大气CO2浓度升高对大豆根瘤量及其固氮活性的影响

通过开顶式气室控制CO2浓度，对盆栽大豆进行试验测定，研究了大气CO2浓度升高对大豆根系，重点是根瘤量和根瘤活性的影响。结果表明，大气CO2浓度升高，促进了大豆根系生长，大豆根体积、主根长、根鲜重均呈增长趋势，根冠比增加。CO2浓度为450、550、650和750μmol／mol时，与大气CO2背景浓度相比，在初花期，大豆根瘤数分别增加6．1％、15．9％、19．2％和26．5％，其中主根根瘤数增加较为显著，至鼓粒期，根瘤数增加幅度为7．8％～48．0％，增幅较初花期大，其中侧根根瘤量增加更多。同时，高CO2水平下，根瘤鲜重的变化与根瘤数基本一致。4种高CO2浓度下，初花期根瘤比固氮活性提高10．1％～24．0％，大于鼓粒期的6．0％～13．4％的增加幅度；单株根瘤固氮活性初花期增加10．6％～55．7％，鼓粒期则提高了20．0％～73．9％。     

稻米外观与加工品质对大气CO2浓度升高的响应

【目的】大气CO2浓度升高会降低水稻的外观与加工品质。为探明其下降机制并予以缓解,【方法】采用开放式大气CO2浓度升高(FACE)平台、两种栽培品种及其三种不同的基因调控遗传材料(中花11及其蒸腾调节材料ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30;中花11及其促冠根生长材料ERF3-7和ERF3-12;日本晴及其促硝酸盐吸收材料NIL),研究稻米外观与加工品质对CO2浓度升高的响应。【结果】稻米外观品质与加工品质对CO2浓度升高的响应因品种不同而异。CO2浓度升高下,中花11的垩白粒率和垩白度增加9.2%和4.4%,整精米率降低5.3%;而日本晴的垩白粒率和垩白度降低11.1%和7.9%,整精米率提升9.8%。蒸腾调节材料显著改善了CO2浓度升高对中花11外观与外观品质的负面效应,与当前CO2浓度相比,CO2浓度升高,ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30的垩白粒率相对变化量为?2.7%、?16.3%、?14.8%,+7.4%,垩白度为?8.7%、?22.3%、?15.1%、?3.0%,整精米率为+2.1%、+6.4%、+3.6%、?7.0%。促冠根生长材料加大了CO2浓度升高对中花11号外观与加工品质的负面效应,ERF3-7、ERF3-12的垩白粒率在CO2浓度升高下分别增加17.7%和11.5%,垩白度增加34.4%和19.1%,整精米率分别降低10.1%和0.8%。促硝酸盐吸收材料(NIL)的垩白粒率和垩白度在CO2浓度升高下无明显变化,整精米率下降4.2%。NIL的外观品质较日本晴明显改善,CO2浓度升高下垩白粒率和垩白度分别下降16.5%和17.9%,当前CO2浓度条件下分别下降26.3%和28.9%。【结论】未来CO2浓度升高条件下,通过基因改良促进水稻蒸腾作用和硝酸盐吸收是提升稻米外观与加工品质的有效途径之一。     

