全 文 ：大豆对臭氧、二氧化碳及其复合效应的响应*
白月明* *
王春乙
温
民
(中国气象科学研究院, 北京 100081)
摘要
以大豆!中黄 14∀ 为试验材料, 首次模拟研究大气中 O3、CO2 浓度增加, 及其逐渐和持续增加 O3、
CO2浓度复合效应对大豆的影响.结果表明, CO2 浓度增加可缓解 O3 对叶片的伤害程度, 受害时间推迟,
受害症状无实质性变化. 熏气 20 d 测定各处理叶片生理参数发现,在本底大气环境下, 叶片气孔阻力和蒸
腾速率与对照差异较小, 熏气时 O3、CO2浓度增加诱导叶片气孔关闭,气孔阻力明显增加, 蒸腾速率显著
降低.与对照相比, O3 浓度增加,大豆干物质积累、产量和收获指数明显降低, 籽粒粗脂肪含量明显减少,
粗蛋白含量显著增加; CO2 浓度增加, 干物质积累和产量显著提高,收获指数无明显差异,籽粒粗脂肪和粗
蛋白含量均明显减少; 逐渐和持续增加 O3 和 CO2 浓度复合效应处理下, 大豆干物质积累、产量和收获指
数差异不明显, 籽粒粗蛋白含量不同程度地减少, 粗脂肪含量显著增加.
关键词
大豆
O3
CO 2
复合效应
文章编号
1001- 9332( 2005) 03- 0545- 05
中图分类号
Q949
文献标识码
A
Responses of soybean to O3 , CO2 and their combination. BAI Yueming , WANG Chunyi, WEN Min ( Chinese A

cademy of Meteorological Sciences , Beij ing 100081, China) .
Chin. J . A pp l . Ecol . , 2005, 16( 3) : 545~ 549.
With cult ivar # Zhonghuang 14∃ as test crop, this paper studied the effects of CO2 and/ or O 3 on the grow th and
development of soybean ( Glycine max L . ) in an open top chamber . The results showed that an increasing CO 2
concentration could defer the leaf∀ s O3 injury, and relax the injur y deg ree. After treated with CO2 for 20 days, the
stoma resistance and transpiration rate o f soybean leaves had little difference w ith CK. Only w hen fumed wit h
high concentration CO2 and O3 , the stoma became closed, stoma resistance increased, and tr anspiration rate de

creased obv iously. Compared with ambient atmospheric CO2 and O3( CK ) , doubled CO 2 significantly increased the
dr y matter accumulation and grain yield, reduced the coarse fat and raw protein contents of g rain, but the harvest
index had no obvious difference; w hile doubled O 3 decreased the dry matter accumulation, g rain y ield and harvest
index of soybean, reduced the coarse fat content, but incr eased the raw protein content of g rain. The inter action of
doubled CO2 and O3 had no obvious effects on the dry matter accumulat ion, grain yield and harv est index of soy

bean, but r educed the g rain raw prot ein content to a certain extent and incr eased the coarse fat content obviously .
Key words
Soybean, O3 , CO2 , Interaction.
* 国家自然科学基金重大资助项目( 49899270)
* * 通讯联系人.
2004- 02- 17收稿, 2004- 08- 11接受.
1
引

言
大豆是对 O3 反应敏感的 C3 植物[ 15] . 单一 O3
和CO2 浓度增加对大豆的影响国内外已进行大量
研究[ 7, 17, 24] , O3 和 CO2 持续固定浓度的复合效应
对大豆生长、生理参数[ 16]、同化 CO2 的抑制作用[ 20]
国外也有相关报道. 植物对 O3、CO2 的响应表现为
长期适应和短期反应两个方面[ 4, 14] , 逐渐增加 O3
和 CO2 浓度复合效应对大豆影响的研究国内外尚
未见报道. 作者利用农田开顶式气室对大豆进行连
续 70 d的熏气试验,首次报道逐渐和持续增加 O3
和CO2 浓度复合效应的研究结果, 揭示大豆对 O3、
CO2 浓度增加及其复合效应的响应,为大豆生产和
科研提供试验依据.
2
材料与方法
2 1
供试材料
试验材料为大豆!中黄 14∀ (中国农业科学院作物研究
所大豆研究室提供) . 2001 年 6 月 22 日播种于盆口直径 36
cm、深 26 cm 的瓦盆中, 共 280盆, 每盆 15株, 三真叶期每盆
均匀定植 5 株. 7 月 13 日每个气室移入 36 盆, 试验期间无
光、温、水、肥、病虫害、杂草等非试验因素影响. 试验在中国
气象科学研究院农业气象试验基地(河北定兴)进行,设备为
结构和性能相同的 5 个 OT C
1 型农田开顶式气室, 气室主
体为边长 115 m、高 2 4 m 的正八棱柱体,玻璃室壁[ 23] . 供
试 CO2 用钢瓶装纯 CO2 ; O 3 由高纯度 O2 经 QHG
1 型高频
O3 发生器(清华大学研制)生成. CO2、O3 经 6 支转子流量计
应 用 生 态 学 报
2005 年 3 月
第 16 卷
第 3 期






























CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Mar. 2005, 16( 3)%545~ 549
(北京玻璃仪器厂)定量后分别由 03
12A 型风机(内置太原
新华化工厂生产的 X1000
1 军用炭滤器)送入气室. 设 4 个
处理一个对照,逐渐增加 O 3、CO 2 浓度复合效应( CO2、O3 分
别以步长每 10 d 313 & 10- 6、4 46 & 10- 10 mol∋L- 1从本底
增到 3 13 & 10- 5、446 & 10- 9 mo l∋L - 1) , 持续增加 O 3、CO 2
浓度复合效应( CO2 浓度 3 13 & 10- 5 mol∋L- 1、O3 浓度 446
& 10- 9 mol∋L - 1) , CO2 浓度增加( CO2 浓度313& 10- 5 mol∋
L - 1、O3 为本底浓度,约 223& 10- 9 mol∋L - 1) , O 3浓度增加
( O3 浓度 4 46 & 10- 9 mol∋L - 1、CO2为本底浓度, 约为 156
& 10- 5 mol∋L- 1 ) , 对照( CK, 只通风不通供试气体) . 将 2 根
取样管一头置于气室中央、距离栅板 1 m 高处, 另一头分别
连接 QGS
08 型远红外 CO2 分析仪 ( 北京分析仪器厂) 和
APOH
350E 型环境 O3 分析仪(日本株式会社)进行浓度监
测. 7 月 14 日(五真叶) ~ 9 月 24 日(作物成熟 )进行熏气试
验,每天( 9: 00~ 16: 00)通气 7 h.试验期内 O3、CO2 浓度控
制稳定,变幅在 ( 5% .
22
研究方法
每 1~ 2 d观测一次伤害情况. 8 月 2 日用 LI
1600 型稳
态气孔仪( L I
COR公司)测定了气孔阻力、蒸腾速率等参数
( 6 个重复) . 每 10 d 取样一次, 受害叶片数、受害叶面积取
10 株平均值, 叶面积用 L I
3000 A 型面积仪( L I
COR公司)
测定.大豆成熟期测定干物质积累和产量, 样本用远红外线
干燥箱烘干(籽粒自然风干) , 电子分析天平称重( 3 个重复,
每个重复 20株) .大豆籽粒粗脂肪和粗蛋白含量由中国农业
大学鉴定( 3 个重复 ) . 各项均取平均值, 并进行相关分析和
显著性检验.
3
结果与分析
31
不同 O3、CO2 处理下叶片的伤害特征和进程
高浓度 O3 对作物影响最直观的表现是对叶片
的伤害. 其伤害症状和程度因不同作物、不同 O3 浓
度和熏气时间有所差异[ 2, 4] , 油料作物比粮食作物
对 O3 的响应敏感[ 12] .表 1结果表明,大豆叶片伤害
症状主要是叶片上表面首先出现褐斑, 严重时可穿
透叶片;其次是褪绿,受害叶片叶绿体遭到破坏, 叶
片提前衰老变黄. CO2 可缓解 O3 对叶片的伤害作
用 , 持续增加O3和CO2浓度的复合效应使叶片受
表 1
不同 O3、CO2 浓度处理下叶片的伤害特征和进程
Table 1 Leaf injury characters and courses under di fferent O3 and CO2 treatments
处 理
T reatments ( mol∋L- 1)
伤害症状和进程
Injured sym ptom and course
O 3 浓度增加
O 3 concent rat ion
increased
熏气 3 d, 10%子叶出现褐斑,个体受害面积< 10% ; 8 d, 50%子叶出现褐斑,个体受害面积< 30% , 30%褪绿,从下
向上 1~ 4复叶出现褐斑; 13 d, 80%子叶出现褐斑,个体受害面积 30% , 70%褪绿, 1~ 5复叶褐斑, 2复叶褪绿; 17
d,子叶全部出现褐斑、变黄,开始脱落 , 1~ 6复叶褐斑, 1~ 5复叶褪绿; 24 d, 1 ~ 6复叶褪绿,褐斑均匀布满全叶;
33 d, 7复叶以下全黄,斑点分布均匀, 8 ~ 9复叶斑点< 10% ; 44 d,叶片全部出现褐斑,除顶部 5复叶外全黄, 斑点
均匀,脱落速度加快; 57 d,除顶部 3复叶外,全黄布满斑点. A f ter 3 days fumigat ion w ith 446& 10- 9 mol∋ L- 1O 3
concent rat ions, the cotyledon pres ent brow n spots ( the injury rat ings w ere 10% ) . Individual areas injured by O3 w ere less
than 10% ; 8 days, the injury ( spots) ratings of cotyledon w ere 50% . In jured individual areas w ere less than 30% ,30% of
all the leaves fade. The leaves of 1~ 4 mult iple leaf f rom below to top present spots; 13 days, most of cotyledons ( 80% )
present spots.Areas of leaves injured by O3 were 30% . Seventy percent of all the leaves fade. Th ere are spots on the leaves
of 1~ 5 multiple leaf , 1~ 2 mult iple leaf fade; 17 days, all the cotyledons present brow n spots, yellow and begin to fall. The
leaves of 1~ 6 mult iple leaf show brown spots, 1~ 5 mult iple leaf yellow; 24 days, 1~ 6 mult iple leaf yellow , brow n spots
w ere distributed equably on all the leaves; 33 days, all leaves of 1 ~ 7 mult iple leaf yellow, the spots w ere dist ributed e

