摘要：近年来，由于工业发展，臭氧污染问题日益加剧，该问题与也受到了越来越多关注。多项研究表明，近地面臭氧浓度的升高不仅对人类身体健康产生危害，还会影响农作物的生长以及秸秆还田后的转化降解。本次通过秸秆埋袋实验，研究在臭氧升高条件下，小麦秸秆降解速率的变化。通过实验数据分析可得，臭氧浓度升高会使得秸秆失重率降低，且促进半纤维素、纤维素、木质素的分解，并且这些物质分解产生新的物质，臭氧通过改变作物化学结构直接影响秸秆降解，通过影响土壤微生物进而影响秸秆降解，这些作用是同时进行的，为秸秆还田降解提供了部分理论依据，为秸秆还田后对臭氧浓度的调节提供了部分数据支持，对农业可持续发展有积极作用。
关键词：臭氧浓度；秸秆降解速率；秸秆还田；可持续发展
1引言
1.1选题目的和意义
近地面臭氧（O3）是一种二次污染物由氮氧化物(NOX)和挥发性有机物（VOCS)经过光化学反应生成的二次污染物。随着经济的快速发展，城市的氮氧化物和挥发性有机化合物和汽车和工业排放的其他前体物增加，臭氧污染变得尤为严重。[1]随着工业化的不断推进以及经济的快速发展，全球气候变化对生态环境的影响日益增加，O3污染事件频发、污染持续时间增长、影响范围和破坏程度不断增大。O3浓度的迅速增加直接影响制约了农业的发展，许多国家都把O3列为最重要的大气污染物。地面O3的增加已经引起全球对农业生产前景的关注, 包括我国这样的农业大国。[2]大量研究表明近地层大气O3浓度升高已对栽培和野生植物产生肉眼可见的伤害。O3有强烈的氧化特性, 会导致植物组织受到伤害和熟前死亡,。O3会对光合作用和养分吸收产生抑制,进而导致农作物产量的降低。[2]例如叶片损伤，叶绿素含量降低，光合速率下降，加速其衰老，影响碳（C）的获取和积累，以及植物根系发育和根系土壤酶活性[3][4]，间接影响营养物质的吸收和分配，降低作物产量。不仅如此，大气中O3浓度的升高还会对土壤中农作物的秸秆的降解产生作用。近地层O3浓度升高会影响植物的生长和发育，从而影响植物营养物质的吸收和分配。
农作物秸杆是一种主要的农业废弃物,在农业生产中，作物秸秆中含有丰富的氮、磷、钾和微量元素,是一种重要的可再生资源,具有很大的综合利用价值，农作物秸秆有利于更新土壤腐殖质组成,能保持土壤有机质平衡,改善土壤物理性状,提高土壤养分循环。使用有机物物在农业生态系统养分循环再利用,保持土壤肥力是中国农业的特点。近年来，各地也出台了相关政策，促进秸秆还田的技术和工艺，避免大量秸秆焚烧浪费、污染环境的现象发生。秸秆问题得到解决，同时也可以推进可持续再生农业的发展，目前秸秆还田的技术和工艺仍然在探索改进中，而了解秸秆的腐解过程对于秸秆的再次利用是十分重要的一环。[5-10]
一般来说，农作物的秸秆采用的处理方式为田间焚烧，这不仅是对秸秆资源的浪费，而且大量秸秆焚烧产生的气体会加剧温室效应和大气污染。我国倡导可持续发展农业，秸秆还田可以增加土壤有机物，避免焚烧带来的有害气体[11]。通过臭氧对秸秆降解的研究，探究其对秸秆组分降解的作用机制，为臭氧污染的防治以及可持续发展提供部分理论依据。
1.2国内外研究现状
国内外研究人员也在秸秆降解方面做了许多的相关研究。通过作物降解方面的研究得知，碳水化合物、脂类、木质素和粗蛋白等（前三者主要组成元素为碳、氢、氧，而粗蛋白除此以外还含有数量不等的氮、磷、硫等元素）这些是有机废弃物的主要组成成分，进入土壤被土壤生物降解后，一部分被转化为简单的有机、无机形态，这一过程为矿质化作用；而另一部分包括难降解态的部分则转化为土壤有机组分——腐殖质，这一过程为腐殖化作用[12]。进入土壤的有机物，各组分降解的难易程度不同，简单糖类、淀粉、纤维素和半纤维素以及蛋白质和多肽类的物质最先被分解。然后被木质素包围的纤维素被缓慢分解。[13]木质纤维素由于结构稳定复杂而降解困难。