高温和加富CO2温室中黄瓜Rubisco活化酶与光合作用的关系

 以温室嫁接黄瓜为试材,研究高温和加富CO₂条件下叶片净光合速率、Rubisco活性、Rubisco活化酶活性、蒸腾速率、胞间CO₂浓度的日变化规律及其相互关系。旨为高温季节温室黄瓜高产优质栽培提供理论依据和实践支持。研究结果表明：①高温 + CO₂条件下,净光合速率、Rubisco活性和Rubisco活化酶活性存在明显的光合日变化,均呈双峰曲线,存在“午休”现象,但与对照相比全天的数值明显增加,其中净光合速率在10：00、11：00、12：00、13：00、14：00和15：00时分别比对照高22%、47%、37%、27%、39%和28%;Rubisco活性在9：00、10：00、11：00、12：00、13：00、14：00和15：00时分别比对照高51%、69%、70%、42%、77%、61%和59%;RCA活性在8：00、9：00、10：00、11：00、12：00、13：00、14：00、15：00和16：00时比对照分别升高了40%、39%、23%、41%、43%、31%、60%、60%和54%;② Rubisco活化酶对光合速率的直接影响较小,其本质是调节Rubisco活性,从而影响光合作用;③高温 + CO₂可以有效提高Rubisco活化酶活力以及胞间CO₂浓度,从而提高光合速率。     

CO_2加富和短期昼间亚高温对温室嫁接黄瓜植株生长和光合作用的影响

以温室嫁接黄瓜为试材,设亚高温、CO_2加富+亚高温、CO_2加富+常温3个处理,以常温管理为对照(CK),研究了CO_2加富和短期昼间亚高温对植株长势、产量和光合作用的影响,以期为温室黄瓜生产中合理施用CO_2、调控温度提供理论依据。结果表明:各处理对嫁接黄瓜的株高、茎粗、单瓜生长速度和产量均有显著影响,处理25d后CO_2加富+亚高温处理在株高、茎粗、瓜长和瓜粗生长速度及产量上,分别显著高于对照37%、19%、15%、21%和38%,CO_2加富+常温处理除瓜长、瓜粗生长速度与亚高温+CO_2处理差异不显著外,其余均显著低于亚高温+CO_2处理,各指标均显著高于亚高温处理和对照。CO_2加富+亚高温处理、CO_2加富+常温处理和CK对黄瓜叶片净光合速率日变化影响均呈双峰曲线,高峰值分别在10:00和14:00时,其中在10:00时,各处理的净光合速率为CO_2加富+亚高温CO_2加富+常温CK亚高温,亚高温处理的黄瓜叶片净光合速率日变化影响均呈单峰曲线;各处理对黄瓜叶片蒸腾速率日变化影响呈现先升高后降低的趋势,在12:00左右达到最高值,蒸腾速率分别为CO_2加富+亚高温常温+CO_2加富亚高温CK;黄瓜叶片的胞间CO_2浓度随着时间的变化呈先降低后升高、再降低后升高的"W"趋势。     

CO_2加富和短期昼间亚高温对温室嫁接黄瓜生长及叶片保护酶系统的影响

为探讨CO_2加富和短期昼间亚高温对温室嫁接黄瓜生长及叶片保护酶系统的影响,以嫁接黄瓜为试材,设置亚高温、CO_2加富+亚高温、CO_2加富+常温和常温(对照)4个处理,测定了处理后黄瓜株高日变化、最大叶面积日变化、瓜长日变化、小区产量和叶片SOD、POD、CAT活性及MDA含量。结果表明,CO_2加富+亚高温处理除瓜长日变化与CO_2加富+常温处理不显著外,各项生长指标均显著高于其他处理;CO_2加富+亚高温处理黄瓜叶片的SOD、POD、CAT活性均呈现上升趋势,到处理15 d时各酶活性均强于其余处理,MDA含量呈下降趋势,到处理15 d时低于其余处理;亚高温处理黄瓜叶片的SOD、POD、CAT活性均呈先增加后减少的变化趋势,MDA含量呈增加趋势;CO_2加富+常温黄瓜叶片的SOD、POD、CAT活性均高于对照、低于亚高温处理。高温季节CO_2加富时给以亚高温管理,可有效减轻黄瓜叶片细胞膜损伤,显著促进黄瓜植株长势、增加产量。     

