CO_2浓度增加对C_3、C_4作物生理特性影响的实验研究

通过对 C3小麦、大豆、大白菜和 C4 玉米在不同 CO2 浓度 ( 350× 10 -5、 50 0× 10 -6、 60 0×10 -6、 70 0× 10 -6)条件下的生长模拟实验和生理特性研究表明 ,CO2 浓度增加 ,促使作物光合速率增长 ,光合时间略有延长 ,光补偿点明显下降 ,蒸腾系数减小 ,叶气温差增大 ,叶温升高。 70 0× 10 -6和50 0× 10 -6比 350× 10 -6小麦光合速率分别增长 30 .7%和 11.7% ,大豆增长 63.4 %和 4 2 .7% ,大白菜增长 68.0 %和 39.0 % ,玉米增长 15.7%和 4 .7% ,C3作物比 C4 反应明显 ;蒸腾系数小麦下降 14.3%和 7.7% ,大白菜下降 2 7.1%和 2 3.1% ,玉米下降 16.8%和 10 .4 %     

大气CO2浓度升高对作物形态生理及育种的影响

大气CO2浓度升高使作物光合效率提高、生长速度加快、根系发达、株高增加、生育期缩短、产量提高、品质下降.因此,作物育种应培育相对晚熟品种,加强抗倒、抗病虫育种,注重品质改良.     

CO2浓度增加对小麦和玉米品质影响的实验研究

通过3种CO2浓度(700×10-6、 500×10-6、 350×10-6) 模拟实验表明： CO2浓度增加使小麦籽粒的蛋白质、 赖氨酸、 脂肪含量增高, 淀粉含 量下降, 品质得到提高; 玉米则相反, 其蛋白质、 赖氨酸、 脂肪含量随CO2浓度升 高而减少, 淀粉含量略有增高, 品质有所下降。 700×10-6的小麦籽粒粗蛋白、 赖氨酸、 粗脂肪、 粗淀     

CO_2浓度增加对小麦和玉米品质影响的实验研究

通过 3种 CO2 浓度 ( 70 0× 10 -6、 50 0× 10 -6、 350× 10 -6)模拟实验表明 :CO2 浓度增加使小麦籽粒的蛋白质、赖氨酸、脂肪含量增高 ,淀粉含量下降 ,品质得到提高 ;玉米则相反 ,其蛋白质、赖氨酸、脂肪含量随 CO2 浓度升高而减少 ,淀粉含量略有增高 ,品质有所下降。 70 0× 10 -6的小麦籽粒粗蛋白、赖氨酸、粗脂肪、粗淀粉比 350× 10 -6分别增长 3.0 %、 3.0 %、 8.5%和 - 2 .3% ,玉米增长- 7.5%、 - 10 .5%、 - 3.7%和 0 .6% ;50 0× 10 -6小麦分别增长 4 .4 %、 9.1%、 11.3%和 - 1.7% ;玉米增长 - 5.0 %、 - 5.3%、 - 4 .0 %和 2 .6%     

大豆根系生长及生理特性对大气CO2浓度升高的反应

制作开顶式气室控制CO2浓度，对盆栽大豆进行试验测定，分析了大豆根系生长和生理特征在CO2浓度升高条下的变化。结果表明，随着CO2浓度的升高，大豆根系生长受到明显促进，根系更加发达，表现为根系体积、生物量以根冠比的显著提高，主根长度、直径和侧根密度亦呈增加趋势。CO2浓度为450、550、650和750μmol/mol时，与CO2本浓度相比，大豆苗期根系体积增加10．2％～36．7％，开花期提高13．2％～34．7％，鼓粒期增幅达13．9％～49．4％。根干重的提高幅度与根体积增幅基本一致，根冠比随CO2浓度升高而加大。同时，高浓度CO2条件还促进了根系活跃吸面积的增加和根系活力的加强，根系活跃吸收面积的增大在开花期较为显著，增幅为6．9％-29．9％，根系活力在开期和鼓粒期增幅较大，分别提高6．8％-25．0％和7．2％-24．4％。件及底系收花     

大气CO2浓度升高对大豆生长和产量的影响

通过开顶式气室控制大气CO2浓度,对大豆生长和产量指标进行实验测定,研究了大气CO2浓度升高对大豆株高、茎粗、叶片性状和产量构成因素的影响,分析了未来高CO2条件下大豆生长和产量的变化趋势。结果表明,与背景大气CO2浓度350μmol/mol相比,大气CO2浓度为550和750μmol/mol时,大豆株高分别提高15.74%和21.57%,茎粗则增加8.62%和13.79%。大豆比叶重在不同生育期平均提高3.50%和7.25%,大豆鼓粒期叶面积增加7.27%和14.08%,叶绿素含量提高7.10%和11.42%。高CO2浓度对大豆产量各构成因子的贡献存在差异,对单株荚数提高幅度较大,分别为6.87%和11.61%,促使产量增加15.19%和29.10%。     

