臭氧對農(nóng)業(yè)的影響

臭氧對農(nóng)業(yè)的影響臭氧對農(nóng)業(yè)的影響臭氧對農(nóng)業(yè)的影響V:1.0精細整理，僅供參考臭氧對農(nóng)業(yè)的影響日期：20xx年X月課程論文題目臭氧對農(nóng)業(yè)的影響學(xué)生姓名 學(xué)號院系 專業(yè) 指導(dǎo)教師 二O一四年五月二十七日臭氧對農(nóng)業(yè)的影響摘要：臭氧層的破壞就是人類當今所要面臨的重要環(huán)境問題中的一個，自科學(xué)家發(fā)現(xiàn)南極臭氧空洞以來，臭氧層破壞問題開始被越來越多的國家所重視，但在平時我們所關(guān)注較多的是臭氧含量減少對人體及其它生物的危害，而對臭層氧破壞對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的影響和臭氧在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用這一層面上的研究卻并不多見。本文主要介紹一下臭氧層的概念，作用，臭氧層破壞產(chǎn)生的原因和臭氧對農(nóng)業(yè)的影響。關(guān)鍵詞：臭氧；臭氧層破壞；農(nóng)業(yè)；應(yīng)用1引言近地層臭氧(O3)是一種對陸地植被有很強毒性作用的氣體污染物,可以抑制植物的生長,加速植物老化,改變碳代謝,降低產(chǎn)量,對全球生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)安全存在嚴重威脅。如何準確評價和預(yù)測O3濃度持續(xù)升高對作物的影響是污染生態(tài)學(xué)研究的熱點之一。本文主要介紹一下臭氧層的概念，作用，臭氧層破壞產(chǎn)生的原因和臭氧對農(nóng)業(yè)的影響。2臭氧層的含義及作用2.1含義：在大氣平流層中距地面20-40公里的范圍內(nèi)有一圈特殊的大氣層，這一層大氣中臭氧含量特別高。大氣平均臭氧含量大約是，而這里的臭氧含量接近10ppm，高空大氣層中90%的臭氧集中在這里，因而稱之為臭氧層。2.2臭氧層的作用：大氣臭氧層主要有三個作用如下：保護作用臭氧層能夠吸收太陽光中的波長300μm以下的紫外線，主要是一部分中波紫外線UV-B和全部的短波紫外線UV-C，保護地球上的人類和動植物免遭短波紫外線的傷害。只有長波紫外線UV-A和少量的中波紫外線UV-B能夠輻射到地面，長波紫外線對生物細胞的傷害要比中波紫外線輕微得多。所以臭氧層猶如一件宇宙服保護地球上的生物得以生存繁衍。圖2保護作用示意圖加熱作用