稻米外观与加工品质对大气CO2浓度升高的响应

【目的】大气CO2浓度升高会降低水稻的外观与加工品质。为探明其下降机制并予以缓解，【方法】采用开放式大气CO2浓度升高(FACE)平台、两种栽培品种及其三种不同的基因调控遗传材料 (中花11及其蒸腾调节材料ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30; 中花11及其促冠根生长材料ERF3-7和ERF3-12; 日本晴及其促硝酸盐吸收材料NIL)，研究稻米外观与加工品质对CO2浓度升高的响应。【结果】稻米外观品质与加工品质对CO2浓度升高的响应因品种不同而异。CO2浓度升高下，中花11的垩白粒率和垩白度增加9.2%和4.4%，整精米率降低5.3%；而日本晴的垩白粒率和垩白度降低11.1%和7.9%，整精米率提升9.8%。蒸腾调节材料显著改善了CO2浓度升高对中花11外观与外观品质的负面效应，与当前CO2浓度相比，CO2浓度升高，ZmK2.1-15、 ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30的垩白粒率相对变化量为−2.7%、−16.3%、−14.8%，+7.4%，垩白度为−8.7%、−22.3%、−15.1%、−3.0%，整精米率为+2.1%、+6.4%、+3.6%、−7.0%。促冠根生长材料加大了CO2浓度升高对中花11号外观与加工品质的负面效应，ERF3-7、ERF3-12的垩白粒率在CO2浓度升高下分别增加17.7%和11.5%，垩白度增加34.4%和19.1%，整精米率分别降低10.1%和0.8%。促硝酸盐吸收材料(NIL)的垩白粒率和垩白度在CO2浓度升高下无明显变化，整精米率下降4.2%。NIL的外观品质较日本晴明显改善，CO2浓度升高下垩白粒率和垩白度分别下降16.5%和17.9%，当前CO2浓度条件下分别下降26.3%和28.9%。【结论】未来CO2浓度升高条件下，通过基因改良促进水稻蒸腾作用和硝酸盐吸收是提升稻米外观与加工品质的有效途径之一。     

大气CO2浓度升高对东北主栽作物种子活力的影响

大气CO2浓度升高是全球气候变化的重要特征之一,为揭示未来气候变化对作物种子活力的影响,进行种子发芽对CO2增加的适应性响应研究.2019年在中国科学院海伦农业生态实验站进行开顶式气室(OTC)模拟CO2增加试验,选取东北三大主栽作物大豆、玉米和水稻为供试作物,设置两个CO2处理,分别为aCO2 (400 μmol· mol-1)和eCO2(700 μmol·mol-1).结果 表明:相比于对照(aCO2)处理,CO2浓度升高后,大豆种子的体积、百粒重、24 h吸胀速度、浸出液电导率、发芽率、发芽势和发芽指数分别降低了11.24％、10.53％、2.51％、27.72％、15.85％、19.75％和10.17％;虽然CO2升高未显著影响玉米种子百粒重,但其24 h吸胀速度和浸出液电导率分别降低了3.69％和8.62％,而发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别提高了81.03％、75.00％、56.14％和81.68％;水稻种子的体积降低了21.35％,而其千粒重、发芽势、发芽指数和活力指数分别提高了5.62％、5.19％、26.11％和32.21％.综合以上结果表明,大气CO2浓度升高对不同作物种子活力的影响存在差异,从发芽指标来看,大气CO2浓度为700 μmol· mol-1时,种子活力表现为玉米＞水稻＞大豆.     

CO2浓度对工厂化繁育茶苗光合和生长的影响

试验比较了在工厂化育苗条件下提高CO₂浓度对于茶苗光合作用、水分利用效率和生物量积累等的影响。结果表明,CO₂浓度加倍之后,三个品种茶苗的光合能力、水分利用效率和胞间CO₂浓度都有显著增加,特别是光合速率分别提高了71.4%、96.2%和88.2%,并在本试验条件下主要通过根生物量的增加,促进了茶苗的生长,提高了繁育速度。     

大气CO2浓度升高对茶树光合生理特性的影响

通过对不同大气CO2浓度水平下的茶树观测试验,研究了大气CO2增长对茶树新梢叶片净光合速率、蒸腾气孔导度、水分利用效率、叶绿素含量和营养元素含量等光合生理特性的影响。结果表明,在大气CO2浓度为550、750μmol·mol-1时,比正常大气CO2水平下茶树叶片日平均净光合速率提高17.9%和25.8%,并缓解和消除了光合午休现象;茶树叶片气孔导度降低7.6%和13.0%,蒸腾速度稍有下降,水分利用效率提高21.6%和35.8%;同时使茶树新梢叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量分别提高12.8%～18.4%、14.0%～22.0%、13.1%～19.4%和17.2%～20.1%,但叶绿素a与叶绿素b的比值有所降低。大气CO2浓度的升高使新梢营养元素N、K、Ca含量有不同程度降低,而Mg、Fe、Zn、Mn、Cu含量有所增加。     

