全 文 ：第 11卷 第 2期
2 0 0 3年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．11 NO．2
April， 2003
大气中臭氧浓度变化对蔬菜的影响研究*
郭建平 王春 乙 温 民 白月明
(中国气象科学研究院 北京 100081)
摘 要 利用 OTC一1型开顶 式气室对 菠菜和青菜进行 不 同 O 浓度熏 气试 验结果 表 明，当大气 中 O，浓度升 高 ，菠
菜和青菜 气孔 阻力增大 ，光合 作用速率下 降 ，地 上部和地下部 生物量大 幅度 降低 ，当O，浓度达 200t~mol／kmol时，菠
菜和青菜地 上部生物量 分别不足对 照的 1／9和 1／3，地 下部 生物量分别 下降 79．8％和 69．3％。
关 键词 0 浓度 蔬菜 生物量
Study on the impacts of ozone concentration on vegetables．GUO Jian—Ping，W ANG Chun-Yi，W EN Min，BAI Yue-
Ming(Chinese Academy of Meteorological Sciences，Beijing 100081)，CJEA，2003，11(2)：18～20
Abstract The different 03 concentration experiments on spinach and Chinese cabbage were conducted in open top cham—
hers and the impacts of different 03 concentration on the growth and development，physiological characteristic parameters
of spinach and Chinese cabbage were analyzed．The results show that the stomatal resistance is increased，photosynthesis
rate and the biomass of above—ground and sub—ground are decreased in large scale when the o3 concentration enrichment．
When O3 concentration arrives at 200t~mol／kmol，the above ground biomass of spinach and Chinese cabbage are less than
1／9 and 1／3 and the sub—ground biomass are decreased by 79．8％ and 69．3％．respectively．
Key words 03 concentration，Vegetables，Biomass
我国大气中o 浓度平均约为 50～60tmol／kmol，清洁地区小于该值，而城郊有时出现较高的浓度，甚至
>200tmol／kmol，O 浓度升高对植物造成的伤害已成为人们关注的焦点 ’¨ 。本研究利用 OTC一1型农 田开
顶式气室对菠菜和青菜进行不同浓度 O 30d熏气试验，探讨不同o 浓度对菠菜和青菜生理特征及生长发
育的影响，为寻求有效措施提供理论依据。
1 试验设计与方法
试验在中国气象科学研究院农业气象试验基地进行，O3由高纯度 o 经QH 1型高频0 发生器生成，
经与过滤后的背景大气混合，分别配制成 o 浓度为 200tmol／kmol(I)、100 mol／kmol(Ⅱ)、50tLmol／kmol
(Ⅲ)处理的混合气体，再用轴流风机输入气室内；另设 2个对照处理，即Ⅳ处理经活性炭过滤后的背景大气
(o 浓度约 lO~mol／kmo1)，V处理直接将背景大气输入气室内(o 浓度约 30～40~mol／kmo1)。供试菠菜“中
菠 1号”和青菜“五月蔓”于 2000年 8月 26日播种瓦盆中(直径 36cm×深 26cm)，青菜于 9月 20日移栽，10
月 1～31日通气，通气时间为每天 9：00～16：00。试验主要观测和测定株高、各器官生物量干(鲜)物质量、
叶片伤害状况及叶片光合、气孔阻力等生理生态参数，每次观测取 2盆，收获时取 4盆。生长旺盛期用 Li一
6200光合作用系统测定光合速率，共测定 18次重复。
2 结果与分析
2．1 不同 ()3浓度对蔬菜生理参数的影响
大气中o 浓度变化对菠菜和青菜光合作用及气孔阻力等生理特征参数均产生显著影响(见表 1)。由
表 1可知菠菜和青菜叶片气孔阻力随O3浓度升高而增加，I处理气孔阻力最大，其次Ⅱ处理 ，Ⅳ处理气孔阻
力最小。叶片气孔阻力的变化直接影响菠菜和青菜光合速率及生物量累积，o 浓度升高对青菜比对菠菜气
孔阻力的影响显著。菠菜和青菜光合速率随大气中o 浓度升高而减少，I处理光合速率最小，Ⅳ处理光合