臭氧吸收太陽光中的紫外線并將其轉(zhuǎn)換為熱能加熱大氣，由于這種作用大氣溫度結(jié)構(gòu)在高度50km左右有一個峰，地球上空15～50km存在著升溫層。正是由于存在著臭氧才有平流層的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧，所以也就不存在平流層。大氣的溫度結(jié)構(gòu)對于大氣的循環(huán)具有重要的影響，這一現(xiàn)象的起因也來自臭氧的高度分布。溫室氣體作用在對流層上部和平流層底部，即在氣溫很低的這一高度，臭氧的作用同樣非常重要。如果這一高度的臭氧減少，則會產(chǎn)生使地面氣溫下降的動力。因此，臭氧的高度分布及變化是極其重要的。3臭氧層的破壞臭氧層破壞的原因至今還沒有被完全的解讀出來，目前公認的原因：臭氧層破壞的機理1974年美國科學(xué)家Rowland和Molina認為,同溫層滲入了氟氯甲烷、氯原子對臭氧具有催化破壞作用。在平流層的臭氧層中,在太陽紫外線的照射下,有如下反應(yīng)平衡:由于排放出來的CFCS氣體具有非常穩(wěn)定的特點,在大氣對流層中幾乎完全不分解,所以能夠擴散到大氣平流層中,當其受到來自太陽的紫外輻射時,就會發(fā)生碳-氯鏈斷裂的光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氯原子,如接著Cl會引發(fā)一系列破壞臭氧的鏈式反應(yīng)凈反應(yīng)為:其作用機制見圖1。相關(guān)研究表明,1個氯原子引發(fā)的這種鏈式反應(yīng)大約可以破壞10萬個臭氧分子,所以CFCS氣體的排放致使O3不斷消耗,從而使臭氧失去其吸收紫外線的性能。Fig.1Thedestructionmechanismoftheozonelayer圖1臭氧層破壞機制示意臭氧的含量日趨減少，臭氧層越來越薄。據(jù)美國宇航局最近公布的一份觀測資料表示，全球的臭氧含量于1969年比己減少了3%。臭氧層破壞所導(dǎo)致的最主要最直接的結(jié)果是，對生物有害的中波（UV-B）、短波（UV-C）紫外線輻射的增強。研究表明，臭氧濃度每減少1%，到達地表的太陽紫外線輻射增加2%。隨著臭氧層的變薄，使到達地表的UV輻射大量上升，尤其是地表的UV-B輻射增加，對人類社會生產(chǎn)活動將產(chǎn)生深遠的影響，特別是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響更大而且更為直接。4臭氧對農(nóng)業(yè)的影響臭氧層破壞對農(nóng)作物的影響對農(nóng)作物生長發(fā)育的影響

過量紫外線(UV)對農(nóng)作物生長產(chǎn)生抑制作用，形態(tài)上表現(xiàn)為植株矮化，株型縮小。其矮化程度隨作物種類、品種、作物所處的生長階段及輻射強度的不同而不同。一般C3植物對紫外線較為敏感，C4植物則欠敏感。紫外線輻射還可抑制農(nóng)作物的葉面積，但品種之間是有差異的，例如對大豆葉面積的抑制較對小麥葉面積的抑制大。

總的來說，紫外線輻射能明顯地推遲作物生長發(fā)育的進程，且紫外線強度越大，生育期滯后效應(yīng)越明顯。并且不同發(fā)育期，滯后效應(yīng)不同，例如大豆以三葉期一旁枝形成期對UV輻射最為敏感。對農(nóng)作物生理活動的影響

紫外線增加抑制作物的凈光合速率。紫外線輻射使氣孔開張度減小，導(dǎo)致光合作用速率下降。Van等對13種植物進行UV-B照射，發(fā)現(xiàn)植物的凈光合速率對紫外線的反應(yīng)相差甚大，C4植物對紫外線不太敏感，而C3植物較為敏感。從不同葉位的凈光合作用速率測定值上發(fā)現(xiàn)，隨著葉位升高，紫外線輻射對光合作用的抑制作用增強，表明幼葉對UV的反應(yīng)比老葉敏感。紫外輻射對作物光合作用的影響，還因光強、氣溫及水分等環(huán)境因子的差異而不同，在光強低，溫度適宜，水分充分的情況下，UV的抑制作用最為明顯。對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響

紫外輻射對大豆生物學(xué)產(chǎn)量有較大影響。隨著UV輻射強度增加，干物質(zhì)累積量下降，UV輻射增加8%，大豆干物重下降%；UV輻射增加10%，小麥生物學(xué)產(chǎn)量下降%。UV輻射對大豆干物質(zhì)積累的影響隨生育期進程而加大，但不同時期UV的影響量不同。實驗表明，植物經(jīng)UV照射后，其光合速率和光合產(chǎn)物累積下降同步進行。

