增强UV-B辐射对喜树幼苗生物量和两种生物碱含量的影响

通过盆栽试验,以自然辐射为对照,研究人工增强UV-B辐射下(5.0 μW/cm2)喜树幼苗生物量和各器官中喜树碱、10-羟基喜树碱含量的变化,试验结果表明:(1 )UV-B辐射处理前20d,处理组幼苗的全株以及各器官的鲜重与对照相差很少.至辐射处理的40d,处理组幼苗的全株以及各器官的生物量均高于正常条件的幼苗.试验后期,处理组单株生物量降低,长时间的UV-B辐射使喜树植株矮化、基茎加粗,同时还改变了喜树生长过程中干物质的分配,较多的干物质分配到喜树的茎和根中,而较少进入叶中;(2)UV-B辐射增强能明显增加喜树地上器官中喜树碱的含量,而对10-羟基喜树碱含量影响不明显.(3)各器官中生物碱含量与生物量的积累速率具有一定的相关性,生物量增长过快时单位质量植物体中的生物碱含量下降.     

UV-B辐射对窄叶野豌豆生长繁殖的影响

采用增补和滤除掉部分自然UV-B辐射的模拟试验,研究了增强和近环境UV-B辐射对高寒草甸一年生牧草窄叶野豌豆生长和繁殖的影响.结果表明:增补UV-B辐射处理后,窄叶野豌豆的株高、生物量、分配向果实的生物量、总花数和种子百粒重均显著下降,花期延迟,开花集中度和繁殖成功率有所提高,而种子产量无显著变化.相对于减弱UV-B辐射处理,近环境UV-B辐射使窄叶野豌豆的株高先降后升,分配向果实的生物量减少,花期、花数和种子产量无显著变化,种子百粒重减小.增强和近环境UV-B辐射对窄叶野豌豆的生长和繁殖有一定的抑制作用,且增强UV-B辐射的影响更大.     

地表UV-B辐射增强对土壤-大豆系统N2O排放的影响

通过大田试验和室外盆栽试验,采用人工增加紫外辐射的方法模拟UV-B辐射增强,用静态箱-气相色谱法测定N_2O排放通量,研究地表UV-B辐射增强对土壤-大豆系统N_2O排放的影响.结果表明:在相同的气象条件和田间管理措施下,UV-B辐射增强没有改变土壤-大豆系统N_2O排放通量的季节性变化规律.但从植株结荚到成熟,UV-B辐射增强降低了土壤-大豆系统N_2O排放通量,进而降低了N_2O的累积排放量.收割实验发现,在分枝开花期,UV-B辐射增强对土壤N_2O排放影响明显,降低了土壤N_2O排放通量;从结荚至鼓粒期,UV-B辐射增强主要通过降低植株地上部分N_2O排放通量来降低土壤-大豆系统的N_2O排放.UV-B辐射增强显著降低了植株的生物量,并影响到植株的氮代谢和土壤NH_4~+-N与微生物氮.UV-B辐射增强可能会导致农田生态系统N_2O排放量降低.     

CO2倍增及UV-B增强对大豆植株生长和根际微生物的影响

以大豆'齐黄27'为研究材料,采用人工气候室模拟大气CO2浓度倍增(350～700 μmol*mol-1)及紫外线B(UV-B,280～320 nm)辐射增强(4～15 μW*cm-2)的环境条件,研究了CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期的生长及根瘤、根际微生物数量的影响.结果表明:(1)增强UV-B能显著减少大豆植株地上部生物量,而对株高的抑制作用不显著;CO2浓度倍增促使大豆株高和地上生物量显著增加,对根系生物量的促进作用不显著,但能够减轻UV-B辐射增强对地上及根系生物量的抑制作用;CO2浓度增加、UV-B辐射增强及其复合胁迫均导致大豆植株根冠比下降,且复合胁迫对根冠比的抑制作用更明显.(2)CO2浓度倍增降低了大豆叶片叶绿素、类胡萝卜素及花青素含量,提高了净光合速率;UV-B辐射增强导致叶绿素含量减少,光合速率下降,却增加了类胡萝卜素及花青素含量;CO2浓度增加、UV-B辐射增强复合处理对叶片色素含量及光合速率的影响具有复合效应.(3)CO2浓度倍增能够促进根瘤数量及根际真菌数量的增加,而UV-B增强处理则显著降低细菌和放线菌的数量;CO2浓度倍增能够缓解UV-B增强处理对放线菌的抑制作用,却导致根际细菌数量进一步减少.研究发现,CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期植株生长、叶片色素含量及根际微生物数量存在抑制或促进效应,而且在某些性状上存在复合效应,它们可能主要是通过调节大豆植株的干物质分配及根系的代谢间接影响根瘤数量及根际微生物数量.     

