南京玄武湖菹草种群内外水体DO含量进行了连续一昼夜的监测,结果表明菹草种群光合作用对水体DO影响显著。时间分布上,种群区水体DO日出后增加,日落后下降,水下20～80cm19:30左右出现1次下降现象,稍后略有恢复,其后持续降至日出前后,而较深的100cm处无此现象;开阔水域日出后持续升高至日落,日落后下降直至日出前后,且各深度差异不大;交界处呈现种群内的特点,同时具有开阔水域变化趋势。垂直分布上,种群区白天从表层向底层逐渐递减,夜间20～40cm处较低,100cm处也较低,60～80cm处较高;而离种群较远的开阔水域昼夜均从表层向底层递减,离种群较近的开阔水域因水深较浅,各深度差异不大;交界处昼夜均从表层向底层递减。水平分布上,种群内侧点各水深处各时刻始终最高,20～40cm深离开阔水域较近种群外侧点最低;60cm深白天离开阔水域较近种群外侧点最低,夜间交界处最低;80cm深交界处最低;100cm深夜间从种群内侧向开阔水域依次降低,白天规律性不明显。菹草种群对提高水体DO起到积极作用,并对周围水域有一定的影响。     

地表臭氧浓度增加对南京地区冬小麦生长和产量的影响

利用改进后的开顶式气室（OTC）,开展了O3浓度增加对冬小麦生长与产量影响的大田实验研究。实验设置三种处理：CK为未经处理的空气,CF100处理O3浓度为100nL／L,CF150处理O3浓度为150nL／L。结果表明,地表O3浓度增加,冬小麦生育期缩短,籽粒的灌浆期缩短,植株提前老化;同时,冬小麦的株高、生物量、叶面积等生长指标均显著下降（P〈0．05）,最大降幅分别达到了10．01％、36．56％和29．17％;冬小麦的穗数、穗粒数、单位面积产量等产量指标也都出现了显著下降（P〈0．05）,其中CF100、CF150处理的单位面积产量分别比CK下降了16．11％和39．17％。试验结果对于评估地表O3浓度增加对粮食安全的影响具有重要的指导意义。     

酸雨对土壤酸化和油菜中后期生长发育的影响

油菜中后期生长发育与产量品质的形成有密切的关系.通过大田栽培喷淋和土柱淋溶试验,研究油菜生长中后期间不同pH模拟酸雨对土壤酸化、植株生长、花果繁育及与产量品质形成有关的某些生理指标影响效应.结果表明,土壤酸化程度与酸雨pH值关系密切;土壤缓冲有减缓土壤酸化和油菜大田土壤生态环境恢复的作用.酸雨pH<3.5,土壤pH受酸雨酸度控制,土壤缓冲性能减弱,酸化加强,K、Na、Ca、Mg等盐基离子淋失严重,N素吸收受阻.酸雨明显抑制了油菜地上部分生长:株高、叶面积、单叶面鲜重随酸雨酸度增加而下降;叶片表面灼伤并出现褐斑;叶绿素减少,光合速率降低;花受害百分率高达68.22%,花序顶端萎缩,花瓣皱折,有效角果数减少,落花落果增加.酸雨胁迫下,油菜细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性明显升高,过氧化氢酶(CAT)的活性出现明显波动,对产量品质形成产生不利的影响.     

基于植被指数与叶面积指数的水稻生长状况监测

在江苏省高邮、兴化、阜宁、洪泽分别选择了一个样点,在水稻反射光谱特性与水稻生物学参数荚未的支持下,探讨了基于NOAA／AVHRR遥感影像的归一化植被指数（NDVI）与地面观测数据叶面积指数（LAI）的关系,实现大面积水稻LAI的反演,并以江苏省高邮市为例进行了水稻长势遥感豁测。