試驗結(jié)果表明，紫外線通過長期對作物生理活動的限制及光合面積的減少，最終使得作物經(jīng)濟學(xué)產(chǎn)量下降，作物穗數(shù)、粒數(shù)、粒重等產(chǎn)量指標均下降。Biggs等工作表明，低水平的UV-B輻照對水稻和其它作物的產(chǎn)量無影響，但在高水平UV-B下，所有供試作物產(chǎn)量全部下降。若未來地表接受的紫外線量增加8%~10%，其它條件不變，由于紫外輻射增加可導(dǎo)致大豆減產(chǎn)40%以上，小麥減產(chǎn)20%。當然未來由于農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的提高及氣候變化，作物實際產(chǎn)量不會下降如此之多，但紫外線對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響不可低估。

中國人均土地資源匱乏，人均耕的面積更是少得可憐，中國每年的糧食產(chǎn)量僅僅是夠用而已，隨著人口的增加，糧食的需求量還會增多，因此紫外線增強所造成的農(nóng)作物減產(chǎn)將會嚴重威脅到人們的生存及發(fā)展。當然,我們可以通過進口來緩解糧食危機，但這樣勢必受制于人，從而影響到國家的方方面面。因此,我國在相當長的時間里還將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。4.2臭氧在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用．1臭氧在農(nóng)業(yè)使用的概況我國在農(nóng)業(yè)上使用不少農(nóng)藥，環(huán)境污染已構(gòu)成社會性的問題。臭氧具有強氧化力與殺菌作用，作為防止藥害及環(huán)境污染的一個手段正在各行業(yè)得以應(yīng)用，如設(shè)施園藝（營養(yǎng)液栽培），種子育苗，保鮮等的殺菌消毒，另外低濃度的處理以促進發(fā)芽、生長也較得效果。由于農(nóng)業(yè)涉及諸因子之復(fù)雜性，同樣是臭氧，因濃度與處理方法的不同，對植物及生命體的影響也具有完全不同效果。臭氧氣體用于設(shè)施內(nèi)植物臭氧發(fā)生器能有效防治暖棚中番茄、香瓜、黃瓜的霜霉病、灰霉病等，并能去除茄子、蘑菇類、盆花等的霉雜菌及蚜蟲，還有促進生長之效果。小型溫室只需裝一臺，在通路上方布管可達到很好擴散效果。氧水用于大棚滴灌臭氧水滴灌可驅(qū)除營養(yǎng)液中藻類，也可用于營養(yǎng)液病害的殺滅。因采用根部浸漬栽培時，濃度在L以上會有損害，所以可在休閑期對營養(yǎng)液處理，或者以循環(huán)方式，即在營養(yǎng)液回流儲存罐時，注入臭氧的間歇方式殺菌。例：單棟溫室，350平方，均高2米。12-3月間使用WS07型臭氧機，每1-2天開機一次，每次60分鐘對空氣凈化，同時每3天往水箱中吹臭氧，100升的水箱曝氣20分鐘。經(jīng)臭氧處理的大棚菜的狀況：試驗條件空氣臭氧濃度：2-4毫克/立方滴灌水中臭氧濃度：毫克/升西瓜白粉?。涸谌~面上形成的白粉狀面積縮小，顏色變淺病毒組織在根下被破壞，白粉病的病源得到抑制番茄疫霉菌病：菌絲和各種孢子停止流動葉子、果實上的黑毛縮小脫落，病原菌不再侵害黃瓜霜霉?。喝~背上紫灰色霉變淺卷縮的葉子變得展開，同時葉脈清晰，灰色葉子完好臭氧噴霧防治空氣傳染性病菌選用抗葉霉病較弱的番茄品種，設(shè)4個試驗區(qū)進行菌接種；