长期增施CO2条件下黄瓜叶片淀粉积累对光合作用的影响

以日光温室栽培的‘津优35号’黄瓜作为试验材料,探究了在长期增施CO2的条件下黄瓜叶片淀粉含量与光合作用的变化关系。研究结果表明：①单纯的高温处理（40 ~ 45 ℃）会抑制黄瓜叶片的光合作用,净光合速率低于对照常温处理以及高温 + CO2和常温 + CO2两个处理,而且在处理22 d时就已经达到最大值,光合产物——淀粉的合成也最少,其分解成的可溶性糖也最少。②增施CO2可以提高黄瓜叶片的光合速率,而且高温 + CO2处理 > 常温 + CO2处理;高温 + CO2处理在处理36 d时净光合速率达到最大值后下降;常温 + CO2处理在处理29 d时达到最大值后下降。③黄瓜叶片内淀粉含量的变化为先降低再升高的趋势,可溶性糖含量则呈现出与淀粉含量相反的变化趋势。高温 + CO2处理淀粉含量在处理第36 d以后开始高于对照,随着时间处理的延长,淀粉含量逐渐增加,转化成的可溶性糖含量开始下降;常温 + CO2处理22 d以后淀粉就开始积累,而在处理36 d时其净光合速率就已经低于对照,淀粉的积累对光合作用造成了反馈抑制。     

CO_2加富对不同砧木嫁接黄瓜农艺性状及净光合速率的影响

为明确北方高寒地区普通日光温室内增施CO_2对温室嫁接黄瓜生长及光合特性的影响,以白籽南瓜和黑籽南瓜嫁接的黄瓜为材料,设CO_2(600±50)μL/L(B1)、(800±50)μL/L(B2)、(1 000±50)μL/L(B3)、(350±50)μL/L(CK)4个浓度。试验结果表明,同一生育期内,随着CO_2浓度增加,白籽南瓜和黑籽南瓜嫁接的黄瓜株高、茎粗、叶面积、叶片叶绿素SPAD值和净光合速率均呈先增加后降低趋势,总体表现为B2处理B3处理B1处理CK,即(800±50)μL/L为最适宜CO_2施用量;CO_2加富可以促进白籽南瓜和黑籽南瓜嫁接黄瓜苗生长,但2种嫁接黄瓜对CO_2敏感性不同,黑籽南瓜嫁接的黄瓜形态指标、叶片叶绿素SPAD值和净光合速率明显优于白籽南瓜嫁接的。     

CO_2加富对西瓜幼苗生理生化特性的影响

以西瓜幼苗为试验材料,研究了苗期CO2加富对西瓜幼苗几种可溶性物质、保护酶等生理生化指标的影响。结果表明:CO2加富提高了西瓜幼苗可溶性物质含量,与对照相比,维生素C含量增加2.04%～16.16%,可溶性糖含量增加6.60%～41.08%,有机酸含量增加18.18%～97.40%,可溶性蛋白含量增加12.01%～22.05%;瓜幼苗茎叶中SOD、POD、CAT、AsA-POD含量明显增加,AsA-POD变化最明显,增幅达18.92%～73.78%,CAT增幅达7.23%～20.43%,SOD变化明显,增幅达25.06%～88.95%,POD增幅达27.45%～91.97%。     

苗期CO_2加富对设施甜瓜生长发育特性的影响

以甜瓜(Cucumis melo L.)幼苗为试材,研究了不同浓度CO2对其生长发育、产量与品质的影响。结果表明:CO2加富(700μL/L(处理Ⅰ)、900μL/L(处理Ⅱ)、1 100μL/L(处理Ⅲ)、1 300μL/L(处理Ⅳ))增加了幼苗干重,利于培育壮苗。与对照干物重(0.87g)相比,甜瓜幼苗CO2加富30d后,处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ全株干物重分别达到1.12、1.29、1.59、1.65g;壮苗指数分别为0.211、0.235、0.281、0.293。CO2加富提高了甜瓜产量和果实含糖量,增加了糖酸比,产量增幅达36.37%~83.12%。     

CO2施肥条件下高温对黄瓜生长及理化特性的影响

以津春5号黄瓜为材料,设高温、高湿和高温、常规湿度2个处理,与常规黄瓜生产管理为对照,在CO2施肥条件下,每天中午时段平均40～50℃下处理4 h以上.结果表明:高温处理区黄瓜株高、茎粗、叶片数和叶面积等指标与对照差异显著,且高温、高湿处理区除茎粗外其它三项指标与高温、常规湿度处理区差异显著,高温、高湿对黄瓜的商品质量有一定的提高,高温、常规湿度使弯曲瓜增多;黄瓜叶片中可溶性蛋白含量呈降低趋势,游离脯氨酸、超氧化物歧化酶及丙二醛含量均呈升高趋势,且高温、高湿区变化幅度小于高温、常规湿度区.     