[14]在秸秆降解方面，许多学者从秸秆种类、覆盖土壤、降解环境（水分、气候、CO2等）、秸秆降解对土壤有机质含量的作用等多个方面进行了实验，通过对不同作物秸秆降解实验的研究，得出作物秸杆分解速率及养分释放速率受土壤质地,水分,温度,化学成分,秸秆还田方式等因素的影响。李新举等，研究发现秸杆在不同质地土壤的分解率不同。在土壤中降解速率表现为前期快后期慢，作物秸秆可以显著增加土壤的有机质及养分的含量,对氮素、磷素、钾素含量的影响明显[15-21]。并且，作物秸秆腐解影响了土壤中过氧化氢酶、脲酶和纤维素酶的活性。国内外的试验表明,秸秆还田后土壤有机质和养分的含量有显著增加，尤其是在表面层是最为显著。并且土壤酶活性在秸秆前期高后期降低，这是随着秸秆降解速率改变的[22,23]。
同时通过臭氧对植物生长的多项实验研究表明，O3会对作物的生态过程产生影响，如影响根系分泌物的组分，从而对土壤物质含量产生影响，此外O3还对土壤微生物的活动产生影响，直接影响分解微生物的生理类群、活性及土壤酶的活性[4]。由秸秆分解速率与土壤酶活性同步改变，O3影响酶活性则会间接影响秸秆的降解。这些物质的改变会对秸秆中纤维素、半纤维素、木质素等物质降解进程产生作用。臭氧会对秸秆降解后物质分解的碳的转化产生作用，臭氧浓度升高，碳素转化效率变低，这也决定了秸秆还田的降解速率。
2材料与方法
2.1实验设计
实验采用的材料为常见农作物小麦的秸秆，具体方法为在不同O3浓度的OTC气室下进行埋袋实验。在不同O3的OTC内种植一样密度的小麦作物，最大程度还原真实农田环境。收获作物后，将新鲜的小麦秸秆剪成小段，用网袋法模拟翻埋还田，尼龙网袋( 100 目) ，长 20 cm、宽 15 cm。表面孔径为 300μm，下表面孔径为 20μm，下表面孔径允许真菌菌丝渗入但最小化植物残体分解过程中的损失，秸秆与实验地土样均匀混合，土壤中秸秆含量为 40%，共150g，装入尼龙网袋并封口，埋入不同的分解环境下（对照、O3）OTC内试验地内，秸杆置于土壤表层上方和0-10cm的矿质土壤层中，小麦根系置于0-10cm的矿质土壤层[24]。由于需要埋袋时间较长，分别为一年、两年、三年、四年，故从已经进行埋袋处理的OTC气室中取样，每组处理九个样本，具体取样见表1。
表1样本处理
| OTC1(CK) | OTC2(T1) | OTC3(T2) | |
| 埋袋一年 | 样本a1-a9 | 样本a10-a18 | 样本a19-a27 |
| 埋袋二年 | 样本b1-b9 | 样本b10-b18 | 样本b19-b27 |
| 埋袋三年 | 样本c1-c9 | 样本c10-c18 | 样本c19-c27 |
| 埋袋四年 | 样本d1-d9 | 样本d10-d18 | 样本d19-d27 |
注：相同字母表示埋袋时间相同，数字序列1-9为对照组，10-18为T1浓度处理组，19-27为T2浓度处理组。
每个样本共进行失重率、纤维素含量、半纤维素含量和木质素含量四项测定，每个样本的每项测定重复三次实验操作，最后求平均值。
通过测定不同年份的的秸秆失重率、纤维素含量、半纤维素含量和木质素含量可以了解到在不同臭氧浓度下秸秆的腐解程度。
2.2测定项目与方法
2.2.1测定小麦秸秆失重率
小麦秸秆在土壤中通过微生物等综合作用，所含的有机物被分解，导致作物秸秆质量降低。通过测定小麦秸秆失重率可以了解其降解程度。
将样本取回后，用自来水冲净表面至滴下水干净，将样本放入烘箱在85℃下烘干至恒重，记录样本质量NX。不曾腐解的秸秆重N0。
计算公式： WX=100（N0-NX）/N0，计算结果保留一位小数。
2.2.2测定小麦秸秆中纤维素含量
将取回的秸秆清洁处理，取部分碾成粉末。在加热的情况下用醋酸和硝酸的混合液处理样本。此时，细胞间的物质被溶解。纤维素也分解成单个的纤维，其他物质被除去。淀粉、多缩戊糖和其他物质受到了水解。用水洗涤除去杂质以后，纤维素在硫酸存在下被重铬酸钾氧化成二氧化碳和水。