1>噴霧后修正濃度為l的臭氧水噴霧區(qū)2>百菌清農(nóng)藥700倍稀釋的農(nóng)藥噴霧區(qū)3>蒸餾水噴霧區(qū)4>無接種無噴霧對照區(qū)。每區(qū)各選8株在5-7枚主葉時，用噴霧器對葉子噴霧，然后計算發(fā)病率，只要葉子上出現(xiàn)病斑即算得病。發(fā)病率=（總得病葉數(shù)/總?cè)~數(shù)）*100（%）。從目測結(jié)果也可得出臭氧區(qū)僅次于農(nóng)藥區(qū)，具有其抑制效果：試驗區(qū)處理內(nèi)容發(fā)病率（%）病狀1菌接種，施臭氧水其它區(qū)沒有的點狀壞死2菌接種，施農(nóng)藥不明顯病斑產(chǎn)生3菌接種，施蒸餾水大的明顯病斑4無接種無噴霧極少數(shù)小病斑．4臭氧于集約化畜牧場應(yīng)用畜牧養(yǎng)殖場大量的糞便引起的空氣惡臭，惡臭物質(zhì)中有許多低級胺類和硫化物類，臭氧可與這些物質(zhì)反應(yīng)，快速氧化、除臭，并同時對空氣進行殺菌消毒。以及可用臭氧水對場地進行物體表面消毒。高級氧化技術(shù)于凈菜加工應(yīng)用

根據(jù)測試，使用普通家用臭氧機在水中曝氣，能達到的臭氧水濃度為，這種濃度下臭氧對各種農(nóng)藥基本無任何效果。法國Buescher等人的測試顯示，對容易去除的有機磷農(nóng)藥，臭氧濃度要達5-10mg/l作用10-15分鐘才能有滿意的去除，而對有機氯農(nóng)藥，在20mg/l臭氧水下作用15分也才有50%去除。而只要超過濃度1-2mg/l臭氧水的浸泡會使果蔬漂白并且嚴重破壞營養(yǎng)，單獨臭氧氧化去除農(nóng)藥無法達到效果。富水科技應(yīng)用國外前沿的高級氧化技術(shù)，通過催化臭氧化過程，在水中形成具有很強氧化能力的自由基強化分解殘余農(nóng)藥，提高了氧化能力和反應(yīng)速度，同時因臭氧水濃度不需很高也不致破壞果蔬營養(yǎng)物質(zhì)。(1)消毒殺菌因臭氧對細菌、ù菌、病菌等微生物具有極強的殺滅力。在種植過程中空氣中通入臭氧，其種植物的病原菌的菌數(shù)均隨著臭氧處理時間的增加而明顯減少。(2)水質(zhì)消毒通過專用裝置將一定濃度的臭氧投入水中，使其產(chǎn)生臭氧水達到消毒效果。在使用臭氧設(shè)備時，將一定濃度的臭氧水先部殺死水中細菌，再進行灌概。(3)種子處理臭氧可對農(nóng)作物種子進行消毒處理，以減少種子的變質(zhì)發(fā)病機率。(4)防ù保鮮綠色有機農(nóng)作物不能含農(nóng)藥及防腐劑，農(nóng)副產(chǎn)品如處理不當，則容易變質(zhì)長ù。將臭氧設(shè)備運用到農(nóng)作品儲藏冷庫或保鮮庫，不但可實現(xiàn)臭氧發(fā)生器自行運行殺菌防ù。對農(nóng)產(chǎn)品果蔬菜類不但能殺菌防ù，還能延長農(nóng)副產(chǎn)品的保鮮期。將臭氧運用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植中，不但綠色環(huán)保，凈化種殖環(huán)境，而且無毒害殘留物質(zhì)，不產(chǎn)生二次污染，促進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，臭氧技術(shù)定能將在綠色農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。5參考文獻：[1]穆恒寶.臭氧層破壞對人類的影響[J].環(huán)境科學(xué)動態(tài),1995(1):24-25.[2]MARIOMOLINA,ROWLANDFS.Stratosphericsinkforchlorflouromethanes:chlorineatomcatalyseddestruction[J].Nature,1974,249(5459):811-812.[3]佚名.關(guān)于平流層中臭氧及其損耗的科學(xué)知識和事實[J].世界環(huán)境,1999(4):5-6.[4]瀧澤行雄,方長東,周吉海.臭氧層破壞與健康管理[J].日本醫(yī)學(xué)介紹,2000,1(1):45.[5]張利伯,戴玉林.臭氧層破壞及