CO2施肥降低黄瓜全株矿物质元素含量的机理研究

本研究通过N供应浓度2(低N)、7(中N)和14(高N)，mmol/L ]和CO2施肥400、625和1200，μmol/mol]处理的水培试验一，硝铵比(14/0、13/1、11/3和8/6，mmol/L / mmol/L)和CO2施肥(400、800和1200，μmol/mol)处理的水培试验二，和不同氮添加(低N, 0.06；高N，0.24 g N kg-1)与CO2施肥(400、800和1200，μmol/mol)的水稻土土培试验三共同探讨CO2施肥和氮素供应如何影响黄瓜全株元素含量，进而阐明CO2施肥降低元素含量的机理。研究结果表明:充足氮素供应时，CO2施肥对植株的生长速率提高最大，也降低试验一苗期全株几乎所有元素的含量；同样的，在试验二初果期的8/6硝铵比处理下，800 μmol/mol CO2施肥强烈促进植株生长，降低几乎全株所有元素的含量。土培可能由于养分供应不足导致植株干物质积累对CO2施肥的响应较低，植株的生长速率与元素吸收速率差异小于水培试验，元素含量的降低也较小。因此当CO2施肥对干物质的促进作用强烈时，稀释作用对植物组织元素含量下降的解释能力也最强。但CO2施肥对大量元素、微量元素和非必需元素含量的影响并不一致。稀释作用对不同元素含量变化的解释能力有限。进一步的，向根表移动受质流驱动的元素(N、K和Na)的含量受CO2施肥抑制的程度更高；与氮素代谢密切相关的元素含量，比如Ca和Mg，受CO2施肥的影响也更强烈。因此，CO2施肥对元素含量的影响一方面受到稀释作用的影响，另一方面也可能与元素受到蒸腾作用的影响程度和与氮代谢的相关程度有关。