灰霾引起的太阳辐射变化对小麦干物质生产的影响
太阳辐射是作物生长发育的基础，其收入的多寡和群体转换效率的高低决定了作物的生产力。随着工业化和城市化迅速发展，大气气溶胶污染加剧，与之相关联的灰霾现象也日益频发，导致到达地表的太阳总辐射下降，散射辐射比例提高。这势必会影响作物的生长发育，进而影响作物的产量。营养生长阶段的干物质生产是后期作物产量形成的重要基础，本文以冬小麦为研究对象，通过模拟不同程度的灰霾，进而揭示灰霾对小麦干物质积累的影响。结果表明灰霾使得到达地球表面的太阳总辐射降低会导致小麦各时期干物质的积累减少，处理开始到成熟期干物质积累在中度、重度灰霾下分别下降9.12%、16.69%。与此同时，灰霾使得散射辐射的比例提高，对总辐射造成的小麦干物质积累降低具有一定的补偿效应。小麦各器官干物质量在灰霾下较自然条件均有所下降，其中茎和穗干物质积累下降幅度显著，茎在中度和重度灰霾下分别下降9.21%和14.81%，穗在中度和重度灰霾下分别下降10.05%和15.68%。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1 试验材料与方法2
1.1 试验材料与试验地点2
1.2 试验设计 2
1.2.1 模拟灰霾程度的确定2
1.2.2 试验设计及田间管理3
1.3 项目测定和方法3
2 结果与分析3
2.1 灰霾对小麦地上部总干物质积累的影响3
2.2 灰霾对小麦叶片干物质积累的影响4
2.3 灰霾对小麦茎干物质积累的影响5
2.4 灰霾对小麦穗干物质积累的影响6
3 讨论与结论 6
致谢7
参考文献7
灰霾引起的太阳辐射变化对小麦干物质生产的影响
引言
近几十年来，随着全球经济的发展，化石燃料的采掘和消耗量迅猛增加，使得大气中因油煤、废弃物燃烧而产生的气溶胶粒子的总数量发生明显变化，大气气溶胶污染加剧，与之相关联的灰霾现象也日益频发，受到了人们的广泛关注。灰霾是一种大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于 10.0km的空气普遍混浊的天气现象[1]。大气气溶胶粒子会吸收、散射太阳辐
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
射和地面辐射出的长波辐射，影响地气辐射收支，削弱到达地表的短波辐射量[24]。此外，大气气溶胶中含有的硫酸盐、硝酸盐、铵具有吸湿作用，也会使得太阳辐射量减少[5]。与此同时，气溶胶粒子会与太阳直射光相互作用，增加到达地表的太阳辐射的散射次数,增长太阳辐射在大气中传输的距离,增加吸收物质对太阳辐射的吸收，从而提高散射辐射在总辐射中的比例。因此，随着气溶胶浓度和云量的增加，中国地区总辐射呈逐年下降趋势，但散射辐射量并没有明显下降，甚至在20世纪80年代后期呈明显上升趋势，而且散射辐射在总辐射中的比例不断增大[6]，不断降低的太阳辐射将会显著影响我国的生态平衡和农业发展。
太阳辐射是植物进行光合作用和生长发育的能量来源，太阳辐射强度的变化和光合器官的同化效率直接影响光合同化物的累积量。由于灰霾对到达地球表面的有效辐射的削弱,势必会对作物生长发育和产量造成影响。同时，由于太阳高度角随时间变化, 作物冠层中叶片具有特殊的空间分布和不同的角度取向，加上气溶胶、云的存在，使得作物冠层中的辐射环境随时间和空间变化。例如，散射和直接辐射在冠层光合作用中就有不同的影响。而作物冠层本身的结构,对散射辐射和直接辐射又有不同的光合作用响应，不同的光合作用响应影响作物干物质的生产是研究气溶胶辐射效应对作物光合作用影响的基础。因此，研究灰霾对作物干物质积累的影响，及其对不同群体的影响程度，把握其对作物生长过程的影响，对于合理控制作物生长环境规避灰霾的不利影响以保证作物产量具有重要意义。