增强UV-B辐射和氮素互作对植物生长代谢影响的研究进展

不同氮源条件下,UV-B辐射增强能改变植株对氮的吸收利用以及植株叶片的碳氢比和碳氮比,增加氨基酸的生物合成.缺氮条件下, UV-B辐射增强使植物叶片中SOD、POD活性增强,MDA含量增加;氮素过量时,UV-B辐射增强会降低植物对UV-B辐射的耐性.UV-B辐射增强和氮缺乏相互作用会降低叶片的光合速率、叶绿素含量、可溶性糖及淀粉含量,从而抑制植物的生长,降低生物量.该文对近年来国内外有关UV-B辐射增强与氮素相互作用对植物抗氧化系统、氮代谢、光合作用、生物量和形态结构的影响进行综述.     

紫外线B辐射对几种植物种间竞争的影响

对大田条件下增强的紫外线B(UV-B 280～315nm,约相当于15％臭氧层衰减)对小麦和野燕麦等4个种对的竞争性平衡的影响进行了研究．结果表明,对照和UV-B处理时小麦和野燕麦的密度制约死亡规律没有显著差异,相对较大的竞争压力加强了UV-B对这两个物种生物量降低的效应．UV-B辐射处理后,按单株生物量和地上部生物量。UV-B增强了小麦对野燕麦的竞争优势,但是以单株籽粒数及籽粒重为依据的k1-2值在紫外辐射处理后却下降．竞争性平衡的改变伴随着两者总生物量的显著下降,特别是在较高的密度条件下．紫外辐射对其它3个种对的竞争性平衡有着不同程度与方向上的影响．一般情况下UV-B使竞争性平衡向有利于单子叶植物的方向发展．这一结果暗示,竞争胁迫,特别是种间竞争对正确评估UV-B辐射增强对农田生态系统的影响是至关重要的．     

UV-B辐射和干旱对丹参生长和叶片中酚酸类成分的影响

在3种UV-B辐射强度以及3种干旱的单因子以及复合作用下,采用盆栽法对丹参植株生物量、叶面积、株高等形态指标和光合参数以及叶片中丹酚酸B、迷迭香酸、咖啡酸和丹参素含量的变化进行研究。旨在探索西北干旱、半干旱地区强光和干旱对丹参生物量和叶片中酚酸类含量的影响,为丹参的深入开发利用提供依据。结果表明:干旱和UV-B辐射单因子作用均对丹参生长指标有抑制作用,而对酚酸积累有促进作用;相比于干旱,UV-B辐射的影响更加显著。UV-B辐射显著引起植株矮化、叶面积减小、生物量降低、净光合速率降低以及叶片中酚酸类物质含量增加,两种因子复合作用对酚酸类物质积累的效果表现为复杂的加强或交互抗性作用。两种因子单独和复合作用处理下,适宜水分和重度UV-B辐射复合处理(75%T2)最有利于丹参叶片中酚酸类物质积累。     