根据反应式：C6H12O5+4K2Cr2O7+16H2SO4=3CO2+4Cr2(SO4)3+4K2SO4+21H2O
过剩的重铬酸钾用硫酸亚铁铵溶液滴定，再用硫酸亚铁铵滴定同量的，但是为与纤维素反应的重铬酸钾。根据差值可以求得纤维素的含量。
2.2.3测定小麦秸秆中半纤维素的含量
将取回的秸秆样本清洁处理后碾碎，配成溶液。用沸腾的80%硝酸钙溶液处理秸秆溶液，将干扰滴定半纤维素的溶于水的其他碳水化合物除掉。用蒸馏水冲洗沉淀，用较高浓度的盐酸缩短半纤维素的水解时间。水解得到的溶液稀释到一定体积。用氢氧化钠溶液中和。其中的总糖量用铜碘法测定。
由滴定数值计算测得半纤维素含量。
2.2.4测定小麦秸秆中木质素的含量
用1%的醋酸处理样本溶液，将其它可溶性化合物分离出来。然后用丙酮处理，分离出叶绿素、拟脂、脂肪和其它脂溶性化合物。将沉淀用蒸馏水洗涤以后，在硫酸存在下，用重铬酸钾氧化水解产物中的木质素：
CH2O4+8K2Cr2O7+ 32H2SO4= 11CO2+ 8K2SO4+ 8Cr2(SO4)3+32H2O
过量的重铬酸钾用硫酸亚铁铵溶液滴定方法和测定纤维素相同。
2.3数据分析以及处理方法
将每组重复操作的数值取平均值进行数据分析。采用SPSS.25进行显著性分析，采用graphpad进行图形绘制。
3结果与讨论
3.1同一时间跨度不同03浓度下秸秆的降解情况
3.1.1一年臭氧处理后的秸秆降解情况
根据测得的各项数据，依次进行方差分析，所得结果如图1。经过一年的作用，小麦秸秆的失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量都随着臭氧浓度升高而有所降低，证明臭氧浓度升高会对小麦秸秆的降解产生一定影响，但几项数据变化程度不同。其中，秸秆失重率在T1与CK处理对比不显著（p＞0.05），在T2臭氧浓度处理下对比对照组差异显著（P<0.05）,并且在T2浓度下与T1浓度下对比也不显著（P>0.05）,经过一年，在O3浓度升高明显的情况下会影响小麦秸秆的降解，但总体不会很大程度地改变秸秆失重率；半纤维素在T1O3浓度下对比对照组差异显著（P<0.05）,在T2O3浓度下对比对照组差异显著（P<0.05），在第一年的降解过程中，秸秆半纤维素降解速率会比较明显地受O3浓度升高的影响；而秸秆的纤维素含量在第一年，在T1O3浓度下与对照组对比不显著（P>0.05），在T2O3浓度下对照显著（P<0.05），T2O3浓度作用与T1O3浓度作用对比显著（P<0.05），说明在一年中，明显的O3浓度的升高会影响小麦秸秆的降解；而秸秆的木质素含量在经过一年降解后，在T1O3浓度下与对照组对比不显著（P>0.05），在T2O3浓度的下与对照组对比差异显著（P<0.05），T2O3浓度作用与T1O3浓度作用对比不显著（P>0.05），这表明木质素降解程度只有在O3浓度升高明显时才会有较明显的变化，稍微升高的O3浓度对其降解几乎无影响。通过第一年不同O3浓度条件下的研究，发现O3显著升高必定会对小麦秸秆的降解产生影响，但是秸秆中不同物质对O3敏感程度不同，半纤维素含量的变化受O3浓度变化影响较大，而纤维素含量与木质素含量则受O3浓度变化影响较小，而秸秆失重率几乎不受O3浓度影响，仅有微小的差异。总的来看，臭氧浓度升高对于秸秆降解程度的影响在一年无法的到显著体现，但能证明影响作用确实存在。
图1经过一年不同臭氧浓度作用下的秸秆失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量
3.1.2二年臭氧处理后的秸秆降解情况
