简介:利用田间原位开顶式气室(Open-topchamber,OTC)研究了长江三角洲地区水稻灌浆期臭氧(O3)暴露对其产量形成的影响,从而确定灌浆期臭氧胁迫对水稻产量的影响.实验设计4种臭氧水平,即过滤空气(CF,O3浓度10nL·L^-1);自然大气(NF,O3浓度40nL·L^-1);臭氧动态1(O1,O3梯度为50、100、150nL·L^-1,平均浓度70nL·L^-1);臭氧动态2(O2,O3梯度为75、150、300nL·L^-1,平均浓度170nL·L^-1).结果表明,随着臭氧浓度的升高,水稻的株高、穗长、分支、穗粒数及水稻生物量和产量等指标均有下降的趋势,但4种处理间均无显著性差异(p〉0.05).在试验浓度下,水稻灌浆期短期高浓度O3暴露对其产量没有显著影响,不会造成明显的产量损失,但与全生育期相比,水稻产量对灌浆期的高臭氧浓度更为敏感.
简介:地表监测数据表明,我国近地层O3污染日趋严重,已对水稻和冬小麦的生长造成严重威胁。为评估O3污染对我国农业生产的风险,综合已有剂量反应实验结果,对我国南北五个地区(北京、定兴、江都、嘉兴、东莞)水稻和冬小麦的O3敏感性进行了比较分析。研究发现:(1)随着实验地区和实验品种的变化,两种作物的O3敏感性存在明显差异,其中,水稻对O3的敏感程度由北到南逐渐增加;(2)两种作物的产量均随O3剂量的增加而降低,且冬小麦的减产程度高于水稻;(3)基于FACE实验得到的作物O3敏感性高于基于OTC实验的研究结果。利用上述研究得到的O3剂量反应方程和O3浓度预测数据,对未来我国水稻和冬小麦的产量损失进行了评估。预计到2020年,我国五个主要作物产地水稻和冬小麦的产量损失范围分别为3.2~28.8%和7.8~36.9%。上述结果表明,O3污染已对我国主要粮食作物的生长造成巨大威胁,且作物品种间存在明显的O3抗性差异,有必要采取有效措施缓解O3浓度的上升,同时,需要利用更科学的实验方法进行O3抗性品种的选育,这对降低O3的农业风险具有重要意义。
简介:通过盆栽试验研究土壤中添加不同粒径磷矿粉对玉米吸收积累重金属的影响。结果表明,土壤中添加不同磷矿粉均可显著地降低玉米地上部和地下部的生物量。玉米植株对Cd、Zn、Cu和As的吸收积累也受不同粒径磷矿粉添加的影响。与对照处理相比,添加200μm、22μm和0.8μm的磷矿粉可导致玉米地上部Cd和As质量比分别降低14.1%~26.8%和15.4%~22.9%,玉米地上部Cu质量比和地下部As质量比分别提高5.2%~10.5%和56.3%~75.6%。与200μm和22μm相比,0.8μm磷矿粉可显著降低玉米根系对土壤Cu、Cd和Zn的吸收,说明该粒径磷矿粉是修复复合重金属污染土壤具有潜力的材料。
简介:为准确评价臭氧(O3)浓度升高对农作物的影响,运用田间原位开顶气室(open-topchamber,OTC)研究了高浓度O3对油菜光合作用、生物量和产量的影响.实验包括3种O3水平,一种为经活性炭过滤的空气(CF),两种高浓度O3处理:经活性炭过滤后的空气加入恒定浓度为100nL·L^-1的O3(CF100);经活性炭过滤后的空气加入具有日变化特征,其平均浓度和剂量与CF100相同的O3(CF100D).结果表明,CF100和CF100D均能使油菜叶片膜透性和H2O2自由基含量增加,光合色素含量和光合速率(photosynthesisrate,Pn)降低,最终导致油菜生物量和产量降低.与CF相比,CF100和CF100D熏气下油菜单位面积产量分别降低3.7%和18.6%.同时,实验还表明,CF100D对油菜的影响大于相同剂量的CF100.以上结果表明:1)高浓度的O3(CF100和CF100D)能够破坏细胞膜系统,减少光合色素数量,降低光合速率,从而降低作物生物量和产量;2)相同平均浓度和剂量的高浓度O3,对油菜的影响因熏气方式的不同而有明显差异,目前采用的O3,平均浓度和O3,剂量指标不能准确评价O3,浓度升高对油菜的影响.