冠层光谱组成对红松和蒙古栎幼苗生长和光合荧光特性的影响

本研究选择长白山阔叶红松林优势树种红松和蒙古栎幼苗为对象,研究其植株形态、生长和光合荧光特性对5种光谱处理的响应。结果表明: 红松与蒙古栎的形态结构与生长主要受蓝光与紫外B区(UV-B)辐射调控。滤除蓝光后两种幼苗的植株叶面积比和相对生长速率均显著降低,而滤除UV-B辐射显著增加了红松的叶面积比和相对生长速率,分别上升了41.8%和47.7%,降低了蒙古栎的株高、总叶面积和生物量积累。滤除UV-B辐射显著降低了2种幼苗的光合荧光调节能力,红松的下降幅度较低,其非调节性耗散的量子产量(Φ_NO)升高31.6%,反映光合荧光调节能力的Φ_NPQ/Φ_NO值降低37.5%。2个树种幼苗具有明显不同的光谱适应策略,蒙古栎幼苗偏向于利用光谱变化调整自身形态增加光捕获能力,而红松更注重调整光合荧光特征以提高碳同化效率。     

UV-B辐射增强对反枝苋形态、生理及化学成分的影响

通过大田盆栽实验,研究了2种增强的UV-B辐射对双子叶C4植物反枝苋(Amaranthus retroflexus)形态、生理、生物量分配及化学成分的影响.结果表明:增强UV-B辐射处理下分枝数、叶片数、高度和基径均没有显著变化.高、低剂量的UV-B处理均导致过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组(P＜0.05),但对超氧化物歧化酶(SOD)活性无影响,低剂量辐射下过氧化物酶(POD)活性显著高于对照而高剂量辐射下无显著变化,同时丙二醛(MDA)含量随辐射剂量的增加而显著增加(P＜0.05).收获期低剂量辐射处理下的资源分配模式发生变化,分配到叶片的生物量比例显著增加,而分配到根的比例显著减小,但高剂量辐射对生物量分配无影响.UV-B辐射处理下根、茎、叶部所检测的大多数化学成分与对照相比均有显著变化:叶片中可溶性蛋白、木质素和脂肪,根中木质素,茎中纤维素、木质素含量在辐射处理下显著高于对照;叶片中淀粉,茎中可溶性糖、淀粉和脂肪含量在辐射处理下显著低于对照(P＜0.05).     

不同生境下细叶鸢尾表型可塑性及生物量分配差异性

细叶鸢尾(Iris tenuifolia Pall.)为鸢尾科鸢尾属多年生草本,是干旱半干旱地区的野生观赏花卉之一。该植物在自然条件下萌发率极低,主要靠多年生根系进行繁殖。为了研究细叶鸢尾在异质性生境中的可塑性及其生态适应性,对3种不同生境(种群1:干旱严重;种群2:较干旱;种群3:相对湿润)中的细叶鸢尾自然分布种群的生物学特性,地上、地下生物量分配等进行比较。研究发现:3个不同生境的种群植株在外部形态上差异明显。种群1的根长与根冠比显著大于种群2和种群3,种群3的株高值较大;种群3地上生物量的比重显著大于种群1和种群2,但地下生物量与地上生物量分配呈反比。结果表明:细叶鸢尾植株具有较强的可塑性,在不同的环境条件下,通过外部形态结构和生物量的配比关系,能够形成有利于自身生长发育的适应对策。     

a-NAA及UV-B辐射对栝楼幼苗生长及蒸腾作用的影响

 研究了温室条件下紫外线-B（UV-B）辐射（0.029 J·m-2·s-1）和外施α-萘乙酸（α-NAA）（2 mg·L-1）相互作用对栝楼（Trichosanthes kirilowii）幼苗生长及蒸腾速率的影响。本实验设一个对照（T0）和3个处理：外施α-NAA（T1）,增加UV-B辐射（T2）,增加UV-B辐射并外施α-NAA（T3）。实验结果：增强UV-B辐射明显降低栝楼的株高及叶面积,根、茎、叶重均较对照低,因而总生物量也较对照低,干物质积累量减少。UV-B辐射增强,对栝楼植株含水量几乎无影响,但却明显增加叶气孔阻力,降低蒸腾速率。与对照（T0）相比,外施α-NAA（T1）明显增加株高及叶面积,根、茎、叶重均增加,因而单株总生物量较对照增加,但干物质积累量增幅不大,植株水分含量较对照略高;叶气孔阻力呈降低趋势,蒸腾速率呈增大趋势。在有UV-B辐射下外施α-NAA（T3）,与T2相比,植株高度、叶重及叶面积降低趋势明显减轻,但根、茎生物量,单株总生物量及干物质积累量并无明显增加;叶气孔阻力降低,蒸腾速率增大。分析认为,栝楼幼苗根系发达,根冠比接近1,而UV-B辐射下补充α-NAA对根、茎影响小,同时本试验处理时间短（5周）,表现为对生物量增加及干物质积累量的影响效果不明显,但株高、叶面积明显增加,且在一定程度上减小了叶的气孔阻力,增大了蒸腾速率。结果表明：UV-B辐射能对栝楼的根、茎、叶生物量及干物质积累量产生影响,同时也能引起栝楼叶气孔阻力增加及蒸腾速率降低,但若同时外施α-NAA,则这种影响有减轻的趋势。该结果暗示,α-NAA能增强栝楼幼苗对UV-B辐射的耐受能力,可能是弥补了UV-B辐射引起的IAA含量的降低,减少了内源ABA的积累,减轻叶片气孔阻力,增大蒸腾速率,促进了植株生长。     