根据测得的各项数据，依次进行方差分析，所得结果如图2。经过两年秸秆埋藏作用，小麦秸秆的失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量都随着臭氧浓度升高而有所降低，证明臭氧浓度升高会对小麦秸秆的降解产生持续性影响。其中，秸秆失重率与半纤维素含量在T1臭氧浓度下与对照组对比显著（p<0.05），在T2臭氧浓度下对比对照组差异显著（P<0.05）,并且在T2浓度下与T1浓度下对比也显著（P<0.05）,在第二年，秸秆失重率与半纤维素含量随臭氧浓度升高显著降低，有促进半纤维素分解的作用，但却降低了秸秆总体失重；而秸秆的纤维素含量在第二年，在T1O3浓度下与对照组对比不显著（P>0.05），在T2O3浓度下对照显著（P<0.05），T2O3浓度作用与T1O3浓度作用对比显著（P<0.05），说明经过两年降解作用，明显的O3浓度的升高会显著影响小麦秸秆的纤维素降解，纤维素含量有所降低，则说明有促进作用；而秸秆的木质素含量在经过两年降解后，在不同臭氧浓度下与对照组对比均不显著（P>0.05），这表明木质素降解缓慢且受臭氧浓度影响不明显。经过两年的臭氧熏蒸作用，对于纤维素以及木质素含量的影响微乎其微，影响程度明显降低，而对于秸秆失重率和半纤维素含量的影响则比较显著。
图2经过二年不同臭氧浓度作用下的秸秆失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量
3.1.3第三年臭氧处理后的秸秆降解情况
根据测得的各项数据，依次进行方差分析，所得结果如图3。经过三年秸秆埋藏作用，小麦秸秆的失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量随着臭氧浓度升高有不同程度降低，证明臭氧浓度升高对小麦秸秆的降解的影响是累积的和持续的。其中，秸秆失重率与在T1臭氧浓度下与对照组对比不显著（p>0.05），在T2臭氧浓度下对比对照组差异显著（P<0.05）,并且在T2浓度下与T1浓度下对比差异不显著（P>0.05）,在第三年，秸秆失重率随臭氧浓度升高有降低，且在臭氧浓度升高幅度大是才会有显著降低；秸秆的半纤维素含量在第三年，T1O3浓度下与对照组对比显著（P<0.05），在T2O3浓度下对照显著（P<0.05），T2O3浓度作用与T1O3浓度作用对比显著（P<0.05），在秸秆降解的，O3浓度的升高会显著影响小麦秸秆的纤维素降解，持续对半纤维素的分解产生影响；纤维素含量在T1O3浓度下对比对照组不显著（P>0.05），在T2O3浓度下对比T1O3浓度与对照组均差异显著（P<0.05），说明臭氧浓度明显地升高对于小麦秸秆纤维素的降解也具有持续性影响；而秸秆的木质素含量在经过两年降解后，在不同臭氧浓度下与对照组对比均不显著（P>0.05），这说明秸秆降解到第三年，木质素分解比较缓慢且受臭氧浓度影响不明显。经过三年的臭氧熏蒸作用，对秸秆失重率以及木质素含量的影响不明显，对于秸秆纤维素含量和半纤维素含量的影响则相对显著。
图3经过三年不同臭氧浓度作用下的秸秆失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量
3.1.4第四年臭氧处理后的秸秆降解情况
根据测得的各项数据，依次进行方差分析，所得结果如图4。经过四年秸秆埋藏作用，小麦秸秆的失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量随着臭氧浓度升高明显降低。其中，秸秆失重率与在T1臭氧浓度下与对照组对比显著（p<0.05），在T2臭氧浓度下对比对照组差异显著（P<0.05）,并且在T2浓度下与T1浓度下对比差异不显著（P>0.05）,经过四年，秸秆失重率随臭氧浓度升高有降低，但随臭氧浓度升高，对秸秆失重率降低程度减缓；秸秆的半纤维素含量、纤维素含量以及木质素含量在经过四年埋藏降解，在臭氧浓度升高的条件下均出现明显降低，在T1O3浓度下与对照组对比显著（P<0.05），在T2O3浓度下对照显著（P<0.05），T2O3浓度作用与T1O3浓度作用对比显著（P<0.05），说明O3浓度的升高会显著影响小麦秸秆各组分的降解，并且该影响是持续产生的。