小麦是全球播种面积最大的作物，也是我国最重要的粮食作物之一，小麦产量的高低和品质的优劣对保证我国粮食安全和人民生活水平的提高具有重要作用。本文以冬小麦为研究对象，通过遮阴处理模拟不同程度的灰霾，进而揭示灰霾对小麦干物质积累的影响。
1 材料与方法
1．1 实验材料与试验地点
以小麦（宁麦13）为材料，于2015年10月在江苏农业科学院试验农场（32.03oN，118.87oE）进行。
1．2 试验设计
1．2．1 模拟灰霾程度的确定
根据长江三角洲地区上海站点（2012年11月2013年6月）的空气质量指数（AQI，air quality index）及其相对应的来源于中国气象局总辐射和散射辐射比例的观测值之间的关系，确定模拟不同程度灰霾下的辐射条件（表1）。
表1 空气质量等级与总辐射、散射辐射比例的关系
Table 1 The relationship between air quality and changes of radiation
空气质量等级（AQI）
总辐射下降比例
散射辐射比例
优良（0100）
0
≤50
轻度污染（101150）
11 – 21
51 – 59
中度污染（151200）
22 – 32
60 – 68
重度污染（201300）
33 – 54
69 – 87
1．2．2 试验设计及田间管理
从小麦拔节期开始至收获期用PE农用膜在2m高度处平行于地面遮阴（仅顶部遮阴，四周不遮阴），用以模拟灰霾天气。设3个处理（CK、T1、T2），每处理设3个重复，共9个小区。每个小区面积为4 m×5 m，采用随机区组设计，全田面积855 m2。其中，T1处理采用一层0.12 mm厚农用PE膜，模拟中度灰霾，T2处理采用三层0.12mm厚农用PE膜，模拟重度灰霾。
在处理过程中，根据日出日落时间，每天日出之前将膜拉开，日落之后将膜收起，以确保在每天光照较强、小麦光合速率较高的时间段进行处理，同时消除夜间PE膜对地面长波辐射吸收引起的处理与对照小区的温度差异。试验期间小麦其他栽培措施，与常规大田生产相同。
1．3 项目测定和方法
田间环境数据的测定：用数据采集器Datalogger进行采集，频率为每30min记录一次。观测项目：空气温度（℃）、水层温度（℃）、土壤温度（℃）、空气相对湿度（%）、太阳总辐射（wm2）、光合有效辐射（μmolm2s1）、太阳散射辐射（wm2）。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1 试验材料与方法2
1.1 试验材料与试验地点2
1.2 试验设计 2
1.2.1 模拟灰霾程度的确定2
1.2.2 试验设计及田间管理3
1.3 项目测定和方法3
2 结果与分析3
2.1 灰霾对小麦地上部总干物质积累的影响3
2.2 灰霾对小麦叶片干物质积累的影响4
2.3 灰霾对小麦茎干物质积累的影响5
2.4 灰霾对小麦穗干物质积累的影响6
3 讨论与结论 6
致谢7
参考文献7
灰霾引起的太阳辐射变化对小麦干物质生产的影响
引言
近几十年来，随着全球经济的发展，化石燃料的采掘和消耗量迅猛增加，使得大气中因油煤、废弃物燃烧而产生的气溶胶粒子的总数量发生明显变化，大气气溶胶污染加剧，与之相关联的灰霾现象也日益频发，受到了人们的广泛关注。灰霾是一种大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于 10.0km的空气普遍混浊的天气现象[1]。大气气溶胶粒子会吸收、散射太阳辐
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