α-NAA及UV-B辐射对栝楼幼苗生长及蒸腾作用的影响

研究了温室条件下紫外线-B(UV-B)辐射(0.029 J·m~(-2)·s~(-1))和外施a-萘乙酸(a-NAA)(2 mg·L~(-1))相互作用对栝楼(Trichosanthes kirilowii)幼苗生长及蒸腾速率的影响。本实验设一个对照(T_0)和3个处理:外施a-NAA(T_1),增加UV-B辐射(T_2),增加UV-B辐射并外施a-NAA(T_3)。实验结果:增强UV-B辐射明显降低栝楼的株高及叶面积,根、茎、叶重均较对照低,因而总生物量也较对照低,干物质积累量减少。UV-B辐射增强,对栝楼植株含水量几乎无影响,但却明显增加叶气孔阻力,降低蒸腾速率。与对照(T_0)相比,外施a-NAA(T_1)明显增加株高及叶面积,根、茎、叶重均增加,因而单株总生物量较对照增加,但干物质积累量增幅不大,植株水分含量较对照略高;叶气孔阻力呈降低趋势,蒸腾速率呈增大趋势。在有UV-B辐射下外施a-NAA(T_3),与T_2相比,植株高度、叶重及叶面积降低趋势明显减轻,但根、茎生物量,单株总生物量及干物质积累量并无明显增加;叶气孔阻力降低,蒸腾速率增大。分析认为,栝楼幼苗根系发达,根冠比接近1,而UV-B辐射下补充a-NAA对根、茎影响小,同时本试验处理时间短(5周),表现为对生物量增加及干物质积累量的影响效果不明显,但株高、叶面积明显增加,且在一定程度上减小了叶的气孔阻力,增大了蒸腾速率。结果表明:UV-B辐     

增强UV-B辐射及氮水平对长春花生长和生理代谢的影响

地表UV-B 辐射增强和氮沉降增加目前已成为影响植物生长的重要生态因子。本文以药用植物长春花（Catharanthus roseus）为材料,研究UV-B辐射和氮供应增加对长春花生长、生理及长春碱含量的协同效应。研究结果表明,紫外辐射增加对长春花生长和生物量积累具有显著的抑制作用。同时外源增加氮供应能明显缓解紫外辐射引起的生长抑制效应。紫外辐射引起的叶片膜脂过氧化胁迫导致了长春花叶片丙二醛含量显著增加,但同时增加氮供应能显著降低丙二醛水平。增强UV-B辐射处理显著促进长春花叶片UV-B吸收化合物合成积累,并随氮供应增加其含量进一步增加;氮供应增加和UV-B辐射增强共同作用时,长春花叶片中长春碱的含量较其单独作用时均显著增加。上述结果表明,增加氮供应不但可以缓解紫外辐射引起的生长抑制和生理伤害,同时对长春花叶片中生物碱的合成积累具有协同促进效应,其原因可能是增强UV-B辐射能促使长春花利用更多的氮源合成积累长春碱。     