图4经过四年不同臭氧浓度作用下的秸秆失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量
3.2秸秆降解受O3浓度影响随时间的变化
为了直观地观察秸秆降解受O3浓度作用随时间的变化，采用不同处理组差值进行不同埋藏时长之间的对比，取差值绝对值进行方差分析。
3.2.1秸秆失重率受臭氧浓度影响随时间的变化
如图5所示，在O3浓度升高条件作用下，秸秆失重率在不同埋藏时长变化情况明显。在经过一年、两年、三年、四年在土壤埋藏之后，小麦秸秆失重率在T1处理下与CK的差值均体现出显著差异（p<0.05），并且此数值总体随埋藏时间增加呈现先增加后减小再增加的趋势，在第四年之后差值达到最大值，由此，O3浓度的增加对小麦秸秆失重率存在影响，在第二年后差值较大，说明这种影响随时间逐渐积累。小麦秸秆失重率在T2处理与CK处理下的差值均体现出显著差异（p<0.05），此差值先增后减，在两年后出现最大值，证明O3升高对秸秆失重有抑制作用，并且高浓度的O3会使抑制作用提前，且抑制作用有持续性，对秸秆失重率的影响持续进行。在T2处理下与T1处理下，小麦秸秆失重率的差值也呈现显著差异（p<0.05），且此差值先增后减，也在第二年之后达到最大值。由此，高浓度的O3相对于稍低浓度的O3对秸秆失重率的抑制起主导作用，O3浓度越高，对小麦秸秆失重率的影响越大，且作用越提前，并且该作用强度虽随时间减缓，但一直持续发生，影响小麦秸秆的降解。
图5不同年份秸秆失重率T1-CK的差值绝对值、T2-CK的差值绝对值、T2-T1的差值绝对值
3.2.2半纤维素含量受臭氧浓度影响随时间的变化
如图6所示，在O3浓度升高条件作用下，秸秆半纤维素含量的降低程度随时间变化并不明显。在经过三年、四年土壤埋藏之后，小麦秸秆半纤维素含量在T1处理下与CK的差值绝对值才逐渐体现出显著差异（p<0.05），在第一年、第二年后，差异均不显著（p>0.05）,此数值随时间不呈现明显增长或降低趋势，在第二年之后差值达到最大值，由此，O3浓度的增加对小麦秸秆半纤维素含量的影响是存在的，秸秆半纤维素含量在臭氧浓度升高与对照组的差值不随时间出现明显变化，说明这种影响是随时间不断发生，与半纤维素降解进程同步。小麦秸秆半纤维素含量在T2处理与CK处理下的差值均体现出显著差异（p<0.05），此差值绝对值先增后减，但变化幅度较小，整体变化趋势较平稳，在两年后出现最大值，由具体的半纤维素含量可知,在高浓度03处理下，其含量是降低的，证明O3升高对秸秆半纤维素分解有促进作用，并且高浓度的O3促进作用更明显，在高浓度臭氧条件下，秸秆半纤维素经过降解含量明显低于正常条件下降解之后的含量。在T2处理下与T1处理下，小麦秸秆半纤维素含量的差值绝对值也只在第三年呈现显著差异（p<0.05），其他检测时段均显示不显著（p>0.05）,且此差值先增后减，在第二年之后达到最大值,但总体平稳无较大起伏。由此，高浓度的O3对秸秆半纤维素的降解促进作用更强，O3浓度越高，促进作用越显著，并且该作用主要受臭氧浓度影响，随时间变化不明显。
图6不同年份秸秆半纤维素含量T1-CK的差值绝对值、T2-CK的差值绝对值、T2-T1的差值绝对值
3.2.3纤维素含量受臭氧浓度影响随时间的变化
如图7所示，在O3浓度升高条件作用下，秸秆纤维素含量的变化情况随时间推移有所改变。小麦秸秆纤维素含量在T1处理下与CK的差值绝对值随时间逐渐体现增加，证明臭氧浓度升高对秸秆纤维素的降解的影响随时间逐渐累积，在第一年、第二年、第三年后，差异均显著（p<0.05）,在第四年后差值差异不显著（p>0.05），也在此时差值绝对值达到最大即作用积累效果达到最大，说明四年后该物质基本降解完成。由此，O3浓度的增加对小麦秸秆纤维素含量的影响是存在的，秸秆纤维素含量在臭氧浓度升高与对照组的差值绝对随时间出现明显变化，这种影响随时间不断积累，明显改变纤维素正常降解速率。