quably, spots of 8~ 9 mult iple leaf w ere less than 10% . 44 days, all the leaves present brow n spots, others yellow besides
of leaves of 5 mult iple leaf in top, the spots dist ributed equably, leaves, petiole an d legumen falls of f the plants soon; 57
days, other leaves w ere besprinkled w ith spots besides of 3 mult iple leaf in the top.
O 3 和 CO2 浓度持续增加
O 3 and CO2 concent rat ion
sustanined increase
熏气 8 d, 10%子叶出现褐斑,个体受害面积< 3% ,从下向上 1~ 3复叶出现褐斑,受害面积< 5% ; 17 d, 50%子叶出
现褐斑,个体受害面积< 10% , 1~ 3复叶褐斑,个体受害面积< 50% ; 24 d,子叶全部出现褐斑、变黄,开始脱落, 1~
5复叶褐斑,受害面积< 50% , 1~ 2复叶褪绿; 33 d, 1~ 7复叶褐斑,个体受害面积> 30% , 1~ 3复叶褪绿; 44 d, 1~
8复叶褐斑, 1~ 5复叶褪绿; 52 d, 1~ 8复叶褐斑, 1~ 5复叶全黄; 57 d, 1~ 7复叶全黄布满斑点. A fter 8 days of fu

migat ion, ten percent of the cotyledons present spots, injured areas of individual w ere less than 3% . On 1~ 3 mult iple
leaves spots appear. Injured areas w ere less than 5% ; 17 days, 50% , of cotyledons present brown spots, the injured areas of
individual w ere less than 10% , the leaves of 1~ 3 mult iple leaf present brow n spots, th e injured areas of individual w ere
less than 50% ; 24 days, all the cotyledons present brow n spots, yellow and begin to fall, the leaves of 1~ 5 mult iple leaf
present brow n spots, the injured areas were less than 50% , 1~ 2 mult iple leaf fade; 33 days, the leaves of 1~ 7 mult iple
leaf present brown spots, the injured areas of individual w ere less than 30% , th e leaves of 1~ 3 multiple leaf fade; 44 days,
1~ 8 mult iple leaf present brow n spots, 1 ~ 5 multiple leaf fade; 52 days, 1 ~ 8 mult iple leaf present brow n spots, 1~ 5
mult iple leaf yellow completely; 57 days, 1 ~ 7 multiple leaf present yellow completely and brow n spots dist ributed on
them.
O 3 和 CO2 浓度逐渐增加
O 3 and CO2 concent rat ions
increased gradually
当 O 3浓度逐渐增加到 223& 10- 9+ 446& 2& 10- 10 mol∋L- 1,熏气 1 d(累计熏气 21 d) 10%子叶出现褐斑, 1~ 2复叶褪绿; 9 d(累计熏气 29 d)子叶全黄布满斑点, 1~ 7复叶褐斑,受害面积< 30% , 1~ 3复叶褪绿; O 3 浓度逐渐倍增后熏气 11 d(累计熏气 51 d) 4~ 8复叶褪绿并有 20%斑点, 1~ 3复叶变黄; 17 d(累计熏气 57 d) , 1~ 4复叶全黄,
叶片布满斑点. When O 3 con cent ration increase gradually to 223& 10- 9+ 446 & 2& 10- 10 mol∋L- 1, 10% of all the
cotyledons present spots for fumigat ion 1 day ( total 21 days) , the leaves of 1~ 2 m ult iple leaf fade; 9 days ( total 29 days) ,
spots were dist ributed on the all cotyledons, the leaves of 1~ 7 multiple leaf have spots, the injured areas w ere less than
