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关键词：
直接吸收法,磺胺,四环素,大环内酯类,抗生素,土壤呼吸
发表时间：
2012-08-08 11:12:41
摘要: 在开放式臭氧浓度升高( ozone- free air controlled enrichment, O3- FACE) 平台上, 观测了高浓度臭氧( 正常大气臭氧浓度的基础上增加50%) 对2 个冬小麦( Tritcium aestivum L. ) 品种( 烟农19 和扬麦16) 在灌浆期内功能叶片光合损伤的情况. 观测显示,整个灌浆期内2 个小麦品种有关参数响应的趋势表现一致: ¹ 净光合速率( Pn ) 逐渐下降, 在臭氧处理35 d 时, 烟农19 和扬麦16 降幅分别达到56121%和21182%. º 荧光动力学参数FvPFm ( 最大光化学量子产量) 、q p ( 光化学淬灭系数) 、5 ex c ( PS Ò 有效光化学量子产量) 、5 PS Ò ( PS Ò 实际光化学量子产量) 呈下降趋势, NPQ( 非光化学淬灭系数) 逐渐上升; 在能量分配方面, 吸收的光能在PS Ò 天线色素的耗散部分(%D) 升高、用于PS Ò 光化学反应的部分( %P) 降低, 而不属于前两者的其它消耗部分(%X)变化不明显. 在臭氧处理35 d 时, 烟农19 和扬麦16 的5 PSÒ 分别下降241 42%和9197%. » 光合色素参数ChlaPChlb( 叶绿素aP叶绿素b) 比值上升, 而ChltPCar( 叶绿素P叶黄素) 的比值下降. ¼叶绿体内依赖Mg2+ 、Ca2+ 的ATPase ( ATP 酶) 活性和ATP 含量均增加. 上述参数随臭氧处理时间延长, 变化幅度和品种间的差异趋于显著, 当臭氧处理35 d 时, 变幅最大, 且烟农19 变幅显著大于扬麦16. 结果表明, 在臭氧浓度升高环境下, 作物通过增加热耗散、改变色素含量和结构、提高ATPase活性等进行防御和损伤修复. 随着处理时间的增加, 臭氧对冬小麦的光合损伤具有累积效应, 且2 个品种表现出较大的差异性.
近地层臭氧浓度平均以每年2% 左右的速度递增, 本世纪初全球陆地上空对流层的臭氧平均浓度已达到60 nL#L- 1 , 远超过了敏感植物包括主要农作物臭氧损伤的阀值, 即40 nL#L- 1 , 而东亚地区特别是我国的中东部, 臭氧浓度增幅更大[ 1~ 3] .
在光合作用研究方面, 有关臭氧对作物的伤害报道很多, 近年来这方面的研究主要向2 个方向拓
展, 其一是探讨更深层次的损伤机制, 其二则是借助不断发展更新的试验平台. 从臭氧造成的损伤机制来看, 高臭氧浓度使植物出现光抑制甚至光损伤现象[ 4] 是由于叶片气孔导度相对降低[ 5] 、光能捕获和CO2 固定过程的氧化损伤[ 6, 7] 、膜和细胞组分损伤[ 8,9] 以及基因表达抑制等造成的[ 10~ 12] . 另一方面,从试验平台升级角度来看, 近10 年来, 国内关于臭氧对水稻[ 13~ 17] 、小麦[ 16~ 19] 、油菜[ 20] 和大豆[21] 等作物损伤的研究大多是在OTC( open top chamber) 平台中
进行的. 但由于OTC 的箱壁效应, 使得试验结果用于预测评估具有很多不确定性. 而在20 世纪90 年
代国外出现的开放式O3-FACE 研究平台, 系统无任何隔离设施, 仅仅是对臭氧浓度进行模拟, 因此能更好地反映未来臭氧浓度升高下农作物的真实响应状况. 如美国的大豆臭氧风险评估项目就在此平台上进行[ 22] .
小麦是我国重要的粮食作物, 同时也被认为是对臭氧特别敏感的作物之一[ 23] , 尤其在决定产量的灌浆期, 而且不同小麦品种对臭氧的响应具有较大的差异性[ 24]. 本研究利用中日合作建立的亚洲首个稻P麦轮作的O3-FACE 平台, 观测2 个品种的冬小麦在产量形成关键期的相关光合指标的变化情况, 探讨臭氧损伤机制, 以期更好地为臭氧污染对农田生态的风险评估提供理论依据.
在光合作用研究方面, 有关臭氧对作物的伤害报道很多, 近年来这方面的研究主要向2 个方向拓
展, 其一是探讨更深层次的损伤机制, 其二则是借助不断发展更新的试验平台. 从臭氧造成的损伤机制来看, 高臭氧浓度使植物出现光抑制甚至光损伤现象[ 4] 是由于叶片气孔导度相对降低[ 5] 、光能捕获和CO2 固定过程的氧化损伤[ 6, 7] 、膜和细胞组分损伤[ 8,9] 以及基因表达抑制等造成的[ 10~ 12] . 另一方面,从试验平台升级角度来看, 近10 年来, 国内关于臭氧对水稻[ 13~ 17] 、小麦[ 16~ 19] 、油菜[ 20] 和大豆[21] 等作物损伤的研究大多是在OTC( open top chamber) 平台中
进行的. 但由于OTC 的箱壁效应, 使得试验结果用于预测评估具有很多不确定性. 而在20 世纪90 年
代国外出现的开放式O3-FACE 研究平台, 系统无任何隔离设施, 仅仅是对臭氧浓度进行模拟, 因此能更好地反映未来臭氧浓度升高下农作物的真实响应状况. 如美国的大豆臭氧风险评估项目就在此平台上进行[ 22] .
小麦是我国重要的粮食作物, 同时也被认为是对臭氧特别敏感的作物之一[ 23] , 尤其在决定产量的灌浆期, 而且不同小麦品种对臭氧的响应具有较大的差异性[ 24]. 本研究利用中日合作建立的亚洲首个稻P麦轮作的O3-FACE 平台, 观测2 个品种的冬小麦在产量形成关键期的相关光合指标的变化情况, 探讨臭氧损伤机制, 以期更好地为臭氧污染对农田生态的风险评估提供理论依据.
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