小麦秸秆纤维素含量在T2处理与CK处理下的差值绝对值在第一年、第二年、第三年后均体现出显著差异（p<0.05），在第四年后差值不显著（p>0.05），此数值整体随时间先减小后增高，变化幅度大，在四年后出现最大值，说明四年后该物质基本降解完成，又由T2处理下的纤维素含量低于CK对照组，证明O3升高对秸秆纤维素分解有促进作用，越高浓度的O3作用更明显，在高浓度臭氧条件下，秸秆纤维素经过降解含量明显低于正常条件下降解之后的含量。在T2处理下与T1处理下，小麦秸秆纤维素含量的差值也只在一年、二年、四年后呈现显著差异（p<0.05），在第三年后检测时段均显示不显著（p>0.05）,且此数值几乎无明显变化。由此，O3浓度进一步升高对秸秆纤维素的降解速率促进作用更强，且该作用随臭氧浓度升高变化平稳，说明臭氧浓度进一步升高并未完全破坏纤维素降解机制，通过某种物质间接影响了纤维素的降解。
图7不同年份秸秆纤维素含量T1-CK的差值绝对值、T2-CK的差值绝对值、T2-T1的差值绝对值
3.2.4木质素含量受臭氧浓度影响随时间的变化
如图8所示，在O3浓度升高条件作用下，秸秆木质素含量的变化情况随时间推移有所改变。小麦秸秆木质素含量在T1处理下与CK的差值在第一年、第二年、第三年后，差异均显著（p<0.05）,此差值绝对值随时间明显增长,在第四年之后差值绝对值达到最大值，并且T1处理下木质素含量均低于同实验时长的CK对照实验组，由此，O3浓度的增加对小麦秸秆木质素的降解存在促进作用，但该作用在短时间体现并不明显，木质素降解较慢，且第四年之后，木质素含量在T1处理下与CK的差值不显著（p>0.05），说明木质素分解与时间相关性较强。小麦秸秆木质素含量在T2处理与CK处理下的差值均也是在第一年、第二年、第三年后体现出显著差异（p<0.05），此数值先增后减，变化幅度大，整体呈增长趋势，在四年后出现最大值，证明O3升高对秸秆木质素分解有一定促进作用，并且高浓度的O3促进作用更明显，在高浓度臭氧条件下，秸秆木质素含量经过降解含量低于正常条件下降解之后的含量，也低于低浓度臭氧作用下的含量。在T2处理下与T1处理下，小麦秸秆木质素含量的差值绝对值也只在第一年呈现不显著差异（p>0.05），其他检测时段均显示显著（p<0.05）,且此数值先减后增。由此，高浓度的O3对秸秆木质素的降解作用较低浓度的O3稍有增强，但木质素降解主要受时间影响，降解时间越长，降解程度则越高。
图8不同年份秸秆木质素含量T1-CK的差值绝对值、T2-CK的差值绝对值、T2-T1的差值绝对值
3.3讨论
由数据分析可得，臭氧浓度的升高对小麦秸秆的失重率、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量都存在影响。在臭氧浓度升高的条件下，经过不同时长的秸秆埋藏实验，秸秆的失重率均降低，从此项数据可知臭氧浓度升高对小麦秸秆本身失重存在抑制作用，在臭氧作用下，秸秆的失重率受到影响随之降低。但不同实验时长下，同一处理条件下的秸秆则在第二年后达到最大，说明秸秆的降解总体在前期快速进行，后期降解速率降低，则得到的失重率逐渐变小，最后得到的失重率与第一年失重率相近，则说明秸秆中部分物质已经完成了转化，或者有新的物质产生。小麦秸秆的半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量均降低，则体现臭氧浓度升高对这些物质分解的促进作用。对于半纤维素含量以及纤维素含量的影响体现较明显，且不同臭氧浓度处理下与对照组的差值绝对值随时间先增大后减小，半纤维素含量在第三年差值绝对值最小，则说明秸秆中的半纤维素在埋藏进行到三年时分解作用基本完成，而纤维素含量的插差值绝对值在二年后显示最小，说明纤维素分解要比半纤维素快一些。同时差值绝对值先增后减也可以体现臭氧浓度升高对于半纤维素、纤维素降解的促进作用。
