不同CO2浓度对苜蓿分枝期光合性能的影响

以苜蓿（Medicago sativa）‘Maverick’为试验材料,研究不同CO₂浓度下苜蓿分枝期的光合能力日变化情况,探索未来大气CO₂浓度上升过程中苜蓿的生产潜力,为未来牧草种植产业提供指导。结果表明：当开顶式生长室中CO₂浓度为550和700 μmol·mol^-1时,‘Maverick’的叶绿素含量对比室外对照组分别提高了2.4%和3.6%,但差异不显著。净光合速率（Pn）日平均值分别提高了114.69%和116.54%。此外,CO₂浓度升高提高了苜蓿的光系统Ⅱ（PSII）的原初光能转换效率（Fv/Fm）、潜在活性（Fv/Fo）、实际光化学量子产量（Yield）,并显著增加了光化学淬灭（qP）,降低非光化学淬灭（NPQ）。研究结果表明在高CO₂浓度条件下更利于‘Maverick’叶绿素捕获光能,PSII反应中心比例大,光合作用增强。     

CO2浓度升高对不同秋眠类型苜蓿生长发育的影响

为了分析3种秋眠类型苜蓿(Medicago sativa)(秋眠型苜蓿Maverick、半秋眠型苜蓿ABI700和极非秋眠型苜蓿UC-1465)在不同CO_2浓度下的生长发育情况,本研究运用人工气候箱和开顶式气室动态观测了3种秋眠类型苜蓿的种子发芽特性、生长发育和产量大小。主要结果:1)550、700μmol·mol-1 CO_2浓度处理能显著提高3种秋眠类型苜蓿种子的发芽率、发芽势和发芽指数(P0.05),缩短平均发芽天数(P0.05)。其中550μmol·mol~(-1)浓度处理下苜蓿种子的发芽率、发芽势最高。2)高CO_2浓度促进3种秋眠类型苜蓿生育期提前3~6d,且CO_2浓度越高生育期越提前。3)高CO_2浓度能显著促进3种秋眠类型苜蓿株高、叶面积和单株干重增加(P0.05)。高CO_2浓度处理后UC-1465的单株鲜重比Maverick高19.33%~21.76%,比ABI700高12.74%~13.11%;单株干重比Maverick高14.85%~26.77%,比ABI700高12.31%~14.58%,高CO_2浓度处理后极非秋眠型苜蓿UC-1465生长优势进一步提高。4)CO_2浓度对苜蓿茎粗无显著影响(P0.05),但促进秋眠型苜蓿Maverick、半秋眠型苜蓿ABI700茎粗增大。上述结果表明,在一定浓度范围内,苜蓿种子的发芽率、发芽指数、发芽势、株高、叶面积、生物量等对CO_2的响应存在浓度效应。可以预测,未来大气CO_2浓度升高的对苜蓿生长有一定的促进作用,具有一定的应用潜力。     

野牛草抗旱性研究进展

野牛草是原产于北美地区的多年生暖季型草坪草,因抗旱性强而著称。通过综述国内外在野牛草抗旱性研究方面取得的主要进展,表明在常用的草坪草中野牛草对干旱胁迫的抗性最为突出,并总结了野牛草抗旱性较强的主要因素有：渗透调节能力较一般草坪草强,蒸散量远远低于其他暖季型和冷季型草坪植物,水分胁迫时,野牛草分株间会进行水分的互助融合利用,以保证植株的正常生长。     

3种秋眠类型苜蓿对不同CO2浓度的生理响应

利用开顶式气室(open-top chamber,OTC)研究了3种秋眠类型苜蓿(Medicago sativa)(秋眠型苜蓿Maverick、半秋眠型苜蓿ABI700和极非秋眠型苜蓿UC-1465)在700、550和350μmol·mol-1(CK)3种CO_2浓度处理下整个生育期的生理变化。结果表明,整个生育期CO_2浓度越高,苜蓿叶绿素和可溶性糖含量越高。700和550μmol·mol-1处理下,3种秋眠类型的苜蓿平均叶绿素含量较对照平均分别提高了约11.49%和6.00%,可溶性糖含量平均分别提高了约52.01%和38.82%。CO_2浓度升高能够降低苜蓿的丙二醛含量,700和550μmol·mol-1处理下,丙二醛含量较照平均分别下降了约18.20%和17.93%。盛花期时,CO_2浓度升高对脯氨酸合成量有显著的正效应(P0.05),其余时间呈抑制状态。综合来说,CO_2浓度升高在初花期时对苜蓿各生理指标均有显著影响(P0.05)。高CO_2浓度处理下,极非秋眠型苜蓿UC-1465的叶绿素累计合成量高于秋眠型苜蓿Maverick和半秋眠型苜蓿ABI700,而高CO_2浓度大大促进了秋眠型苜蓿Maverick、半秋眠型苜蓿Maverick合成可溶性糖、降低丙二醛,有利于增强其缓解胁迫以及渗透调节能力。     

CO2浓度升高对不同秋眠型苜蓿内源激素含量的影响

为探讨CO_2浓度升高对不同秋眠型苜蓿(Medicago sativa)内源激素含量的影响,以3个不同秋眠型苜蓿品种为材料,设计3个不同的CO_2浓度梯度(700、550μmol·mol~(-1)和正常大气CO_2浓度350μmol·mol~(-1)),对苜蓿的4个生育期进行处理,测定各期叶片中内源激素含量。结果表明,CO_2浓度越高叶片中生长素(IAA)、赤霉素(GA3)含量越高,脱落酸(ABA)含量越低。整个生育期内高CO_2浓度处理有利于提高苜蓿的IAA/ABA和GA3/ABA的比值,解除休眠,保持生长。初花期和盛花期时,高CO_2浓度处理对苜蓿的内源激素有显著影响(P0.05)。高CO_2浓度处理对半秋眠苜蓿的生长发育最为有利,其次为非秋眠型苜蓿,此外,高CO_2浓度处理能减弱秋眠型苜蓿的秋眠性,延长其生长周期。     

CO2浓度升高对不同秋眠型苜蓿叶片解剖结构的影响

大气CO_2浓度升高对植物的影响是目前国内外学者普遍关注的问题。为研究CO_2浓度升高对苜蓿(Medicago sativa)不同生长期叶片解剖结构的影响,利用开顶式生长室(open-top chambers,OTC)模拟未来CO_2浓度,以秋眠型、半秋眠型和极非秋眠型的苜蓿为试验材料,采用石蜡切片技术研究苜蓿叶片解剖结构的变化。结果表明,1)叶片解剖结构受CO_2浓度升高、生长期的影响较大,受秋眠类型影响较小;且受三因子交互效应影响显著。2)叶片解剖结构随CO_2浓度升高显著增加(P0.01),有利于增加叶绿体含量和气体交换速率,进而提高光合作用速率;叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度随生长期变化显著增加(P0.01),但解剖结构在不同秋眠型间差异不大(P0.05),可能是因为秋眠性受光照时长、气温的影响较大,受CO_2的影响较小。