30% , 1~ 3 multiple leaf fade; Af ter O3 concent rat ion double gradually, 4~ 8 multiple leaf fade and there are spots on them
( 20% ) for fumigation 11 day ( total 51 days) , 1~ 3 mult iple leaf yellow; 17 days ( total 57 days) , 1~ 4 multiple leaf pre

sent yellow completely, the spots w ere distributed on the leaves.
546 应
用
生
态
学
报

















16卷
表 2
对受害叶片数和叶面积的影响( 10株平均值)
Table 2 Effects of different O3 and CO2 interaction on injured number and area of leaf( mean of 10 plants)
日期
Date
O3 浓度增加
O3 concent rat ion increase
叶片数
Leaf number( pieces)
叶面积
Leaf area( cm 2)
O 3 和 CO2 浓度持续增加
O3 an d CO2 concent rat ion sustained increase
叶片数
Leaf number( pieces)
叶面积
Leaf area( cm2)
O 3 和 CO2 浓度逐渐增加
O 3 and CO 2 concentration increased gradually
叶片数
Leaf number( pieces)
叶面积
Leaf area( cm2)
724 141 2528 57 1016 0 0
803 192 4157 13 217 0 0
813 17 4964 157 3722 8 1501
823 341 8795 309 6848 197 4104
902 369 9038 341 9889 302 7428
912 27 70 363 8572 348 8913
害时间推迟了 5 d, 相同熏气时间下,伤害程度明显
减轻; 逐渐增加 O3、CO2 浓度处理, 当 O3 和 CO2 浓
度分别达到 223 & 10- 9 + 446 & 2 & 10- 10 mol∋
L
- 1、156 & 10- 5+ 313 & 2 & 10- 6 mol∋L- 1时, 熏
气 1 d叶片出现伤害症状,逐渐增加 O3 浓度的刺激
作用和 O3累积效应使伤害进程加快, 到 9 月 9日,
与持续增加 O3和 CO2 浓度处理复合效应的伤害程
度接近.
32
O3 和 CO2浓度增加及复合效应对受害叶片数
和叶面积的影响
表 2结果表明, CO2可明显缓解 O3 浓度增加对
大豆的伤害, 受害叶片数减少、受害叶面积显著降
低.熏气时间延长, 各处理受害叶片数、受害叶面积
明显增加( 9 月 12 日除外) , 各处理间的受害叶片
数、叶面积差异逐渐减小,相同熏气时间各处理受害
叶片数、受害叶面积大小排序为增加 O3 浓度处理
> 持续增加 O3 和 CO2 浓度处理> 逐渐增加 O3 和
CO2 浓度处理.与增加 O3 浓度处理相比, 持续增加
O3和 CO2 浓度复合效应熏气 10 d 使受害叶片数、
叶面积均可减少 60%. 逐渐增加 O3、CO2 浓度处理
在熏气后 20 d内, 由于 O3 浓度和剂量较低未出现
受害症状,熏气 30 d受害叶片数减少 53%, 叶面积
减少 70% . 9月 12日, 单一 O3 浓度增加处理受害叶
片提前脱落, 平均每株受害叶片数不足 3 片, 说明
CO2 浓度增加可减缓 O3 对叶片的伤害和衰老进程.
33
O3 和 CO2浓度增加及复合效应对叶片气孔阻
力和蒸腾速率的影响
熏气 20 d 测定的大豆叶片气孔阻力和蒸腾速
率日变化(图 1)表明, 在熏气前( 8 h)、熏气 30 min
内( 9 h 30 min)和停止熏气后( 17 h)各处理的气孔
阻力、蒸腾速率差异均较小.熏气时段内, 单独 O3、
CO2 浓度增加处理、逐渐和持续增加 O3、CO2 浓度
复合效应处理与 CK 间差异均达 001显著水平. 气
孔阻力、蒸腾速率变化趋势为持续增加 O3 和 CO2
浓度的复合效应与单独增加 CO2 浓度影响相近, 变
幅为 - 0. 8~ + 0. 8 s∋cm- 1、- 09~ + 11 mol∋
m- 2∋s- 1,逐渐增加 O3、CO2 浓度的复合效应更接近
于单独 O3 浓度增加的影响. CO2 浓度倍增大于 O3
浓度倍增的影响, 与同期 CK 相比,气孔阻力最大增
加 337%, 蒸腾速率最大降低 73%; 持续增加 O3和
CO2浓度复合效应对气孔阻力和蒸腾的影响大于逐
渐增加的复合效应处理, 与当时逐渐增加浓度复合
效应处理的 CO2 和 O3浓度低于持续增加浓度复合
效应处理有关 ( 8 月 2 日 CO2浓度 156 & 10- 5+
313 & 10- 6 mol∋L - 1, O3 浓度 223 & 10- 9+ 446 &
10
- 10
mol∋L - 1) .
图 1
O3、CO 2 及复合效应对叶片气孔阻力和蒸腾速度的影响
Fig. 1 Influences of CO 2, O 3 and their interactions on leaf stomatal resis

