CO_2增施技术在温室增产中的应用

正作物光合能力的提高是增加产量,提高品质的重要途径。二氧化碳(CO_2)气体是作物光合作用的重要元素,对作物生长发育起着与水肥同等的作用,CO_2供给不足会直接影响作物正常的光合作用。自然界大气中的CO_2浓度一般在330~340μmol/mol,这是维持植物生长的一个基本量,目前冬季设施栽培环境中,设施处于相对封闭的环境,根据测试,在温室     

二氧化碳施肥

正核心提示二氧化碳(CO_2)是作物光合作用的重要元素,对作物生长发育起着重要作用,CO_2供给不足会直接影响作物正常的光合作用。然而,作物光合作用理想的CO_2浓度远大于大气中CO_2的浓度,由于温室的密闭性,温室设施内的CO_2浓度经常低于大气中CO_2的浓度,尤其是在初春、深秋以及冬季,作物经常处于CO_2"饥饿"状态,严重影响作物产量和品质。研究结果表明,当CO_2浓度由350μmol/mol增至700μmol/mol时,番茄增产大约25%,而从350μmol/mol降至     

日光温室CO_2加富对番茄叶片光合特性的影响

为探讨CO_2施肥对番茄光合作用的影响,确定有利于番茄生长发育的最适CO_2浓度。以"兴海12号"番茄为试材,设4个CO_2处理,分别为(400±25)μmol/mol(CK)、(600±25)μmol/mol(T1)、(800±25)μmol/mol(T2)、(1 000±25)μmol/mol(T3),用Li-6400光合仪测定不同CO_2浓度下,相同叶位叶片的光合参数,研究不同浓度CO_2对番茄叶片光合特性的影响。结果显示:(1)随着处理天数的增加,光合速率呈先增大后减小的趋势,生长前期以T2、T3处理下光合速率最大,30 d以后T2条件下光合速率最大。(2)CO_2浓度对气孔导度和蒸腾速率的影响无规律性变化,可能是不同叶龄受CO_2影响不同,也可能与处理时间有关。(3)高CO_2浓度下水分利用效率明显高于对照,T3处理优势明显。(4)高CO_2浓度对叶绿素a含量影响显著,对叶绿素b、类胡萝卜素而言,处理50 d时T3条件下明显低于对照,其他处理与对照无显著差异。结果表明,一定范围内提高CO_2浓度可以弥补环境CO_2不足,(800±25)μmol/mol CO_2浓度更有利于番茄光合作用积累有机物。     

设施栽培对宫枣光合特性的影响

以5年生宫枣为研究材料,用Li-6400XT光合测定系统测定设施栽培与露地栽培条件下,宫枣叶片光合日变化、光响应曲线和CO_2响应曲线,探究设施栽培对宫枣光合特性的影响,为宫枣设施栽培管理技术提供理论依据。结果表明,设施栽培宫枣的室内温度、湿度大部分高于同期室外,且年均温湿度分别高出室外43.63%、21.80%;设施栽培与露地栽培宫枣的光合日变化均表现为双峰曲线,但在设施栽培条件下,宫枣的气孔开张度较大,有利于气体交换,净光合速率高于露地栽培;设施栽培与露地栽培的宫枣光饱和点均为1 520μmol/(m~2·s),设施栽培宫枣光合作用光补偿点为89.26μmol/(m~2·s),露地栽培宫枣光合作用光补偿点为49.38μmol/(m~2·s),设施栽培宫枣CO_2饱和点为1 652μmol/mol,光合作用CO_2补偿点为76.87μmol/mol,露地栽培宫枣CO_2饱和点为1 883μmol/mol,CO_2补偿点为90.08μmol/mol,设施栽培宫枣光补偿点高于露地,CO_2补偿点和饱和点均低于露地。设施栽培可以提高宫枣的光合特性,有利于宫枣的优质高效生产。     

西南喀斯特地区不同龄级野生板栗光合日动态差异

为了研究西南喀斯特地区野生板栗不同龄级的光合特性差异,利用英国Lcpro+光合测定仪对西南喀斯特地区的3龄苗和6龄苗野生板栗的光合日变化特征进行了测定。结果表明:3龄苗野生板栗的日均净光合速率为7.3μmol/(m~2·s)(以CO_2计)、蒸腾速率为4.26 mmol/(m~2·s)(以H_2O计)、水分利用效率1.90μmol/mmol;6龄苗野生板栗的日均净光合速率为6.61μmol/(m~2·s)(以CO_2计)、蒸腾速率为3.47 mmol/(m~2·s)(以H_2O计)、水分利用效率为2.02μmol/mmol。3龄苗由于苗种生理发育尚未完全,光合作用受外界环境影响较为敏感,尤其是光合有效辐射是3龄苗板栗净光合速率的主要限制因子。6龄苗的净光合速率则与胞间CO_2浓度密切相关,胞间CO_2浓度作为植物叶片光合作用的物质来源,对挂果期来说十分重要。3龄苗的蒸腾速率与大气温度密切相关,说明野生板栗幼苗期的蒸腾速率严格受到大气温度的控制。6龄苗的蒸腾速率首先受到大气温度的严格制约,其次受到光照度的影响,比3龄苗更符合植物进化演替规律,也更加趋向植物体的成熟发展。     

