亚热带地区水稻（Oryza sativa L.）气孔臭氧通量和产量的响应关系

摘要

基于开放式臭氧浓度升高O3-FACE（Free-Air Concentration Elevation of O3）实验平台，利用前期水稻O3-FACE试验的基础数据，通过建立水稻产量与不同评价指标（累积气孔O3吸收通量PODY和O3浓度指标AOTX）的响应关系，比较了水稻产量损失与各评价指标的相关性差异，通过对暴露剂量、吸收通量相关参数取值与产量损失的观察和分析结果的比较，找出更为合理的农作物臭氧风险评估阈值。结果表明：随着通量阈值Y[0~11 nmol O3·m-2 PLA·s-1（PLA：projected leaf area,投影叶面积）]和暴露浓度阈值X （0~50 nL·L-1）的增加，回归分析R2值逐渐增加，当Y 为11 nmol O3 m-2 PLA·s-1和X为50 nL·L-1时，气孔臭氧吸收通量POD11和累积暴露剂量AOT50与水稻相对产量的相关性最大，当通量阈值Y为8~13 nmol O3·m-2 PLA·s-1和暴露阈值X为46~58 nL·L-1时，可获得较高的R2值取值范围，分别为0.70~0.75和0.70~0.745。参考文献发现，目前地表臭氧污染可能引起的水稻产量损失范围为5%~8%，对照圈中POD9~10和AOT40~45产量损失的预测值亦在这区间，但前者R2值（0.73~0.74）明显高于后者R2值（0.64~0.69），表明基于气孔臭氧通量的评价指标能更好地反映水稻产量的变化。通过进一步分析发现,当通量阈值Y 为9 nmol O3·m-2 PLA·s-1时，能更准确地评估水稻产量损失，且其R2值（0.73）高于通量指标POD6（0.57）。以上研究结果表明，通量指标POD9更适合评估亚热带地区O3污染对水稻作物的影响。