tance and transpirat ion rate of soybean.
T1: CO2 浓度倍增处理 Double[ CO 2] ; T2: O3 浓度倍增处理 Double
[ O3] ; T 3: O 3、CO2 浓度倍增处理 Double[ O3] & [ CO2] ; T4: & O 3、CO 2浓度逐渐达到倍增处理 Increase gradually to double[ O3 ] & [ CO2 ] ;
CK:本底O 3、CO2 浓度 Bakground [ O 3] & [ CO 2] . 下同 The same be

low .
34
O3 和 CO2 浓度增加及复合效应对干物质积
累、产量和收获指数的影响
图 2表明, CO2 浓度增加使大豆干物质积累和
产量明显增加, O3浓度增加显著下降( P< 001) .
5473 期












白月明等:大豆对臭氧、二氧化碳及其复合效应的响应











图 2
O 3、CO2 复合效应对干物质积累、产量和收获指数的影响
Fig. 2 Inf luences of CO 2, O 3 an d their interactions on dry matter accu

mulat ion , grain yield and harvest of soybean.
1)生物量 Biomass; 2)产量 Yield; 3)收获指数H arvest index.
逐渐和持续增加 O3和 CO2 浓度的复合效应对干物
质积累和产量影响均为正效应,但影响程度较小, 达
不到显著水平. 与 CK 相比, 逐渐增加 O3和 CO2 浓
度的复合效应使生物量和产量分别增加 45% 和
18% ;持续增加 O3和 CO2 浓度处理增加 81%和
68% .表明阶段性不断增加 O3 浓度使 O3 的负效
应相对增强,最终导致生物量、产量比持续增加处理
有所下降.统计分析得出, O3 浓度增加使收获指数
明显减小( P< 0. 01) , CO2浓度增加、O3和 CO2浓度
逐渐和持续增加复合效应的收获指数与 CK 差异不
明显.
35
O3和 CO2 浓度增加及复合效应对籽粒粗脂肪
和粗蛋白含量的影响
表 3结果表明,除逐渐增加 O3 和 CO2 浓度的复
合效应处理与CK、持续增加 O3 和CO2 浓度复合效应
处理与单独CO2 增加处理的粗蛋白含量差异不明显
外,其余各处理间的粗蛋白、粗脂肪含量差异显著.与
CK相比,逐渐和持续增加 O3和 CO2浓度处理粗蛋白
含量均有不同程度下降,可能与 CO2浓度增加对粗蛋
白含量的负效应大于O3 浓度增加的正效应综合影响
有关,持续增加 O3和 CO2复合效应大于逐渐增加 O3
和 CO2复合效应的影响.而且单独 CO2 和 O3 浓度增
加处理下粗脂肪含量均明显减小,但逐渐和持续增加
的 2种复合效应使粗脂肪含量明显增加,说明复合效
应的影响并不是简单的CO2 对O3影响的叠加或抑制
使之数量上的增减,而是改变了大豆籽粒成分转化比
例,使籽粒成分发生了质的变化.
表 3
O3、CO2 浓度增加及复合效应对大豆籽粒粗蛋白和粗脂肪含量的影响
Table 3 Effects of O3, CO2 and their interactions on raw protein and coarse fat of soybean grain( mean( SD, n= 3)
处
理
T reatments
( mol∋L- 1)
O 3、CO 2 浓度持续增加
