植物源挥发性有机物采样和分析方法研究进展

植物源挥发性有机物(BVOCs)排放量约占全球总VOCs排放的90%,其排放易受环境因子(温度、光照、土壤水分、饱和水汽压差、风速、风向、O_(3)和CO_(2)浓度等)的影响,对采样和分析要求极高,而BVOCs样品的精准采集与分析是获取BVOCs排放因子的基础。该文综述了国内外BVOCs采样和分析方法,根据采样系统是否能控制或模拟环境因子(温度、湿度、光照强度、空气湍流、二氧化碳浓度等),对采样叶室的适用性进行了分析。其中光合仪-动态封闭系统可精准控制温度、光照强度、二氧化碳浓度,易使空气形成自然交换且便于外场测量,适用于大多数植物BVOCs排放测量。依托高塔、系留球、飞机等开展测量的开放式采样系统适用于外场的长期观测。PTR-MS、PTR-TOF-MS、Vocus-PTR-TOF等在线分析系统逐步得到应用。微型传感器已应用于BVOCs的快速检测,碳同位素分析法已应用于BVOCs合成转化过程中组分的探究。对采样和分析系统发展的研究,将为精准获取BVOCs排放因子并评估其环境效应提供依据。

菌肥与腐熟秸秆对盐碱地燕麦渗透生理特性及产量的影响

为明确菌肥和腐熟秸秆对盐碱地燕麦渗透生理及产量的调节作用,以燕麦品种白燕2号和草莜1号为材料,分析了菌肥(F)、腐熟秸秆(S)及二者配施(FS)对燕麦不同生育时期植株K^(+)、Na^(+)、可溶性糖、有机酸含量及株高和产量的影响。结果表明,苗期和拔节期燕麦各器官K^(+)和Na^(+)积累量较高,且茎和叶的K^(+)、Na^(+)积累量均明显高于根部。与空白对照(CK)相比,S和FS处理均显著提高各时期燕麦根、茎、叶K^(+)含量,显著降低Na^(+)含量。F、S和FS处理对各时期两个燕麦品种植株可溶性糖含量也有显著影响。F处理显著增加了抽穗期和灌浆期两个品种植株总有机酸含量,尤其是草酸、乙酸、柠檬酸比例提高;S和FS处理下抽穗期燕麦植株总有机酸含量在第一年较CK显著提高,而第二年显著降低,主要是由草酸变化引起。F、S及FS处理在第二年均显著提高两个品种的籽粒、鲜草和干草产量,其中FS处理的增产效果最好。这说明腐熟秸秆配施菌肥有助于增强盐碱地燕麦植株的渗透调节能力,提高其适应性,促进其生长,并显著提高其产量,适宜在盐碱地区进行推广应用。

亚热带森林植物挥发性有机物(BVOCs)排放通量与大气甲醛之间的关系

陆地植物是大气中挥发性有机物的主要来源,准确获得中国典型生态系统,特别是亚热带森林植物挥发性有机物的排放通量,对碳循环、空气质量、大气化学和光化学等方面的研究都是一项具有重要意义的工作。2013年5月—2016年1月,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)和梯度技术在江西省亚热带人工林冠层上测量了植物挥发性有机物(BVOCs,包括异戊二烯和单萜烯)的排放通量,同步测量了气象参数、太阳辐射(总辐射、直接辐射、光合有效辐射PAR)等。基于冠层尺度BVOCs排放经验模式和测量数据,计算了2013年1月—2016年12月亚热带人工林BVOCs的排放通量。2013—2016年,通量塔100 km内异戊二烯的年排放量分别为1.2×10~5、2.4×10~5、2.1×10~5、1.6×10~5 kg,单萜烯的年排放量分别为2.1×10~5、2.1×10~5、1.9×10~5、2.0×10~5 kg。4年间,亚热带森林甲醛柱浓度表现出显著的季节变化,夏季高、冬季低,与BVOCs的排放特征基本一致。结合分析卫星测量的甲醛HCHO(molec·cm-2)柱浓度月平均数据,发现亚热带人工林BVOCs排放通量(mg·m^(-2)·h^(-1))与HCHO柱浓度(c_(HCHO))月均值之间存在良好的线性关系:异戊二烯排放通量F_1=1.29×10^(-16)c_(HCHO)-0.77、单萜烯排放通量F_2=1.02×10^(-16)c_(HCHO)-0.21、BVOCs排放通量F=2.31×10^(-16)c_(HCHO)-0.98。因此,基于卫星测量的HCHO数据,可以估算BVOCs排放通量,异戊二烯、单萜烯和BVOCs的计算偏差低于30%。该研究可为获取大范围BVOCs排放通量提供一种新方法,也为卫星数据的广泛应用提供了借鉴。

外源精胺对碱胁迫下燕麦光合特性的影响

【目的】探索碱胁迫对燕麦光合特性的影响及外源精胺缓解效应,进而为盐碱地作物栽培及抗性品种选育提供参考。【方法】以抗碱品种蒙燕1号和碱敏感品种太阳神为试验材料,设置碱胁迫+Hoagland营养液、碱胁迫+精胺1+Hoagland营养液、碱胁迫+精胺2+Hoagland营养液、Hoagland营养液(对照)4个处理,对不同处理燕麦光合指标进行分析。【结果】碱胁迫抑制燕麦的光合作用。碱胁迫处理下,两个燕麦品种叶片叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率均低于对照,气孔限制值提高,其中蒙燕1号叶绿素减幅低于太阳神;碱胁迫导致光系统Ⅱ(PSⅡ)的光反应过程发生变化,叶绿素荧光参数Fo升高,Fv/Fm、ABS/CSm、TrO/CSm、EtO/CSm、PI_(ABS)呈降低趋势,蒙燕1号的Fv/Fm、PI_(ABS)减幅低于太阳神。与碱胁迫相比,外源精胺有助于叶绿素累积,促进光合速率、气孔导度、蒸腾速率升高,叶绿素荧光参数EtO/CSm、PI_(ABS)提高,Fo降低;与碱胁迫相比,0.01 mmol/L精胺处理下PI_(ABS)升高达23.96%~125.25%,0.01 mmol/L精胺处理下光合速率、叶绿素含量的增幅高于0.06 mmol/L精胺处理。【结论】外源精胺可降低碱胁迫对燕麦PSⅡ的损伤效应,增加蒸腾拉力,缓解碱胁迫对气孔的限制作用,促进CO_(2)向叶绿体的运输,进而增强光合作用,0.01 mmol/L为精胺施用较佳浓度。

A method for calculating the total ozone amount in the clear skies

A new method for calculating the clear day total ozone amount was obtained by the regression analysis of the observation data of ozone,solar UV radiation, and meteorological parameters.With this method the monthly mean total ozone amounts for the year 1991 in Beijing were calculated. Generally, the calculated values agree well with the Dobson spectrophotometer measurements, the average relative deviation between them being less than 2. 2%. According to the F-test,the photochemical reactions in the atmosphere,the solar UV radiation,and the aerosols are three most important factors to affect the column total ozone amount.