全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(2)：167—170
Acta Horticulturae Sinica
o3对 ‘五月蔓 ’白菜生长和产量的影响
白月明 王春乙 刘 玲 郭建平 温 民
(中国气象科学研究院，北京 100081)
摘 要 ：利用农田开顶式气室进行不同 03浓度处理对白菜影响的试验研究。结果表明：03浓度增加
导致白菜黄叶率上升，总生物量增长速率下降，并可改变光合产物分配模式；延长高浓度 03熏气时间，对
白菜叶片数 、叶面积 、产量和外轮叶净光合速率影响较大，对心叶和中部叶片净光合速率影响较小 ；对处
于不同生长期的白菜进行相同天数高浓度 03处理，经济产量和总生物量的响应，前期处理大于后期 ，叶面
积则相反，对叶片数无影响。
关键词：白菜；03；生长；产量
中图分类号：S 634．3 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (2003)02—0167-04
有研究表明，蔬菜对 O3的反应比油料和粮食作物敏感u]，首先表现为叶片受伤害。人口增加和
人为活动加剧一次性污染气体氮氧化物和氧化有机挥发物向大气中排放，导致近地层 o3浓度升高 ，
污染频度增大，持续时间延长L ，对生态系统和农业生产产生重要影响。目前我国局部地区短时 03
浓度可达到4．46×10一 8．93×10～mol／L，甚至更高。国内外学者在 o3对植物和作物生长发育、光
合作用、产量、生物量及同化产物分配等方面进行了广泛研究 63，Adams研究了 03、so2和 NO2的
复合效应对籽用油菜的影响 ]。o3对白菜 (Brassica camt~tris L．ssp．chinensis)的影响方面未见报
导。作者利用农田开顶式气室进行 0 对白菜生长的影响试验，以便为科研和生产提供试验依据。
1 材料与方法
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 4个 OTC．1型农田开顶
式气室[8,93。3个 浓度处理为 A，8．93 X 10一mol／L；B，4．46 ×10一mol／L；C，≤4．46 ×10I1o mot[
L(滤掉环境大气 O3后的浓度)；对照为环境大气 浓度 1．12 x 10一 1．79×10一mol／L。03 由QHG-
1型高频 o3发生器 (清华大学研制)电离 02生成。将取样管一头置于各气室中央白菜上方 10 cm处，
另一头与 APOH．350E型环境 o3分析仪连接，监控气室内o3浓度 ，波动范围在 ±5％之间。
白菜 ‘五月蔓’由中国农科院蔬菜花卉研究所提供。20O0年 8月 28日畦播，9月 20日 (3叶期)
移栽到盆口直径 36 cm、深 26 cm的瓦盆中，每盆 10株，9月 29日均匀定植 5株。9月 30日 (4叶)
每个气室移人 22盆 (110株)；熏气 5、10、15 d时分别从 A气室移出 2盆，熏气 15 d时移人 4盆。
试验期间各处理光、温、水、肥条件一致，无病虫害、杂草等非试验因素影响，可视为o3浓度单因
素控制试验。10月 1日至 l1月 1日，每天通气 7 h(北京时间9：00 16：00)。
试验分 7次取样 ，通气前 (10月 1日)取 4盆作初始值；通气 5、10、15、20、25 d时每个气室
分别取 2盆；通气 30 d时分别取 4盆，同时对分期移出和移入 A气室的样本一次性取样 ，2 4个重
复。测定项 目为受害叶数、黄叶数、叶面积、各器官生物量鲜样质量和干样质量等。1 2 d观测 1次
植株伤害情况。自然变黄和 o3伤害黄化的叶片均按黄叶统计 (黄叶数 =单叶黄化面积超过一半的叶
数+1／2×单叶黄化面积等于一半的叶数，黄叶率 =黄叶干质量／总叶干质量×100％)。10月26日利
收稿日期：2O02—07—22；修回日期：2O02—12—02
基金项目：国家自然科学基金重大项 目 (49899270)
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用美国拉哥公司生产的 LI一6 200型便携式光合作用系统对移出室外植株进行光合速率等参数测定 ，叶
面积由 LI-3000A型面积仪测定，用远红外线干燥箱烘干样本。电子分析天平称质量。
2．3 不同 o3浓度对同化产物分配的影响 图2 不同03浓度下白菜总生物量增长速率变化曲线
表1显示，o3由对照浓度降到C和升到A， №·2 Tbe 三 一哪der
根 冠 比 (RTR)分 别 下 降 5．7％ 41．4％ 和 A．03 8．93×10～mol／L，B．034．46×10一mol／L，