O3 and CO 2
concentration
sustained increase
O 3、CO2 浓度逐渐增加
O 3 and CO 2
concent rat ion
increased gradually
CO 2 浓度增加
CO 2
concent ration
increased
O 3 浓度增加
O 3
concent rat ion
increased
对
照
Control
粗蛋白含量
Raw protein content (g∋100 g- 1) 3597 ( 0366cC 3684 ( 0012bB 3587 ( 0341cC 3942 ( 0200aA 3711 ( 0242bB
粗脂肪含量
Coarse fat content ( g∋100 g- 1) 2260 ( 0214aA 2150 ( 0120bB 2070 ( 0036dC 1944 ( 0140eD 2103 ( 0140cC
不同大、小写字母分别表示不同处理的差异达到 001和 005显著性水平 Different capital and small let ters in the row s show the signif icance of
dif ferent t reatments at P < 001 and P < 005 levels, respect ively.
4
讨

论


进入植物叶片的 O3 浓度积累到一定程度时,
可破坏细胞膜和叶绿体[ 1, 18, 25] , 出现可见伤害症
状.本试验中,大豆急性伤害症状与冬小麦和水稻在
4. 46 & 10- 9 mol∋L- 1 O3 浓度下受害症状相近;从受
害程度和时间上看, 大豆对 O3 的抗性小于冬小麦
和水稻[ 2] . CO2 增加可缓解 O3 的伤害作用[ 5, 6, 19] ,
受害时间推迟, 程度减轻, 但不能改变伤害症状. 增
加O3浓度、持续和逐渐增加 O3 和 CO2 浓度复合效
应处理分别于熏气 3 d、8 d和 21 d叶片出现伤害症
状.相同熏气时间内, 对受害叶片数、受害叶面积影
响排序为单独 O3浓度增加处理> O3 和CO2 浓度持
续增加复合效应处理> O3、CO2 浓度逐渐增加复合
效应处理.
O3浓度增加可诱导叶片气孔关闭、气孔阻力增
大[ 3, 11] , CO2 浓度增加对不同作物品种、不同生育期
的气孔阻力、光合作用影响不同[ 21, 22, 26] . !中黄 14∀
大豆品种在 O3 浓度增加下气孔阻力增加不明显,
CO2 浓度增加时显著增大, O3 和 CO2 复合效应对气
孔的影响主要取决于当时 CO2 浓度,持续增加处理
大于逐渐增加处理. 试验还表明, 长期( 20 d) CO2、
O3 处理的叶片在本底大气环境下, 气孔阻力、蒸腾
速率差异较小, 只有当 O3、CO2 浓度增加诱导叶片
气孔关闭时, 气孔阻力明显增大, 蒸腾速率显著降
低,有利于提高植物的抗旱能力,但抑制光合产物的
合成和积累.
CO2浓度增加有利于干物质积累[ 10, 13] , 还可缓
解 O3 对大豆叶片同化作用的抑制[ 6] . 本研究结果
表明, CO2 浓度增加明显减轻 O3浓度增加对干物质
积累、产量和收获指数的影响. 逐渐增加 O3 浓度的
刺激作用最终使干物质积累、产量低于持续增加复
合效应处理,但差异不显著, 收获指数相近. O3 浓度
增加使大豆粗蛋白含量明显提高, 与以往对水稻和
548 应
用
生
态
学
报

