CO2浓度升高对水稻抽穗期根系有关性状及根碳氮比的影响

在FACE (free air carbon dioxide enrichment) 实验平台上,采用水培的方法观测了抽穗期水稻根系的生长情况。结果表明,FACE条件下根生物量、根体积和根冠比极显著增加且不定根明显增多、变粗。高CO2浓度显著降低了根中N含量,而C含量变化不明显,导致碳氮比极显著增加。基于单位根质量的根系活力在CO2浓度增加条件下极显著降低,养分吸收效率的降低可能是根中N含量下降的重要原因。     

大气CO2浓度增加对水稻粒形和粒重数量性状基因座的影响

利用“Asomonori与IR24”的置换系群体,对水稻的粒长、粒宽、粒型（粒长,粒宽）、粒厚和千粒重等5个性状在CO2浓度分别为370μmol／mol（简写为Ambient）和570μmol／mol[FACE（Free Air CO2 Enrichment）]的条件下进行了QTL分析。在FACE下,共检测到分布在6条染色体上的18个QTL,其贡献率差异较大,在9．2％～42．2％之间,其中有17个QTL的贡献率超过15％,分别是控制千粒重的1个QTL、粒长的10个QTL、粒宽的1个QTL、粒型3个QTL和粒厚的2个QTL;在Ambient下共检测到分布在5条染色体上的9个QTL,其贡献率在9．4％-30．0％之间,其中控制粒长的1个QTL、粒宽的2个QTL和粒型3个QTL的贡献率超过15％。两CO2浓度下能重复检出的QTL共3个,其它只能在1个环境中检测到。与Ambient下的QTL结果相比,FACE对粒形及粒重的影响较大,可以增加微效基因的数量,同时还可增加主效基因的贡献率。     

铝氟交互处理对茶叶品质的影响

以安吉白茶和智仁早茶为实验材料,营养液栽培条件下,研究不同铝氟浓度交互处理对茶叶品质的影响,30d后测定茶多酚、咖啡碱等主要品质成分的含量。结果表明,单铝处理时,随着铝(30mg/L)加入,茶多酚、咖啡碱、氨基酸、维生素C和叶绿素含量均上升,当铝浓度增加到90mg/L,含量却下降;单氟处理时,茶叶品质的主要成分均表现为低浓度(4mg/L)的促进生成和高浓度(12mg/L)的抑制产生;铝氟交互作用下,在铝氟比例分别为30/4、30/12和90/4、90/12两个过程中,安吉白茶鲜叶中各品质成分含量均呈现上升趋势,表现为协同作用,而智仁早茶呈现下降趋势,拮抗对方的促进效应。结果说明,茶叶在低浓度的铝、氟时表现出较好的品质,而铝和氟的不同交互比例产生不同程度的交互效应,减弱本身毒性,且安吉白茶和智仁早茶之间的不一致现象,体现品种之间存在差异。     

CO2浓度增加对燕麦光合特性的影响

燕麦具有广泛的生态适应性及耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、抗寒等特点,在我国生态薄弱地区广泛栽培。为揭示CO2浓度增加对燕麦光合特性的影响,采用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合系统分析仪测定了从加拿大引入的4个燕麦品种,讨论CO2变化对燕麦净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等的影响,探讨燕麦光合作用对CO2浓度变化的适应性情况。在燕麦灌浆初期试验结果显示:随着CO2浓度的增加,4个燕麦品种的净光合速率和胞间CO2浓度及水分利用效率均随之增加、气孔导度降低,但品种间存在着明显的差异,其中JYP1品种的4项指标较其他品种表现出优势,在CO2浓度800μl/L时净光合速率就达到了33.3μmolCO2..m-2.s-1,比其他品种高很多,气孔导度和水分利用效率较其他品种高,胞间CO2浓度较其他品种低,说明JYP1品种对CO2变化有较强的适应能力。     