紫外辐射对菹草成株表型可塑性及石芽的影响

菹草衰亡的原因一直是水体生态修复的研究热点,已有的研究认为强光照是促进菹草衰亡的关键因素,强光照中对动植物有害波段主要为UV-B波段,为此分别将菹草成株置于50、100、150、200μW/cm2剂量的UV-B辐射下,每日持续辐射6h(9:00—15:00),对照组接受的UV-B剂量为0,仅接受UV-A和光合有效辐射,监测菹草生长、形态状况、石芽形成及萌发等指标。结果表明,高剂量UV-B辐射能促进菹草成株的衰亡进程,即使暴露在低剂量UV-B辐射条件下,植株仍然衰亡;植株株高、节间距、叶面积、单株鲜重都受到UV-B辐射的抑制,且随UV-B辐射剂量增加,各项指标明显下降;UV-B辐射对菹草成株形成的石芽数量无显著影响,但形成的石芽随辐射剂量增加变态率增高,长度增加,宽度减少,石芽重量减轻,下一个生长季萌发率降低,萌发出二苗的比率降低,萌发苗各项生长指标随辐射剂量增加逐渐降低。因此,春末夏初UV-B辐射增强可能是导致菹草大批衰亡的重要原因。     

UV-B辐射增强和氮沉降对入侵植物乌桕生长的影响

外来植物入侵是全球性问题,严重威胁入侵地生态系统功能和稳定性。入侵植物与其在原产地生长特征的不同,使其在抵抗胁迫生境和利用资源方面具有较强的竞争能力,从而具有较高的入侵潜力。UV-B辐射增强和氮沉降加剧作为两种全球变化因子,可能与土壤微生物共同作用于植物入侵的整个过程。了解UV-B辐射增强和氮沉降加剧是如何直接或间接影响微生物介导的植物生长,有助于揭示全球变化背景下的植物入侵机理,为有效控制植物入侵并降低其对生态系统功能的危害提供理论依据。该试验采用四因素裂区设计,以入侵美国的中国乌桕(Triadica sebifera)为研究对象,通过模拟UV-B辐射增强和氮沉降加剧,在土壤微生物控制条件下,研究三者对不同种群乌桕生长的影响。结果显示:UV-B辐射增强、氮沉降加剧和土壤微生物可能共同作用于乌桕成功入侵的整个过程。UV-B辐射增强导致乌桕形态学和生物量分配发生变化,大部分的资源分配给叶片以抵抗外界UV-B辐射胁迫。氮沉降使得乌桕将更多资源分配至地上部分,特别是叶片,减少了对地下生物量的分配。原产地土壤微生物对乌桕生长具有显著正效应,同时,氮沉降增强了该效应而UV-B辐射增强对该效应没有影响。氮沉降没有减缓UV-B辐射对乌桕的胁迫作用。入侵地乌桕种群相比于原产地乌桕种群在株高、叶生物量和总生物量方面已经进化出了较为明显的优势,此外,入侵地乌桕种群相比于原产地乌桕种群减弱了在根冠比和根生物量方面对原产地土壤微生物的依赖性,但是增强了在叶面积比方面的依赖性。     

蓝藻对UV-B增强的响应与适应

平流层臭氧破坏导致地球表面紫外辐射(主要是UV-B)增强逐渐受到人们重视。由于蓝藻在生态系统中的重要性和在生物进化过程中的特殊性,用于研究UV-B对生物体的影响具有诸多优势。目前国内关于UV-B与蓝藻的研究报道较少,所以本文介绍了近年来国外该领域的相关研究,主要包括UV-B对蓝藻生物量、光合机构以及固氮等方面的影响,同时着重介绍了蓝藻对UV-B的适应策略。     