16卷
冬小麦籽粒粗蛋白含量的研究结果一致[ 8, 9] . 试验
还发现,在 CO2、O3 浓度增加均使粗脂肪含量下降
情况下, O3、CO2复合效应明显地提高粗脂肪含量,
表明复合效应对大豆的影响不是 CO2、O3 正负效应
的简单叠加,也不完全是 CO2 对 O3 作用的抑制或
缓解, 复合效应的综合影响可能使一些植物的某些
生理因子发生质的变化. 这有待于进一步研究.
参考文献
1
Anttonen S ,Herranen J, Penura P, et al . 1995. Fatty acids and ul

t rast ructure of ozone
exposed Aleppo Pine ( Pinus halep ensi s
M ILL. ) needles. En vi ron Pol l , 87: 235~ 242
2
Bai Y
M(白月明) , Guo J
P(郭建平) , Wang C
Y(王春乙) , et al .
2002. T he reaction and sensit ivity experiment of O3 on rice and
w inter w heat . Chin J Eco
Agri c (中国生态农业学报 ) , 10( 1 ) : 13
~ 16( in Chinese)
3
Bai Y
M(白月明) , Wang C
Y(王春乙) , Guo J
P(郭建平) , et al .
2003. S imulat ion experiment of the ef fects of airborne ozone
changed on Chinese cabbage. China Env i ron Sci (中国环境科学) ,
23( 4) : 407~ 411( in Chin ese)
4
Bai Y
M(白月明) , Wang C
Y(王春乙) , Liu L (刘
玲) , et al .
2002. A diagnost ic experiment and study of the inf luence of O3 on
pakchoi. J App l Meteor ol Sci (应用气象学报) , 13( 3) : 364~ 370
( in Chinese)
5
Donnelly A, Craigon J , Black CR, et al . 2001. Does elevated CO2
ameliorate the impact of O 3 on chlorophyll content and photosyn

thesis in potato( S olan um tuberosum) ? Physiol Plant , 111: 501~
511
6
Donnelly A, Jones MB, Burke JI, et al . 2000. Elevated CO 2 provides
protect ion from O 3 induced photosynthet ic damage and chlorophyll
loss in f lag leaves of spring wheat ( T ri tic um aest i vum L. , cv.
!Minaret∀ ) . Agr ic
Ecosyst Env ir on , 80: 159~ 168
7
Damicone JP, Manning WJ, H erbert S J. 1987. Growth an d disease
response of soybean f rom early maturity groups to ozon e and
Fusar ium oxyspor um . Env ir on Poll , 48: 117~ 130
8
Guo J
P(郭建平) , Wang C
Y(王春乙) , Bai Y
M(白月明) , et al .
2001. T he influence of O 3 con cent ration changes on physiological
process and grain quality in w inter w heat. J App l Meteor ol S ci (应
用气象学报) , 12( 2) : 255~ 256( in Chinese)
9
Guo J
P(郭建平) , Wang C
Y(王春乙) , Wen M(温
民) , et al .
2001. T he experimental study on th e impact of atmospheric O 3 vari

at ion on rice. Ac ta Agr on S in (作物学报) , 27 ( 6) : 822~ 826 ( in
Chinese)
10
Huang J
Y(黄建晔) , Dong G
C(董桂春) , Yang H
J(杨洪建) , et
al . 2003. Ef fect of free
air CO 2 enrichment on biomass accumulat ion
and distribut ion in rice. Chin J App l Ecol ( 应用生态学报) , 14
( 2) : 253~ 257( in Chinese)
11
Heggestad HE, Gish TJ, Lee EH, et al . 1985. Interact ion of soil
moisture st ress and ambient ozone on grow th and yields of soy

beans. Phytopathology , 75( 4) : 472~ 477
12
Heck WW, T aylor OC, Adams R, et al . 1982. Assessment of crop
loss from ozone. J A ir Pol l Cont r Asc, 32( 4) : 353~ 361
13
Huang J
Y(黄建晔) , Yang H
J(杨洪建) , Dong G
C(董桂春) , et
al . 2002. Effect s of free
air CO2 enrichment ( FACE) on yield for