大豆光合特性对大气CO2浓度升高的响应

通过不同CO2浓度处理的大豆实验观测,分析了大豆叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素含量等光合特性对大气CO2增加的响应,探讨了未来高CO2水平下水分利用效率的变化趋势。结果表明,高CO2浓度下,大豆开花期叶片光合午休现象得到缓解和消除,净光合速率提高19.4%~33.0%。大豆蒸腾速率随大气CO2浓度升高而下降。大气CO2增加促使大豆水分利用效率提高,在不同生育期提高幅度不同,表明为分枝期、开花期较大,结荚期、鼓粒期较小。在大气CO2增加情景下,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均有增加的趋势,分别提高8.6%~11.6%,13.8%~20.0%和9.9%~13.8%。但叶绿素a与叶绿素b的比值则下降。     

生物种衣剂对作物种子发芽及苗期生理特性的影响

在模拟干旱条件下,以羟基纤维素作为种衣剂,研究不同药种比包衣对玉米、小麦和大豆种子发芽和苗期生长的影响.结果表明:合理种衣剂浓度包衣后种子发芽率和发芽势,幼苗的叶长、根长、鲜重和干重均显著增加,叶绿素浓度有所增加,过氧化物酶(POD)活性提高,说明羟基纤维素种衣剂包衣处理作物种子能促进种子发芽及幼苗生长,提高细胞膜的稳定性,增强幼苗的抗衰老性和抗逆性.最适药种比为1:60.     

Na2CO3对黄秋葵种子萌发及生理特性的影响

为研究碱环境下黄秋葵种子萌发及生理特性,采用不同浓度(0、10、20、30、40 mmol·L^-1)Na2CO3溶液处理黄秋葵种子,测定其种子的萌发特性、胚根生长速度及第3天时胚根的生理特性。结果表明,随着碱浓度的增加,种子的发芽率、发芽势、发芽指数呈下降趋势,相对碱害率升高;发芽期间胚根长度与碱浓度呈负相关关系,且生长速度降低;碱胁迫下种子的抗氧化物酶(POD、CAT、SOD)活性较对照组无显著变化,MDA随碱浓度增加呈升高趋势,脯氨酸积累量变化不明显。发芽7 d后对照和10 mmol·L^-1碱液处理可萌发为幼苗,对其复水5 d后,发现10 mmol·L^-1处理侧根生长量远少于对照组。说明碱胁迫能抑制黄秋葵种子萌发及其幼苗生长,但黄秋葵种子对10 mmol·L^-1碱胁迫具有耐受性。     

大豆根系生理特性对大气二氧化碳浓度升高的反应

制作开顶式气室控制CO2浓度,对盆栽大豆进行试验测定,分析了大豆根系生理特征在CO2浓度升高条件下的变化.结果表明：随着CO2浓度的升高,大豆根系生长受到明显促进,根系更加发达,表现为根系体积、生物量以及根冠比的显著提高,主根长度、直径和侧根密度亦呈增加趋势.CO2浓度为450μmol/mol、550μmol/mol、650μmol/mol和750μmol/mol时,与CO2本底浓度相比,大豆根系体积在苗期增加10.2%～36.7%,在开花期提高13.2%～34.7%,鼓粒期增幅达13.9%～49.4%,根系干重的提高幅度与根体积增幅基本一致,根冠比随CO2浓度升高而加大.同时,高CO2条件还促进了根系活跃吸收面积的增加和根系活力的加强,根系活跃吸收面积的增大在开花期较为显著,增幅为6.9%～29.9%,根系活力在开花期和鼓粒期增幅较大,分别提高6.8%～25.0%和7.2%～24.4%.     

CO2施肥对光合作用及相关生理过程的影响

总结了CO2施肥影响植物光合作用的有关问题,就其近年来试验研究进展及一些其在生产中的应用状况进行了总结。CO2施肥可以促进光合、抑制呼吸、降低蒸腾、提高光合水分利用率,对植物生长发育和产量的形成起到积极作用,同时可以改善产品品质、减轻病害发生。由于研究的植物不同,所以有关CO2施肥对植物生理生化影响的结论并不相同,有些问题有待进一步探讨解决。     

CO2浓度和氮素水平对春小麦水分利用效率的影响

试验设350和700 μmol mol-12种CO2浓度水平和0、 50、 100、 150、 200 mg N kg-1土5种N肥施用水平. 结果表明, CO2浓度增加对春小麦(Triticum aestivum L. Cv. Dingxi No.8654)地上部干物重、蒸散量(ET)和冠层水分利用效率(WUE)影响均决定于土壤氮素水平. 高氮处理地上部干物重和冠层WUE明显增加, 而ET值减少不明显; 低氮处     