而对于木质素的影响相对于半纤维素和纤维素则变现不那么显著。根据木质素在臭氧作用下对比对照组的含量，木质素含量降低速率本身比较慢，臭氧作用使得木质素降解加快，但却与自然状态下的降解无显著差异，均在四年后逐渐降解，这与木质素本身的随时间的分解作用有关。
由前人的研究，木质纤维素是由纤维素、半纤维素和木质素构成[25]。由于木质纤维素特殊的空间结构，造成其不易被降解酶水解[26]。臭氧是一种强氧化剂，可以选择性降解生物质中木质素且不对纤维素降解产生影响[27]。秸秆木质素含量随处理时间的延长而下降，且下降速率变缓慢[28]。研究表明，臭氧在降解木质素的同时也破坏了木质纤维的复杂结构，使得被包裹的半纤维素、纤维素更易与酶接触进而降解，对其存在促进作用。同时研究也显示在降解成糖的过程中存在一定抑制作用，通过影响酶水解过程影响糖的转化[29-33]。通过所得的实验结果，可以观察到臭氧对半纤维素、纤维素分解的促进，说明这些作用同时产生，总体，对分解的促进作用占主导。秸秆降解先是物质分解之后产生新的物质，也就说明为何秸秆的失重率会随降解时长先升高后降低。本实验所采用的实验组秸秆为在臭氧熏蒸下生长的小麦的秸秆，有研究可知臭氧浓度升高会显著影响小麦抽芽生长，降低了小麦秸秆的生物量，所以秸秆的失重率比未遭受臭氧胁迫生长的秸秆失重率低可能与秸秆本身所含生物量和组分改变有密切相关性。
小麦秸秆的降解是一个复杂而漫长的过程，OTC气室的实验是目前运用比较广泛的研究方法，能够较严谨地控制O3浓度，并且能够同时长时间进行多项研究。此次实验从臭氧对秸秆降解的影响展开的，实际上，臭氧对于小麦生长期的影响，对小麦根际环境的作用都会对之后的秸秆填埋降解产生间接或者直接的作用要从实际出发，多方面考虑问题。同时，具体适合农作物生长且促进秸秆降解的适宜的臭氧浓度是多少还需要进一步研究。
4结论
臭氧浓度的升高对小麦秸秆木质素的分解起促进作用，会加速木质素在土壤中的分解；臭氧浓度升高在整体上对半纤维素和纤维素的降解起促进作用，但是臭氧会降低水解酶活性，使得糖转化速率降低；臭氧浓度升高会使小麦生长受到影响，使秸秆生物量生物组分发生变化，从而导致秸秆失重率的降低；臭氧会降低作物产量，但是却可以一定程度上促进秸秆的降解，秸秆还田可以根据这一结果，合理控制臭氧浓度，减少臭氧污染对农作物生长影响，同时促进秸秆的降解，实现秸秆资源的重复利用。
参考文献：
[1]武红艳.臭氧浓度升高条件下秸秆还田对大豆生态化学计量特征的影响[D].沈阳农业大学,2019.
[2]史 奕, 李果梅,,李德文等.CO2和O3浓度增加对农作物次生代谢和残茬分解的影响[J].农业环境科学学报,2006,25(增刊):766-771.
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[4]于伟伟.臭氧污染对冬小麦根系生物学特性及根际土壤环境的影响[D].河南科技大学,2014.
致谢
感谢在论文中帮助过我的所有人！
本次论文是在应用气象学院xxx老师指导下完成的，从论文的选题、构思、撰写到最终的定稿，老师都给了我悉必的指导和热情的帮忙，对于论文撰写过程中我遇到的困难与疑惑，老师及时给予悉心指点，耐心指出我的不足，不断给我鼓励，引导我向正确方向前进。感谢老师在实验数据获取方面对我的帮助，在整体规划、论文框架、数据处理、试验内容、细节修改等方面的悉心指导，老师严谨的治学态度，忘我的敬业精神, 敏锐的学术思维值得我学习。值此论文完成之际,学生xxx在此向吴芳芳老师致以最崇高的敬意和最诚挈的谢意！
同时还要感谢在整个论文写作过程中陪伴一直我，与我一起同步撰写论文的室友xx，在鼓励我的同时，对我的论文提出了许多好的意见，我们在这段时间互帮互助，一起完成好自己大学最重要的作品，共同度过了一段有意义值得珍藏的时光！
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