植物对CO2浓度升高的响应

大气中CO2浓度在工业革命前约为265μmol/mol,二十世纪60年代全球大气CO2浓度在314μmol/mol左右,目前则在350μmol/mol左右,且平均每年以1.5-2.0μmol/mol的速度递增.研究表明,大气CO2浓度升高的主要原因是煤炭、石油等化石燃料的燃烧造成的,若不加以制约,预计到本世纪中叶,大气CO2浓度将达到工业革命前的2倍[1,2].大气CO2浓度升高,除了通过温室效应引起全球气候变化对植物产生间接影响外,还直接影响到植物的生长发育.研究大气CO2浓度升高对植物的影响已成为国内外研究的重要课题之一.本文阐述了大气CO2浓度升高对植物光合作用、蒸腾作用、生物量和产量以及抗性和品质所带来的影响.     

温室植物生长所需的CO_2的补偿方法研究

针对春冬季节温室内CO_2浓度低下的问题,采用风送式CO_2气体补偿装置,调控温室环境CO_2浓度,提高光合作用速率。以补偿时间为输入量,补偿效果和补偿速率为输出量,建立补偿时间和补偿量的线性关系,通过定时定压的"多次少量施放,超过上限停施"的方式向温室补充CO_2,调控温室环境中的CO_2含量,以达到精确补偿的效果。结果表明,向温室一次补偿5 min的CO_2气体,室内CO_2平均浓度在15 min内由205μmol/mol达到540μmol/mol,间歇补偿3次,室内CO_2平均浓度在45 min内由205μmol/mol达到1200μmol/mol。说明补偿时间与其补偿量呈线性关系,标准偏差在0~3.03%范围内,实现了温室CO_2快速精确补偿的功能。     

二氧化碳气肥在大棚葡萄上的应用效果

二氧化碳 (CO2 )是植物光合作用的重要原料之一 ,当 CO2 浓度不足或较低时 ,作物的光合作用减弱 ,生长、发育迟缓 ,产量和品质受到影响。在一定范围内 ,如果增加 CO2 浓度 ,可促进植物的生长、发育 ,有利于作物体内有机物的积累 ,并提高产量、改善品质。根据研究资料表明 ,一般植物光合作用需要的最佳浓度为 0 .1 %～ 0 .1 5 % ,而大气中 CO2浓度通常只在 0 .0 3%左右 ,不能满足作物生长发育的需要 ,尤其对大棚设施栽培的作物 ,由于 CO2 得不到及时补充 ,经常处于亏缺状态 ,影响了作物光合作用的进行 ,大棚作物未能发挥最佳效能。因此 ,…     

三叶半夏在不同CO_2浓度下的光合特征研究

为了研究半夏在不同CO_2浓度下的光合特征,本研究利用Li-6400便携式光合仪测定了半夏的CO_2响应曲线,分析了净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、胞间CO_2浓度(Ci)等随CO_2浓度变化趋势。结果显示,半夏在环境CO_2浓度为600μmol mol~(-1)以下时,会因为气孔关闭而使得Ci迅速下降;CO_2浓度超过600μmol mol-1时,净光合速率增加并不明显。本研究表明在半夏种植过程中,大气中的CO_2完全能满足半夏的光合作用需求,不必增加CO_2浓度。     

温室大棚内CO_2施用控制技术的研究

为了研究温室大棚内CO_2施用控制技术,本文对温室大棚内环境以及同期施用了不同浓度CO_2的大棚内环境因子参数进行了观测记录和分析,明确了在定植初期、开花期、生长盛期温室内CO_2浓度变化规律;通过CO_2气罐控制流量,获得简易CO_2施肥控制技术。测定结果表明,棚内CO_2浓度日变化通常呈"U"型,晴天变化较阴天更剧烈,可使设施内CO_2低于200μL·L~(-1),通风换气可以将棚内CO_2控制在270~330μL·L~(-1)左右;定植初、开花期、生长盛期,随着群体光合能力提升,设施内CO_2消耗更快,更需要及时补充CO_2;通过CO_2气罐控制流量,在跨度为9m、长度为10m、脊高4.5m的节能温室隔断空间内,仅通顶风状态下,CO_2施用流速为2.5L·min~(-1)时,能将温室内CO_2浓度维持在382.7μL·L~(-1),CO_2施用流速为5.0L·min~(-1)时,维持在586.8μL·L~(-1),而不施肥自然状态下的小区内CO_2浓度仅为303.2μL·L~(-1)。     