*国家自然科学基金项 目(49899270)资助
收稿日期：2002·04·30 改回日期 ：2002．05．31
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第 2期 郭建平 等 ：大 气中臭氧浓 度变化对蔬 菜的影响研 究 l9
气 孔 阻 力 ／cm·sI1
光合速率／C02tmol·dm一 ·h一
0 537 0．499 0．364 0．247 0．417
±0．115 ±0 228 ±0 105 ±0．010 ±0 029
4．399 6．811 11 405 13．946 9．780
± 0．865 ± 1 572 ± 5．544 ± 1．042 ± 1 204
0．481 0．472 0．271 0．260 0．347
±0．106 ±0．099 ±0．036 ± 0．047 ±0 019
3 642 5．897 13．546 18．146 16．603
±2 260 ±2．842 ± 1．774 ±2．227 ± 1．736
2．2 o 浓度升高对蔬菜生长发育的影响
从通气开始到收获时菠菜 和青菜株高与叶面积变化过程 见表2、表3，通气开始时初始条件一致 ，通气开
始后高o 浓度对菠菜和青菜产生显著抑制作用，甚至出现负增长，至收获时 I处理株高分别比V处理降低
65．0％和 37．5％，叶面积分别减少 93．7％和 89．1％。Ⅱ处理株高分别比V处理降低43．9％和 18．3％，叶面
表 2 03浓度 升高对蔬菜 株高的影 响
Tab．2 The impacts of O3 concentration enrichment on plant height
积分别减少 82．8％和 62．4％。
()3浓 度 升高 对 菠菜 和青
菜地上部生物量的影响十
分显 著 (见 图 1)，I处 理
开始时地上部生物量有所 捱
增加 ，菠菜 和青菜 分别 在 面
5d和 20d后 生 物 量 开 始
呈下降趋势，通气 1个月
后不 足 V处 理 的 1／9和
1／3。I1处理受伤害程度
略比 I处 理小 ，但 10d和
20d后其地上 部生物量 开
始下降，至收获时其生物
Ⅲ处理株高和叶面积明显大于 I和 Ⅱ处理 ，但仍 低于Ⅳ和 V处理。大气 中
25
2O
l5
lO
5
O
l0-0l l0-06 lO·1l l0-l6 l0-21 l0-26 Il·O1
日期(月一日)
80
60
40
霹
O
l0-0l l0-06 l0-Il 10-l6 l0-2l l0-26 Il-01
日期(月·日)
图 1 03浓 度升高对菠 菜(a)，青 菜 (b)地 上部生物量 的影 响
Fig．1 The impacts of O3 concentration enrichment on biomass of above-ground
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20 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
●
霉
日期(月一日)
●
霉
日期(月一日)
图 2 o|浓度升 高对菠菜 (a)，青菜 (b)地下部 生物量的影 响
Fig．2 The impacts of 03 concentration enrichment on biomass of sub—ground
量仅 有 V 处 理 的 1／4和
1／2。Ⅲ处 理 地 上 部 生 物
量一直 呈增 长趋 势 ，但 收
获 时较 V处 理 分 别 下 降
41．2％和 3％ ，而 Ⅳ 比 V
处 理 生 物 量 分 别 增 加
32．9％和9．6％。大 气 中
1 03浓度升高对菠菜和青
菜根的影响十分显著(见
图 2)，菠菜 I和 Ⅱ处理地
下 部 生 物 量 先 增 加 ，20d
后其根生物量开始呈下降
趋势，而青菜虽未下降，但增长十分缓慢，尤其在 200tmol／kmol时基本呈水平直线。通气 1个月后菠菜地下
部生物量比V处理下降79．8％，青菜则下降 69．3％，而Ⅳ比V处理生物量增加 27．93％，青菜Ⅲ、Ⅳ、V处理
间差异较小 。
3 小 结
当大气中 O3浓度升高，菠菜和青菜气孔阻力增大，光合速率下降，地上部和地下部生物量大幅度降低 ，
当o，浓度达 200tmol／kmol时，菠菜和青菜地上部生物量分别不足对照的 1／9和 1／3，地下部生物量分别下
降 79．8％和 69．3％。
参 考 文 献
1 自月明，温 民，郭建平等．水稻和冬小麦对臭氧的反应及其敏感性试验研究．中国生态农业学报，2002，10(1)：13～16
2 Sagarv．K．，ManningW ．J．Plantinjuryinduced by ozorle．Environmental Polution，1998，50：101～137
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