UV-B辐射方向对白三叶克隆整合的影响

增强UV-B辐射会对植物生长和生理生化过程产生有害效应。克隆植物中,相连的克隆分株对经常共享资源和激素,然而鲜有关于异质性UV-B辐射下UV-B辐射方向对克隆整合的影响及克隆植物形态结构变化的报道。模拟同质(克隆分株片段均处于自然背景辐射)和异质(克隆分株一端处于自然背景辐射,另一端处于补加的UV-B辐射)UV-B辐射,以克隆植物白三叶为材料,进行连接和隔断处理,研究UV-B辐射方向对克隆整合强度变化、叶片形态结构特化及生理可塑性的影响。结果表明:异质性UV-B辐射下,15N同位素标记端保留的15N百分比高于同质UV-B辐射处理,转移到无标记相连端的15N含量则降低,紫外辐射处理和同位素标记是否处于同一分株端对结果无显著性影响,说明克隆植物白三叶生理整合存在但整合强度降低,辐射方向与克隆整合强度无关;隔断处理组气孔长度增加,栅栏组织增厚,但连接处理组却无此变化,表明生理整合在白三叶叶片形态结构特化中发挥作用。UV-B辐射下,最小荧光、电子传递速率及光化学淬灭系数降低但非光化学淬灭系数升高,而生理整合却使结果相反;叶绿素和紫外吸收物可在异质性UV-B辐射相连的两端运输分享。以上均表明异质UV-B辐射环境中,UV-B辐射胁迫端克隆分株通过生理整合从非胁迫端获益,并以此提高胁迫环境中克隆植物对资源的利用效率。     

增强UV-B辐射与CO2浓度倍增复合作用对冬季大棚黄瓜生长发育的影响

研究了不同剂量的紫外-B辐射与浓度倍增的CO2复合处理对大棚黄瓜(Cucumis sativus)生长发育过程中植株形态、叶绿素、可溶性蛋白质含量以及SOD、POD、CAT酶活性的影响。结果表明：作形态方面,UV-B辐射明显降低了植株的株高、叶柄长度、叶面积,而茎粗增加。复合处理B2C明显提高了黄瓜叶绿素的含量,整个处理对黄瓜蛋白质的含量没有大的影响;酶活性以B2C处理时,其SOD、POD、CAT酶活性最高。说明一定低剂量的UV-B与CO2相复合时,可以促进黄瓜的生长发育,其促进程度大于CO2单因子的效应。     

云南报春花SOD、POD酶量月际性变化与UV-B辐射关系的研究

利用低纬高原地区获得部分不同地区紫外辐射观测资料,研究不同地区紫外辐射月际性差异引起云南报春花SOD、POD酶量的差异变化,探讨在自然环境条件下,UV-B辐射对植物体内SOD、POD的影响。结果表明: (1)在低纬高原地区UV-B辐射强度变化具有特殊性和复杂性;(2)当报春花处于幼苗生长期(2月)时,UV-B辐射强度小,SOD、POD活性表现较弱;进入生长旺盛期和开花期(3月、4月),UV-B辐射增强,此时SOD、POD活性也随之增强;进入衰老期(5月),而UV-B继续增强,植物SOD、POD酶活性下降。     

补增UV-B辐射对香蕉叶片光合作用和叶氮在光合碳循环组分中分配的影响

补增UV－B辐射的香蕉叶片光下呼吸速率（Rd））和不包括光下呼吸的CO2补偿点（г*）,分别为0.33μmol·m-2·s-1和46.5μl·L-1,较对照植株分别高5.6％和10.0％。在较高CO2浓度（>340μl·L-1）条件下的An/θp关系最初直线部分斜率,即表观量子产率(α-A)为0.023±0.007,而补增UV-B辐射处理的植株则降低13.0％,光能转换效率（δ）亦降低28.6％,表明UV-B辐射明显降低αA和δ。在高θp（1100μmol·m-2·s-1）和Ci<200μl·L-1条件下,对照植株的An/Ci关系为An=0.028Ci+1.44,补增UV-B辐射处理的植株则为An=0.021Ci+1.01,UV-B辐射降低羧化限制速率。最大羧化速率（Vcmax）和电子传导速率的光饱和值（Jmax）亦较低,补增UV-B辐射的叶片,叶氮在Rubisco的分配系数（PR）和叶氮在生物力能学组分的分配系数（PB）分别较对照低8.1％和3.0％,叶氮分配到类囊体膜捕光色素蛋白组分的则略见增高,UV-B辐射降低叶氮在光合循环组分的分配。