简介:为了草原生态系统煤矸石废弃地的生态重建和植被恢复,采用温室盆栽试验,在正常供水(基质含水量为田间最大持水量的80%)和水分胁迫(基质含水量分别为60%和40%)条件下研究了接种丛枝菌根(ArbuscularMycorrhizal,AM)真菌Rhizophagusintraradices(RI)对新排放煤矸石上玉米(ZeamaysL.)菌根侵染率、生物量、矿质营养吸收、C∶N∶P生态化学计量比和植株水分特征的影响。结果表明,不同水分条件下接种AM真菌后玉米均具有较高的菌根侵染率,并随基质含水量降低逐渐增加。接种RI未显著影响3种水分条件下煤矸石上玉米的生长,显著增加了玉米对P的吸收量,显著调节了玉米的C∶N∶P生态化学计量比,符合生长速率假设。随水分胁迫程度增加,玉米生物量和营养元素吸收量降低。水分胁迫下,接种RI显著增加了玉米叶片鲜重含水量,加快了植株复水速率,改善了玉米的水分状况,表明RI对增强新排煤矸石中玉米抗旱性具有潜在的作用。初步证明了AM真菌对于增强玉米适应煤矸石基质的复合逆境,以及在干旱半干旱草原生态系统煤矸石废弃地上重建植被均具有一定的潜在作用。
简介:为明确多效唑对蔓性千斤拔种子产量和农艺性状的调节效应,对4种不同浓度多效唑处理(CK:喷清水、T1:50mg/L、T2:100mg/L、T3:150mg/L)的蔓性千斤拔种子产量构成因子、主要农艺性状及相关性进行了比较研究.结果表明,低浓度的多效唑对种子产量有显著的正效应,总体表现为T1>T2>CK>T3;不同浓度多效唑对主茎节数无显著影响,但对分枝数有明显促进作用;相关分析显示,株高、分枝数和结荚高度与单株种子产量均表现为显著或极显著正相关,其相关系数分别为0.6193、0.6130和0.8041;通径分析表明,各农艺性状对单株种子产量直接作用大小表现为:分枝数>结荚高度>株高>第一结荚节位>主茎节数,其中分枝数和结荚高度均表现为正效应,对种子产量的贡献率分别为0.3691和0.2722.
简介:通过温室盆栽实验,研究了镉在北京褐潮土中对玉米(品种郑单958)幼苗的毒性效应及其生物富集特性,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳口cR—DG旺)技术,探讨了镉对玉米根际微生物群落结构的影响。结果表明,高浓度(〉100mg·k-1)镉对玉米幼苗的生长发育有明显的抑制作用,北京褐潮土中镉引起玉米幼苗株高下降1/2的效应浓度(EC50)为654.6mg·k-1,引起玉米根部和地上部干质量下降1/2的EC50分别为3236和1102mg·k-1,玉米幼苗地上部生物量(干质量)可作为评价重金属生态毒性的适宜终点。玉米幼苗对镉有一定的吸收累积效应,镉在玉米幼苗各组织中的浓度分布为根〉茎〉叶,其中根部对镉有一定的富集作用(生物富集系数BAF〉1)。镉污染可引起玉米根际微生物群落结构发生改变,高浓度(1000mg·k-1)镉可导致部分微生物种群数量减少甚至完全消失,表明镉污染可对植物幼苗、植物根际微生物以及植物一微生物之间的相互作用造成重要的干扰和威胁。
简介:随着抗虫和耐草甘膦除草剂转基因玉米的迅速推广和种植,其环境安全性也越来越成为人们关注的焦点。为探讨抗虫耐除草剂转基因玉米C0030.3.5(外源基因cry1Ab和epsps)对水生动物环境的安全性,以模式生物大型蚤(Daphniamagna)为指示生物,分别使用1.5g·L^-1C0030.3.5玉米粉和其非转基因对照DBN318玉米粉饲喂大型蚤28d,探讨C0030.3.5玉米对大型蚤生长和繁殖的影响。结果显示,C0030.3.5玉米粉组大型蚤与亲本DBN318组大型蚤相比,体长、存活率、新生幼蚤总数等没有显著性差异(P〉0.05)。28d饲喂实验结果表明,抗虫耐除草剂玉米C0030.3.5没有对大型蚤生长和繁殖产生不良影响。上述研究结果为转基因玉米的商业化种植和安全管理提供科学数据。
简介:脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、黄曲霉毒素B1(AFB1)和玉米赤霉烯酮(ZEN)是最为常见的粮食真菌毒素,易共存于谷物产品和动物饲料中,而目前对其联合毒性的研究较少,且研究结果并不完全一致。为探究DON、AFB1和ZEN的联合毒性作用,本论文以秀丽隐杆线虫(C.elegans)为模型,分别评估了毒素混合物AFB1+DON、AFB1+ZEN、DON+ZEN和AFB1+DON+ZEN对C.elegans的生长发育(体长)和生殖能力(产卵量)的毒性作用,并用Chou-Talalay模型来判定毒素混合物的相互作用类型。研究表明,AFB1、DON和ZEN单独染毒C.elegans时,其毒作用强弱为AFB1〉ZEN〉DON。联合染毒时,AFB1+DON对C.elegans产生协同作用,而DON+ZEN则产生拮抗作用;AFB1+ZEN对体长(24h)和产卵量的毒作用随着暴露浓度的增加,由弱拮抗变为协同作用,而在毒素暴露48h后,对线虫的生长发育呈协同作用;AFB1+DON+ZEN除在EC50-24h和EC75-24h时对体长产生明显的毒性增强作用外,其他普遍表现出拮抗作用。由此表明,DON、AFB1和ZEN对C.elegans的联合毒性作用与剂量和时间相关。