氮素对高大气CO2浓度下小麦叶片光合功能的影响

为探讨高大气CO₂浓度下植物光合作用适应现象的光合能量转化和分配的氮素响应及其对C₃植物光合功能的影响,本试验对盆栽小麦进行2个大气CO₂浓度和2个氮水平的组合处理,通过测定小麦光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和叶绿素含量等指标,研究施氮对高大气CO₂浓度下小麦叶片光合功能的影响。结果表明,大气CO₂浓度升高后,低氮处理小麦叶片光合速率发生明显的适应性下调,光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)下降;但高氮叶片则无明显的光合作用适应现象发生。高大气CO₂浓度下低氮叶片光化学速率、PSII线性电子传递速率(J_F)、光合电子流的光化学传递速率(J_C)、Rubisco羧化速率(V_C)和TPU下降,并随生育时期推进其下降趋势更为明显,但高氮叶片的上述参数无显著变化;小麦叶片J_C/J_F、V_C/J_C和V₀ /V_C随氮素水平和大气CO₂浓度的变化无显著变化,表明施氮能提高光合机构对光合能量的传递速率,但对光合能量的分配方向无明显影响。施氮提高小麦叶片氮素和叶绿素含量,并且使高大气CO₂浓度下光合氮素利用效率(NUE)明显增加。大气CO₂浓度升高后,施氮增强光合机构的光合能量运转速率,同化力提高,无明显的光合作用适应现象;由于氮素水平与大气CO₂浓度对小麦叶片的光合能量利用存在明显的交互作用,而且高大气CO₂浓度下施氮使得小麦叶片NUE增加、正常大气CO₂浓度下降低,证明高大气CO₂浓度下施氮对光合作用具有直接的影响。     

NaCl和Na2CO3 对玉米生长和生理胁迫效应的比较研究

分别用不同浓度的NaCl和Na2CO3溶液处理玉米,然后测定干重、渗透调节能力的变化,离子、丙二醛(MDA)、氨基酸（AA）、有机酸（OA）、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)的含量,液泡膜H+-ATPase（V-H+-ATPase）,液泡膜H+-PPase(V-H+-PPase)、超氧化物岐化酶（SOD）的活性。结果表明,玉米在Na2CO3作用下,其生长和生理变化和NaCl胁     

氮沉降和CO2浓度增加对土壤磷素含量的影响

为了研究不同N沉降水平下,大气CO2浓度升高对三江平原小叶章群落土壤全磷、速效磷含量的影响。利用开顶气室(open-top chamber,OTC),设置当前大气CO2浓度(370 μmol/mol)、中等CO2浓度(550 μmol/mol)和高CO2浓度(700 μmol/mol)3个CO2浓度水平和不施氮[N1,0 g N/(m2?年)]、常氮[N2,4 g N/(m2?年)]、高氮[N3,8 g N/(m2?年)]3个施氮水平。结果表明：CO2浓度升高结合氮沉降连续运行2个生长季后,相同处理下,土壤全磷、速效磷的含量没有显著变化。各处理仅对0~10 cm土层土壤磷素含量影响明显,对下面2层土壤磷素含量无显著影响。在相同氮沉降水平下,0~10 cm土层土壤全磷、速效磷的含量随着大气CO2浓度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。氮的加入对土壤的全磷的含量没有显著影响、却减小了0~10 cm土层土壤速效磷的含量。土壤全磷的含量与土层深度密切相关,随着土层深度的增加而降低。     

CO2浓度升高条件下不同氮素水平对小叶章光合特性和生长的影响

为阐明大气CO₂浓度升高和不同氮素水平对湿地植物光合生理特性和生长的影响,本研究以三江平原湿地优势植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)为研究对象,通过野外原位控制试验,利用开顶式气室(OTC)模拟环境大气CO₂浓度变化,设置E₀(380 ±20 µmol/mol)、E₁(550 ±20 μmol/mol)和E₂(700 ± 20 μmol/mol)3个CO₂浓度;在每个OTC内设置 N₀(0 g N/m²)、N₁(4 g N/m²)和N₂(8 g N/m²)3个氮素水平。结果表明,N₀条件下,与E₀处理相比,E₁和E₂处理（72 天）后小叶章叶片净光合速率分别降低11%和12%(P<0.05),其叶片可溶性蛋白含量、氮素含量（CO₂熏蒸72 天）、小叶章株高（CO₂熏蒸86 天）均显著低于E₀处理(P<0.05);N₁条件下,与E₀处理相比,E₁和E₂处理（72 天）后小叶章叶片净光合速率降低5%(P>0.05)和10%(P<0.05),其叶片氮素含量(P<0.05)、小叶章株高均低于E₀处理;N₂条件下,E₁和E₂处理（72 天）小叶章净光合速率均呈稍增加的趋势(P>0.05),其叶片可溶性蛋白含量显著增加(P<0.05),氮素含量和小叶章株高无显著变化(P>0.05)。N₀、N₁和N₂条件下,CO₂浓度升高均显著增加了小叶章叶片可溶性糖含量。本研究表明长期CO₂浓度升高可能通过降低小叶章叶片光合酶活性,进而降低了其净光合速率,而施加高浓度的氮肥可以缓解长期高CO₂浓度对湿地植物光合及生长的负面影响。