CO2倍增对霍山石斛光合特性和生长的影响

为评估CO2倍增对霍山石斛光合特性和生长的影响,本研究以霍山石斛幼苗为试材,比较了CO2浓度400μmol/mol(大气浓度,对照组)和800μmol/mol(处理组)栽培180 d对霍山石斛光合特性、生长和有效成分的影响.结果表明,CO2倍增处理显著提高了霍山石斛的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr...     

CO_2浓度倍增对大豆生长及光合作用的影响

以‘齐黄27’大豆为材料,研究人工气候室模拟大气CO2浓度倍增(700μmol.mol-1)的环境条件下大豆植株在生长、色素含量及光合作用相关指标的变化。结果表明:CO2倍增显著增加株高、干鲜重和根瘤数,显著降低根冠比;CO2浓度倍增处理增加了叶绿素、花青素和类胡萝卜素含量,使光合速率、Rubsico的活性、气孔导度和PSⅡ的功能都有所增加。CO2浓度倍增处理对大豆植株的生长具有促进作用,主要是由于高浓度CO2增加了根瘤的数量,增加了叶片叶绿素和类胡萝卜素含量,提高了Rubsico活性,增强了PSⅡ功能并且提高了气孔导度,最终使光合速率增加所致。     

自由空气中CO_2浓度和温度增高对水稻种子活力的影响

大气二氧化碳(CO_2)浓度和气温增高是全球气候变化的重要特征,本研究旨在揭示未来气候变化条件下生长的水稻,其种子活力是否受这两个重要环境因子的影响。利用稻田FACE(Free Air CO_2Enrichment)系统,以常规水稻武运粳23为供试材料,设置对照(Ambient,环境空气)、CO_2浓度增高(比Ambient高200μmol/mol)、温度增高(比Ambient高2℃)和CO_2浓度与温度同时增高四个处理,成熟期收获种子进行实验室标准发芽实验。结果表明,与对照相比,单独CO_2浓度增加使成熟种子浸种24h浸出液电导率平均增加16.5%,但使种子露白率、发芽率、发芽势和发芽指数分别下降7.8%、10.0%、17.4%和8.9%。相似地,单独温度增高或CO_2浓度和温度同时增高处理对上述参数影响的方向一致,但影响的幅度变小,多未达显著水平。与环境生长温度相比,高温环境下全生育期CO_2浓度升高使成熟种子浸种24h浸出液电导率、露白率、发芽率、发芽势和发芽指数的影响变小,表现在CO_2浓度与温度处理间存在一定程度的交互作用。种子发芽后芽和根系性状对高CO_2浓度或高温均无显著响应。以上结果说明,大气CO_2浓度增高200μmol/mol环境条件下,常规粳稻武运粳23成熟种子露白率、发芽率、发芽势和发芽指数等指标均明显下降,但在同时适度增温的生长环境下这种负面影响有减弱的趋势。     

大气二氧化碳浓度升高条件下大豆光合色素含量的变化

通过不同CO2浓度处理的大豆试验测定，分析了大豆叶片光合色素含量在高CO2浓度条件下的变化。结果表明，随着C02浓度的升高，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量以及类胡萝卜素含量均有增加的趋势。在初花期，CO2浓度为450，550，650和750μmol／mol时，与CO2本底浓度相比，叶绿素总量增加4．4％～14．2％，类胡萝卜素含量提高6．8％～24．6％，鼓粒期也有类似结果。但由于高CO2浓度条件下，叶绿素b含量增幅大于叶绿素a，因此，叶绿素a与叶绿素b的比值降低。