射和地面辐射出的长波辐射，影响地气辐射收支，削弱到达地表的短波辐射量[24]。此外，大气气溶胶中含有的硫酸盐、硝酸盐、铵具有吸湿作用，也会使得太阳辐射量减少[5]。与此同时，气溶胶粒子会与太阳直射光相互作用，增加到达地表的太阳辐射的散射次数,增长太阳辐射在大气中传输的距离,增加吸收物质对太阳辐射的吸收，从而提高散射辐射在总辐射中的比例。因此，随着气溶胶浓度和云量的增加，中国地区总辐射呈逐年下降趋势，但散射辐射量并没有明显下降，甚至在20世纪80年代后期呈明显上升趋势，而且散射辐射在总辐射中的比例不断增大[6]，不断降低的太阳辐射将会显著影响我国的生态平衡和农业发展。
太阳辐射是植物进行光合作用和生长发育的能量来源，太阳辐射强度的变化和光合器官的同化效率直接影响光合同化物的累积量。由于灰霾对到达地球表面的有效辐射的削弱,势必会对作物生长发育和产量造成影响。同时，由于太阳高度角随时间变化, 作物冠层中叶片具有特殊的空间分布和不同的角度取向，加上气溶胶、云的存在，使得作物冠层中的辐射环境随时间和空间变化。例如，散射和直接辐射在冠层光合作用中就有不同的影响。而作物冠层本身的结构,对散射辐射和直接辐射又有不同的光合作用响应，不同的光合作用响应影响作物干物质的生产是研究气溶胶辐射效应对作物光合作用影响的基础。因此，研究灰霾对作物干物质积累的影响，及其对不同群体的影响程度，把握其对作物生长过程的影响，对于合理控制作物生长环境规避灰霾的不利影响以保证作物产量具有重要意义。
小麦是全球播种面积最大的作物，也是我国最重要的粮食作物之一，小麦产量的高低和品质的优劣对保证我国粮食安全和人民生活水平的提高具有重要作用。本文以冬小麦为研究对象，通过遮阴处理模拟不同程度的灰霾，进而揭示灰霾对小麦干物质积累的影响。
1 材料与方法
1．1 实验材料与试验地点
以小麦（宁麦13）为材料，于2015年10月在江苏农业科学院试验农场（32.03oN，118.87oE）进行。
1．2 试验设计
1．2．1 模拟灰霾程度的确定
根据长江三角洲地区上海站点（2012年11月2013年6月）的空气质量指数（AQI，air quality index）及其相对应的来源于中国气象局总辐射和散射辐射比例的观测值之间的关系，确定模拟不同程度灰霾下的辐射条件（表1）。
表1 空气质量等级与总辐射、散射辐射比例的关系
Table 1 The relationship between air quality and changes of radiation
空气质量等级（AQI）
总辐射下降比例
散射辐射比例
优良（0100）
0
≤50
轻度污染（101150）
11 – 21
51 – 59
中度污染（151200）
22 – 32
60 – 68
重度污染（201300）
33 – 54
69 – 87
1．2．2 试验设计及田间管理
从小麦拔节期开始至收获期用PE农用膜在2m高度处平行于地面遮阴（仅顶部遮阴，四周不遮阴），用以模拟灰霾天气。设3个处理（CK、T1、T2），每处理设3个重复，共9个小区。每个小区面积为4 m×5 m，采用随机区组设计，全田面积855 m2。其中，T1处理采用一层0.12 mm厚农用PE膜，模拟中度灰霾，T2处理采用三层0.12mm厚农用PE膜，模拟重度灰霾。
在处理过程中，根据日出日落时间，每天日出之前将膜拉开，日落之后将膜收起，以确保在每天光照较强、小麦光合速率较高的时间段进行处理，同时消除夜间PE膜对地面长波辐射吸收引起的处理与对照小区的温度差异。试验期间小麦其他栽培措施，与常规大田生产相同。
1．3 项目测定和方法
田间环境数据的测定：用数据采集器Datalogger进行采集，频率为每30min记录一次。观测项目：空气温度（℃）、水层温度（℃）、土壤温度（℃）、空气相对湿度（%）、太阳总辐射（wm2）、光合有效辐射（μmolm2s1）、太阳散射辐射（wm2）。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/zwbh/479.html