大棚葡萄应用CO2气肥的效果试验

二氧化碳(CO2)是植物光合作用的重要原料之一,当CO2浓度不足或较低时,植物的光合作用将减弱,生长、发育迟缓,产量和品质受到影响.在一定范围内,如果增加其浓度, 可促进植物的生长、发育,有利于植物体内有机物的积累,并提高产量、改善品质.一般植物光合作用需要的最佳浓度为0.1%～0.15%,而大气中CO2浓度通常只在0.03%左右, 不能满足植物生长发育的需要,尤其是大棚设施栽培的植物,棚内CO2得不到及时补充, 会影响植物光合作用的进行,使大棚植物未能发挥最佳效能.因此,开展大棚植物增施CO 2气肥技术研究,对设施栽培植物应用该技术并提高产量、改善品质、增加收益具有重要的意义.我们于1999年冬引进了CO2气肥发生器,并在葡萄、草莓、以及蔬菜等经济作物上开展了试验,取得了较好的效果.现将CO2气肥在葡萄上的应用效果总结如下.     

保护地蔬菜二氧化碳施肥技术

二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料,植物正常进行光合作用时周围环境中二氧化碳浓度为300毫克/升.保护地内,日出前二氧化碳浓度可达到1200毫克/升;日出后,植物开始进行光合作用,二氧化碳浓度迅速下降,2小时后降至250毫克/升.     

短期CO_2加富对非洲菊光合生理和生长的影响

以大气CO_2浓度(大约380μmol/mol)为对照,研究了T1[(700±50)μmol/mol]和T2[(900±50)μmol/mol]2种CO_2浓度对非洲菊栽培品种水粉光合生理和植株生长的影响。结果表明,处理30 d,T1、T2处理叶片的净光合速率分别比同期对照增加了68%~80%和74%~85%,但蒸腾速率和气孔导度下降;CO_2加富促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累,但降低了可溶性蛋白的含量;总生物量的测定结果表明,处理30 d,T1和T2处理的鲜质量分别比CK增加了18%和20%,干质量增加了18%和21%。以上结果表明,CO_2加富能显著促进非洲菊的生长,2种CO_2浓度之间并没有显著差异,在实际的设施栽培中采用(700±50)μmol/mol的CO_2对非洲菊进行加富处理具有更重要的经济和环保意义。     

保护地蔬菜二氧化碳施肥技术

二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料,植物正常进行光合作用时周围环境中二氧化碳浓度为300mg/L。保护地内,日出前二氧化碳浓度可达到1200mg/L;日出后,植物开始进行光合作用,二氧化碳浓度迅速下降,2小时后降至250mg/L,当降至100mg/L以下时,植株光合作用减弱,植物生长发育受到     

论大棚蔬菜二氧化碳施肥技术

正大棚蔬菜生产是在相对密闭的栽培场所,早晨半小时后CO_2浓度约为100×10~(-6),比室外少200×10~(-6),比蔬菜作物所需CO_2饱和浓度少900×10~(-6)。由此可见,大棚蔬菜作物处于缺少CO_2的饥饿状态,限制了光合作用,制约了生长发育,严重影响了蔬菜的产量和品质。实行CO_2施肥后可大幅度提高大棚蔬菜产量,改善蔬菜品质,增加大棚生产的经济效益。为此,根据多年生产实践经验,摸索出大棚蔬菜CO_2配套施肥技     

6种草本植物对“过去-现在-未来”CO2浓度的生长响应

以6种草本植物泥胡菜Hemistepta lyrata,网果酸模Rumex chalepensis,野豌豆Vicia Sepium,藜Chenopodium album,风轮菜Clinopodium chinense和玉米石Sedum album为研究对象,利用步入式CO_2浓度控制生长室模拟研究了"过去(150μmol/mol)-现在(400μmol/mol)-将来(700μmol/mol)"CO_2浓度对植物生长特性的影响.结果表明:CO_2浓度升高刺激了6种植物的总生物量和相对生长速率,但CO_2浓度从过去的低浓度升高到目前浓度水平时,其升高幅度大于CO_2浓度从目前浓度升高到将来浓度水平.在过去水平下CO_2浓度升高刺激了6种植物的根质量分数,但将来水平下CO_2浓度升高对6种植物的根质量分数没有产生显著性影响.研究结果表明植物对过去CO_2浓度的适应性响应会抑制植物对将来CO_2浓度的生长响应,但不同物种之间存在差异.该研究结果有助于理解草本植物在未来气候变化下的响应,为评估和预测全球气候变化对植物的生理生态影响提供理论依据.     

