温室条件下增强UV-B辐射对小麦、谷子大小等级性和异速生长的影响.pdfVIP

田向军等：温室条件下增强uV-B辐射对小麦、谷子大小等级性和异速生长的影响 5203 大气层中平流层臭氧减薄是当今全球性环境问题，由于平流层臭氧层减薄引起紫外辐射(UV—B)增强 而导致严重的生态学后果，已受到国际社会的普遍关注H]。据有关资料反映：全球范围内的平流层臭氧浓度 在过去的lOa中平均减少了2％一3％，目前仍呈继续降低趋势∽J。臭氧层变薄增加到达地球表面的紫外线 检测到植物在紫外辐射增强条件下形态学发生变化出现的几率高于光合作用减少几率∞’7|。即增强uV—B辐 射条件下，檀株生长和生产具有较大的可塑性。一般认为，植物的可塑性是植株异速生长或物质分配模式的 改变[8]，这种改变则蕴涵着重要的生长和物质分配策略。 一些环境因素的改变可以导致植物异速生长(灿lometricrelationship)关系和大小等级性(sizehierarchy) 的改变，而这些变化反过来又影响植物对资源的利用、分配及其与邻体之间的关系p]。如竞争对植物生长、 形态的影响以及形态对竞争反馈调节影响的重要性近年来受到了广泛重视[1¨14]。由于植物对光的竞争是不 对称的，在密集的植物群体中植株高度成为决定个体生存的重要因素。而且，植物形态可能随植株大小的变 化而变化。因此异速生长方法对研究植物资源分配和生长形态是非常必要的。 从目前的研究看，植物对uV．B辐射较一致的反应表现在形态学变化和次生代谢过程的变化，而这些变 化无疑将引起种间竞争和群落结构的改变，对这一过程的把握有助于对臭氧层破坏紫外辐射增强的生态学后 91，而这些研究基本上都认定，竞 果的正确评价m]。竞争试验表明，uV—B辐射可以改变物种竞争性平衡H6q 争性平衡的改变不是由于uV—B对光合作用抑制的结果，而是由植株形态和冠层结构的变化所引起Ⅲ1。目 前在另一重要全球变化——大气CO：富集的研究中，植物种群异速生长和大小等级性方面的问题已开始得到 8|，同时未见有从种群异速生长和大小等级性方面探 重视跚，引。但植物群体对增强uV—B响应的研究较少n 讨UV—B对植物影响的报道。 因此，本研究选取2种重要农作物小麦、谷子(分别为单子叶c，、C。植物)，通过人工模拟臭氧层减薄15％ 的条件，研究增强UV—B辐射对植株异速生长及大小不等性的影响，这在全球变化理论和农业实践上具有重 要意义。 1材料与方法 1．1试验材料 小麦(7阮据um∞s砌Mm)：四川绵阳26号。谷子(地一口i阮Zi∞)：长农35号。 1．2材料培养 26．5 cm，高20．Ocm，每盆装土5kg，土壤采自西北大学生物园，土壤肥力中等。选取子粒饱满，大小均一的小 时，随机分为UV—B处理组(T)和对照组(CK)两个处理。每处理24盆。 1．3 uV．B辐射处理 w紫外灯管(秦牌，波长峰值313nm，宝鸡光源研究所)进行uV-B辐射处理，采用升降式灯架， 使用40 nm处的紫外辐射 灯管悬于植株上方60cm处，用742型uV—B辐照计(北京师范大学光电仪器厂)测定297 2．54l【J．m～。对照上方也悬挂灯管，但不通电，以保证两组有相同的光照条件。整个生长季根据光背景通过 调节灯管与植株顶层的高度来保持紫外辐射强度。小麦进入三叶期后，从10月22日(此时西安地区日照时 640斗mol·m-。·s～。 1．4 小麦株高及生物量的测定 12月中旬待植株成熟后，每个处理随机选取5盆。将长有植株的土柱从盆中取出，放人水池中浸泡，直 至土柱变得松散，然后用水冲洗根系，最后从水中取出完整的植株，冲洗根部泥土，滤纸吸干，测量单株株高。 http：／／w、^rw．ecologica．cn 生态学报 27卷 株各器官重量。 1．5统计分析 均值差异性比较采用f—test。Gini系数(Gini 如下‘川： G=∑∑I菇i