1．1％ 49％，表明 浓度降低到一定程度 (C) c· ≤4·46 10-t0moVL，
时，与高浓度 (A)胁迫一样可以阻抑同化产 D·03 · 0一一 ·79 o L(xCN Contro1)
物向根的输送。O3由对照浓度升到 B，RTR有增有减，不同时段影响不同。还可以看出，c和对照的
RTR都有一个最大值 ，分别出现在熏气 10 d(17％)和25 d(22％)；在熏气 5 10 d和 25 d时，A和
B的 RTR都有两个明显高值区，表明同化产物有两个明显向根输送的时段。
表 1 03浓度变化对白菜同化产物分配的影响
Table1 efects of曲a啦 03 ctmemtratim ∞ a,~,,ilation distrilmtions(the average of10 plaats)
注：(1)RTR为根冠比，LWR为叶质量比。(2)数字后不同大、小写字母分别表示差异达 l％、5％显著水平。
Note：(1)RTRis roottop ratio，LWRisthe ratio ofleaftototalIl1as．(2)1hediferent capital and smalleter aitxfiguresindicated si~icance
at P=0．01 or P：0．05level，respectively．
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2期 白月明等 ：03对 ‘五月蔓 ’白菜生长和产量的影响
C和对照的叶质量比 (LWR)随生育期的延长而减小，A和 B随熏气时间呈波动变化。3个浓度
处理除 B熏气 5 d和 C熏气 25 d与对照无明显差异外，其余均可达到显著水平。A、B比对照分别提
高 5．8％～35．7％和一1．6％～30．5％，表明 03浓度增加使同化产物向叶片分配 比例增大，有利于叶
片光合作用 ，是植株对 0 胁迫逆境的一种适应反应。
2．4 白菜叶片参数和产量对高 o3浓度处理的响应
白菜在高浓度 o3(A)下熏气时间长短、受害程度以及受害后恢复天数是影响其生长和产量的重要
因素。表2表明，同一天暴露于 A处理下的白菜，功能叶片数、叶面积、经济产量 (可食部分鲜质
量)和生物产量随熏气天数变化差异显著，达极显著水平 (熏气15和 30 d的生物产量无明显差异
除外)。熏气 3o、15、1O、5 d功能叶片数依次减少 1片，有效叶面积依次下降 305、76、259伽 。熏气
3o、15、10 d的经济产量比5 d分别下降89％、71％和 18％，生物产量也呈类似的负效应。在白菜不同
生长时段进行高浓度 o3(A)相同熏气天数 (前 15 d和后 15 d)处理，则对光合有效面积的影响后期大
于前期，减少 43％；对产量的影响则是前期大于后期，经济产量和生物产量均可减小近 60％。
表 2 O3 8．93×10．，mol／L处理时间对白菜叶片参数和产量的影响
Table 2 The efects ofdifereat唧 ∞ed period oflime Onleaf 哪m 。net pI的t0 nIh‘ yieId ofOliaese
aIbb蜉 tmde．rAtreatment(the average of10 plants)
2．5 光合速率 (Ph)对高浓度 o3的响应
‘ 1O月 26日上午 (晴天，光量子通量密度平
均为945 mol·m-2·s-1)，对高 0 (A)处理 3次移
出的白菜全株所有功能叶片逐叶 (由内到外)进
行净光合速率测定表明 (图3)，熏气5、10、15 d
分期移出白菜的心叶及中部叶净光合速率差异较
小，外部叶片差异极显著 (P<0．01)，熏气 1O、
15 d比熏气 5 d净光合速率最大可降低 83％和
93％，平均值降低 24％和 27％。
3 讨论
25
． 20
。争 15
莹10
一
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8
叶片序号 Le|f numbers
图3 光合速率对高浓度 的响应曲线
rag．3 The 印啷 e棚 of—如幻昭蚵
On high o3 eaoemlraticm
已往研究表明，o3主要通过气孔进入叶片，可直接破坏敏感植物叶片组织、叶绿体，使细胞质
外渗，叶绿素含量下降，导致黄叶率增大u 。我们的结果同样表明，o3浓度越高，黄叶率越大。
Chevone等ulJ报道，o3浓度增加使气孔阻力增大，co2吸收量减少，光合速率降低，总生物量增长速
率减慢。本试验结果是 ，在对照基础上 (图2)增加 o3浓度，可减小总生物量增长速率；降低 o3浓
度 (到 C)也可抑制白菜生长，总生物量减少 ，可能与作物品种培育条件及对 目前 o3的适应有关。
