文档介绍：紫外辐射增强对玉米地上部分与根系生长的影响比较
吴荣军,郑有飞,王传海,胡正华
南京信息工程大学环境科学与工程学院,江苏南京 210044
摘要:在大田试验条件下,运用t检验和紫外线反应指数,分析研究了UV-B辐射增加对玉米(Zea mays L.)地上部分和地下部分生长的影响,结果表明:UV-B辐射增加对玉米成苗期的地上部分和根系都有显著的影响,其中对根系的影响程度显著大于地上部;UV-B辐射增加对玉米苗期(三叶期前)的地上部分有显著的影响,而对根系的生长影响未达到显著水平。对于更全面地了解UV-B辐射增强对农作物的影响及其机理具有一定的参考价值。
关键词:UV-B;玉米;根系;营养供应
中图分类号:X17;Q948 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)02-0323-04
大气臭氧层吸收强烈的太阳紫外辐射(UV),使地球生物得以正常生长,从而成为地球生命的有效保护层。然而,人类活动导致大量的氯氟烃和氮氧化物等气体进入平流层,导致大气平流层臭氧在减少[1-3],造成了地球南北极臭氧洞加剧[4]和中高纬度地区相当大的臭氧衰减[5-6]。根据世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)评估公报,在1997—2001年期间,全球平均臭氧总量比1964—1980年全球平均臭氧量减少了3%[4],而且,这种趋势还将加剧,2010—2019年期间,平流层臭氧水平下降将最为严重[7]。平流层臭氧减少,使得到达地表的紫外辐射增加,从而导致整个地球表面生物和生态系统发生变化,这是最引人注目的全球变化现象之—[8-10]。
国内外有关紫外辐射增强对陆生植物及陆地生态系统影响的研究已经有了大量的研究成果,内容遍及植物分子、细胞、组织、器官、个体和生态系统等各个层次[11-15],研究范围十分广泛,有的研究已相当深入[12]。
其中,部分研究表明,UV-B辐射增强导致作物产量显著下降[16-17],作物的光合速率下降,甚至其光合系统以及细胞的膜系统也受到一定的伤害[18-19]。但作物产量的下降可能作物根系的生长情况有关,然而,由于植株冠层的吸收和反射,UV-B到达植株冠层中、下部的UV-B辐射量已很小[16],因此,紫外线UV-B辐射增强不会对植物根系产生直接的影响,同时,根系生长指标的测定工作较为繁琐,因此,有关UV-B辐射增强对植物根系生长的影响,以及根系生长受抑制后影响植物地上部分生长的研究通常被忽视,很少看到其相关研究报道。
植物地上部分与根系是一个有机的整体,植物根系的生长需要植物地上部分的光合作用提供营养,而根系对于植物水分与矿质营养的吸收以及产生细胞分裂素等物质,对于植物地上部分的生长有重要的影响。因此本文在大田试验条件下,比较研究了UV-B辐射增加对玉米(Zea mays L.)地上部分和根系生长的影响,对于更全面地研究UV-B辐射增强对农作物的影响及其机理具有一定的参考价值。
材料与方法
试验材料
供试材料为玉米掖单2号。幼苗试验在南京信息工程大学环境科学实验室内进行,大田试验在环境科学试验园内进行,土壤肥力中等,大田播种,常规种植管理。
UV-B增强处理:采用可升降式的UV-B灯架,灯管置于植株群体上方1 m,设2个试验处理:对照(CK:自然光)、处理(T: W·m-