北京奥林匹克森林公园CO_2变化特征及来源解析

以北京奥林匹克森林公园绿地内外近地层大气为研究对象,测定距离道路不同位置的CO_2浓度和δ~(13)C值,利用Keeling plot方程结合Iso Source软件定量区分CO_2来源。结果表明,奥林匹克森林公园中CO_2浓度随远离道路呈下降趋势,距离五环路500 m处绿地为354. 7μmol·mol~(-1),比五环路低约71. 0μmol·mol~(-1)。CO_2浓度的日变化受车流量变化和植物光合呼吸作用的共同影响,五环路在8:00和20:00时较高,绿地系统内在6:00时较高,二者CO_2浓度差在12:00达到最大,约90. 6μmol·mol~(-1)。不同来源δ~(13)C值差异显著,其中,生态系统呼吸(-22. 01‰)大气本底(-22. 90‰)机动车尾气(-28. 13‰)天然气废气(-33. 39‰),7:00—9:00、12:00—14:00和18:00—20:00的3个时段中绿地系统内空气中CO_2的δ~(13)C值均高于五环路,绿地系统内来源于生态系统呼吸的CO_2比例明显高于五环路,来源于机动车尾气和天然气废气的CO_2比例变化则相反。     

外源硅对盐胁迫下黄芩光合特性的影响

为黄芩种植和抗性育种提供依据,采用模拟盐胁迫和添加外源硅组合处理商洛1年生黄芩幼苗,通过测定净光合速率、气孔导度、孔限制数、细胞间CO_2浓度和叶绿素含量等指标,探讨外源硅对盐胁迫下黄芩幼苗光合特性的影响。结果表明:盐胁迫导致商洛黄芩幼苗光合作用受到明显抑制,随着添加外源硅浓度的增加,黄芩幼苗的光合速率、气孔导度、孔限制数、细胞间CO_2浓度和叶绿素含量均呈先升后降趋势,且各指标均在K_2SiO_3浓度为0.05g/L时达峰值,分别为32.9μmol/(m~2·s)、0.458 mmol/(m~2·s)、0.479、250μmol/mol和1.7mg/g,光合作用最强。     

气候变化对农业生产的影响

近百年来,大气中CO_2含量正以令人不安的速度不断增加,由工业革命前的260—280ppm增至80年代初的340ppm,估计到21世纪中叶CO_2浓度可能较工业化前增加1倍。由于CO_2气体具有“温室”效应,其含量增加很有可能造成全球性的变暖,随之又引起气象水文条件的异常变化。植物需要直接从大气中吸收辐射和CO_2以进行光合作用,其生长发育及产量形成又无时不受气候条件的影响,因此大气中CO_2浓度增加及其引起的气候变化会直接影响到植物生长和农业生产。     

三沙湾盐田港海水养殖海域海-气界面CO2交换通量的时空变化

根据2012年11月和2013年2、5、8月对福建三沙湾盐田港养殖海域进行4个季节调查获得的pH、总碱度(TA)、表层水温、盐度、溶氧和溶解无机碳(DIC)以及叶绿素a等基础数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、pCO_2和海-气界面CO_2交换通量,并对影响因素进行分析。结果表明,盐田港表层海水4个季节的DIC、HCO_3~-、CO_3~(2-)和CO_2浓度分别为955~1 957.08、905.08~1 848.13、10.14~124.78和11.48~39.78μmol/L,不同季节之间差异极显著(P0.01)。盐田港表层海水中的pCO_2在一年中的变化范围为391.27~1 200.49μatm,海-气界面CO_2交换通量全年的范围为0.25~6.93μmol/(m~2·d),表现为大气CO_2的弱源。盐田港海-气界面CO_2交换通量不同季节的差异极显著(P0.01),在不同站位之间的差异显著(P0.05)。秋、春季的碳通量最高,夏季碳通量最低,冬季显著低于秋季,但与春季差异不显著。分析表明,水文要素和生物要素等是影响盐田港表层海水中p CO_2和海-气界面CO_2交换通量的重要生态因子,其中,大型海藻的栽培活动有利于该养殖海域对大气CO_2的吸收。