论文部分内容阅读
随着工业化和城市化的迅猛发展，氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)等臭氧(O3)前体物大量增加，从而导致近地层大气O3污染加剧，对粮食作物、经济作物和自然植被等产生了重要影响和巨大的伤害。开展地表O3增加对长三角地区典型农作物的影响研究，将为我国在气候变化背景下大气污染物的作物效应和粮食安全评估提供第一手区域实验资料。本文在重新设计改进的开顶式气室(OTC)的基础上，开展大田实验，设置对照组(CK)和两个O3增加处理，O3浓度分别为100nl·L-1(T1)、150nl·L-1(T2)，系统研究O3浓度增加对冬小麦(扬麦12)的生长、生理、品质和产量构成等方面的影响，并利用第一手大田实验资料，基于浓度阈值和O3暴露时间得到的AOT40，评估当前O3浓度增加对长三角地区冬小麦的产量损失。主要结论如下：
(1).O3浓度增加的处理组与对照组相比，冬小麦整个生长季缩短，籽粒灌浆持续时间缩短，叶片提前老化；同时，冬小麦的株高、干物质量、叶面积等均显著下降(p<0.05)，最大降幅分别达到了10.01％、36.56％和29.17％；冬小麦干物质累积的分配也发生变化，茎秆所占比重下降，麦穗比重上升。
(2).O3浓度增加的处理组与对照组相比，冬小麦单位面积小穗数、株数、穗粒数、千粒重、经济产量、生物产量等产量指标均随着O3浓度的增加而下降，单位面积小穗数、千粒重、经济产量CK与O3处理组间均差异显著(p<0.05)，其中T1、T2处理的单位面积生物产量分别比CK下降了16.11％和39.17％。
(3).品质分析表明，冬小麦籽粒氨基酸总量大小顺序为T1>T2>CK，而必需氨基酸总量大小顺序为T2>T1>CK，方差分析结果表明，处理间差异显著(p<4.05)；同时，与对照组相比，处理组冬小麦粗蛋白含量增加，但其各组分间变化趋势不同，其中，清蛋白和球蛋白的含量大小顺序为T2>T1>CK，而醇溶蛋白和谷蛋白含量的大小顺序则依次为T1>T2>CK：此外，与对照组相比，处理组淀粉含量下降，处理与对照组间呈显著负相关关系(p<4.05)，处理组T1、T2冬小麦淀粉含量分别下降了4.06％和16.61％。O3胁迫不利于冬小麦产量提高，但却能促进籽粒营养品质和加工品质的合成。
(4).根据开顶式气室(OTC)大田试验的实验数据资料，从四种建立的O3对小麦产量影响的剂量-响应模型中，选取了一种最符合本地区的函数方程，并对本地区2007年的产量损失和经济损失进行了评估分析，结果表明：江苏省因为O3污染导致小麦减产5％的AOT40(即临界水平)为3.33ppm·h，造成的冬小麦产量损失为599.98kg/hm2，全省的损失总量为122.34万吨，经济总损失16.88亿元.