mat ion in rice ( Oryz a sati v a ) . Chin J App l Ecol ( 应用生态学
报) , 13( 10) : 1210~ 1214( in Chinese)
14
Jiang G
M(蒋高明) , L in G
H (林光辉) . 1997. Changes in photo

synthesis abilit ies of several plant in very high CO 2 concentrat ions in
biosphere 2. Chin S ci B ull (科学通报) , 42( 4) : 434~ 438 ( in Ch i

nese)
15
Lester VM, Raw lirgs JO, Spruill SE, et al . 1990. Ozone effect s on
agricultural crops: Stat ist ical methodologies and estimated dose
re

sponse relat ionship. Crop S ci , 30: 148~ 155
16
Mulchi CL. 1992. Growth an d physiological characterist ics of soy

bean in open
t op chambers in response to ozone and increased atmo

spheric CO 2. Agri c Ecosyst En vi ron, 38: 107~ 108
17
Mulchi, CL, Lee E, Tuthill K , et al . 1988. Influence of ozone st ress
on growth process , yields and grain quality characterist ics among
soybean cult ivars. E nv iron Pol l , 53: 151~ 169
18
Pratt GC, Kromroy KW, Krupa SV, et al . 1983. Ef fects of ozone
and sulphur dioxide on injury and fol iar concent rat ions of sulphur
and chlorophyll in soybean G lycine max . E nv iron Pol l , 32: 91~ 99
19
Rudorff BFT , Mulchi CL, Lee EH, et al . 1996. E ffect s of enhanced
O3 and CO2 enrichment on plant characterist ics in w heat and corn.
Env ir on Poll , 94: 53~ 60
20
Reid CD, Fiscus EL. 1998. Ef fects of elevated [ CO2] and/ or ozone
on limitat ions to CO2 assimilat ion in soybean( G lycine max ) . J Exp
Bot , 49: 885~ 895
21
Sun G
C(孙谷畴) , Zhao P (赵
平) , Zeng X
P(曾小平) . 2001.
Influen ce of elevated atmospheric CO 2 concent ration on photosyn

thesis and leaf nit rogen part it ion in process of photosynthetic carbon
cycle in Musa p ar ad isiaca. Chin J App l Ecol (应用生态学报) , 12
( 3) : 429~ 434( in Chinese)
22
Sun G
C(孙谷畴) , Zhao P( 赵
平 ) , Zeng X
P(曾小平) , et al .
2004. Variat ions of photosynthet ic parameters in CO 2 acclimat ion of
Ci t rus grand is leaves. Chin J App l Ecol (应用生态学报) , 15( 1) :
9~ 14( in Chinese)
23
Wang C
Y(王春乙) , Guo J
P(郭建平) , Bai Y
M(白月明) , et al .
2000. T he system of O 3 generate, cont rol and measure and it s as

sessment in th e open top chamber OTC
1. J Ap pl Meteorol S ci (应
用气象学报) , 8: 383~ 384( in Chinese)
24
Wang X
L(王修兰) , Xu S
H(徐师华) , Liang H (梁
红) , et al .
1998. The experimental study of ef fect s of CO 2 concentration en

richment on growth, development and yield of C3 and C4 crops. Sci
Ag ric Sin (中国农业科学) , 31( 1) : 55~ 61( in C hin ese)
25
Zhao T
H (赵天宏) , S hi Y(史
奕) ,H uang G
H(黄国宏) . 2003.
Effect of doubled CO 2 and O 3 concentrat ion and their interact ions
on ult rastructure of soybean chloroplast. Chin J Appl Ecol (应用生
态学报) , 14( 12) : 2229~ 2232( in Chinese)
26
Zhu S
D( 朱世东) , Xu W
J (徐文娟) . 2002. Ecophysiological ef

fects of CO 2 enrichment on bott le gour in plast ic house. Chin J Ap

pl Ecol (应用生态学报) , 13( 4) : 429~ 432( in Chin ese)
作者简介
白月明, 女, 1959 年生,高级工程师,主要从事环
境生态和农业气象及其灾害经济研究, 发表论文 20 余篇.
T el: 010
68409755; E
mail: baiyueming2400@ sina. com
5493 期












白月明等:大豆对臭氧、二氧化碳及其复合效应的响应