Cooley等研究认为u引，03可改变苜蓿干物质分配，对根的影响大于叶片，我们的结果是， 浓度降
低到一定程度 (C)与高浓度 o3(A)胁迫一样，可以减少同化产物向根的输送；03浓度增加使同化
产物向叶片分配的比例增大，是受害植株保持一定的光合潜力、在逆境中维持生长的原因之一。
研究阶段性熏气对冬小麦产量的影响表明，在 03 8．93×10-9 mol／L(A)处理下 ，熏气 39 d比
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19 d产量下降 26．7％【”]，本文 A处理下白菜经济产量，熏气30 d比10 d可减少 86．2％，表明白菜对
的响应比冬小麦敏感。植物品种特性 (如叶片数)一般不易改变，试验发现，熏气时间较短的植
株在暴露期内没有达到品种最大叶片数，移出后受害叶不能恢复，新萌发的叶片可迅速生长，对前期
伤害起到补偿作用 (如5 d)；熏气时间较长的植株受害较重，在暴露期内已达到或接近品种最多叶片
数，移出后几乎不再萌生新叶，叶面积、净光合速率、经济产量、总生物量较小 (10 d、15 d)；不同生
长时段的白菜对 03响应不同，高浓度 03对白菜前期经济产量、总生物量影响较大，对后期影响较小。
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Efects of Ozone on Growth and Yield of Chinese Cabbage
Bai Yueming，Wang Chunyi，Liu Ling，Guo Jianping，and Wen Min
(Chinese Academy ofMeteorological Sciences，~／j／ag 100081，Ch／na)
Abstract：This study was conducted to determine the efects of diferent 03 concentrations(A，8．93×
10一 mol／L；B，4．46 × 10一 mol／L； C， ≤ 4．46 × 10—1o mol／L； Control
， ambient 03 concentrations were
about 1．12×10一 一1．79×10一 mol／L)and diferent exposure last times( gatiIlg 5 d， 10 d，former 15 d，
later 15 d and 30 d)at 8．93×10 mol／L ol Chinese cabbage by using 4 farmland open top chambers I]rI℃．1．
，Ihe results showed that yeUow leaf rate increased．daily increase of total biomass decreased an d the ways of assimi．
1ation products distribute to organs cha sed with 03 concentrations increase
． Leaf number， leaf area， net photo．
synthesis of the outer leaves and yield of Chinese cabbage weIe reduced srea~ as the 0sure last time at 8．93×
10一 mol／L was prolonged during experiment．And there was litle efect to the other leaves
． At the~uYle 03 con．
centration(8．93×10一mol／L)and exposure last time during diferent growth time of Chinese cabbie．the re．
sponses of economy yield and total biomass to 03 concentration prophase treatment were nlOl~heavier than that of
anaphase．Leaf al a was contrary．But there was no efect to leaf numbers
．
Key words：Chinese cabbage(Bras&a campestris L．ssp．chinensis)；
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