不同光强和CO2浓度对温室嫁接黄瓜光合作用及叶绿素荧光参数的影响

以温室嫁接黄瓜为试材,研究不同光照强度和CO2浓度互作条件下叶片净光合速率和叶绿素荧光参数日变化规律及其相互关系,旨在为温室嫁接黄瓜高产优质栽培提供参考依据。结果表明:相对100%光照下叶片净光合速率(Pn)、光化学猝灭(qP)的日变化均呈双峰曲线,相对15%光照和32%光照处理的日变化均为单峰曲线,说明适当遮阴可以有效缓解温室黄瓜光合"午休"现象;相对100%光照+高浓度CO2处理组合的净光合速率(Pn)值最大,可以有效提高黄瓜叶片的光合效率,为光强和CO2浓度的较优组合;相对32%光照下施加中浓度CO2的处理组合叶绿素荧光参数Fv/Fm、qP、NPQ日变化值均最大,净光合速率(Pn)值也较大,为光强和CO2浓度的较优组合,说明冬季弱光条件下,适当增施CO2可以提高黄瓜叶片的光合效率,减少光照不足的影响。     

CO2加富对西瓜幼苗生理生化特性的影响

以西瓜幼苗为试验材料,研究了苗期CO2加富对西瓜幼苗几种可溶性物质、保护酶等生理生化指标的影响。结果表明：CO2加富提高了西瓜幼苗可溶性物质含量,与对照相比,维生素C含量增加2．04％-16．16％,可溶性糖含量增加6．60％-41．08％,有机酸含量增加18．18％～97．40％,可溶性蛋白含量增加12．01％-22．05％;瓜幼苗茎叶中SOD、POD、CAT、AsA—POD含量明显增加,AsA—POD变化最明显,增幅达18．92％～73．78％,CAT增幅达7．23％～20．43％,SOD变化明显,增幅达25．06％～88．95％,POD增幅达27．45％～91．97％。     

长期高温胁迫对温室型黄瓜产量及品质的影响

为了研究高温胁迫对欧洲型黄瓜产量及品质的影响,以20个欧洲生态型黄瓜的高代自交系为试材,在夏季高温期（37．5／24．5℃）大棚栽培,以秋季大棚栽培（30／22℃）为对照,调查植株的化瓜数、畸形瓜数、单果质量等指标。试验结果表明,长期高温胁迫使黄瓜的产量下降．但各材料产量下降幅度不同。长期高温胁迫使得黄瓜的品质和商品性明显下降,具体表现为化瓜数增加,畸形瓜率增加,果皮变硬,VC含量降低,且各自交系之间差异性明显。     

Light-Modulated Temperature Control and the Response of Greenhouse Tomatoes to Different CO2 Regimes

A light-modulated greenhouse controller that varied the air temperature with incoming solar radiation was used in an experiment to compare the response of Craigella, Eurocross B and J172 tomatoes from first anthesis to the end of fruit harvesting to light-modulated and steady day-time air temperature regimes at CO₂ concentrations of 600 and 1200 volumes per million.

The yield of marketable fruit obtained from the light-modulated temperature regime was on average 26% higher after 6 weeks of picking and 9% higher after 22 weeks of picking than that from the steady temperature treatment. An increase in CO₂ concentration from 600 to 1200 vpm resulted in overall increases of 15% and 8% in the early and final yields of ripe marketable fruit respectively. Tomatoes grown under a light-modulated temperature regime reached the half-harvest date on average 5 days ahead of those grown in a steady temperature regime. The difference in earliness of cropping resulting from CO₂ enrichment to 1200 instead of 600 vpm was 3 days. J172 was the most successful cultivar judged by marketable yield and estimated gross monetary returns.     

赤霉素处理对大白菜开花的诱导效应

研究了4个节瓜品种(系)的光合作用对光和CO2的响应。结果表明:14-2、特选4号和黄毛光饱和点较高,光补偿点较低,光饱和时最大净光合速率较大和表观量子效率较高,而粤科2号利用光能的效率较低;4个品种(系)的CO2补偿点比较接近,CO2饱和点粤科2号最高,14-2最低;14-2具有最高的CO2饱和时最大净光合速率和羧化效率,表明其对CO2利用效率较高。     

霜霉病对大棚设施黄瓜光合特性的影响

以感染霜霉病的"津优35"黄瓜为试材,采用LI-6400光合作用系统和分光光度法分别对其光合速率和叶绿素含量进行了测定,以期探明黄瓜霜霉病对大棚设施黄瓜光合特性的影响。结果表明:随着黄瓜霜霉病病害程度的逐渐加深,黄瓜叶片光合因子等都出现下降趋势,而胞间CO2浓度、叶温呈现上升趋势;当黄瓜霜霉病加重后,光补偿点依次升高,后期达41.533 7μmol·m-2·s-1;表观量子效率逐渐降低,光饱和点在中期最高,为1 630μmol·m-2·s-1,前期和后期较低;叶绿素的含量随着黄瓜霜霉病程度的加重而逐渐降低。     

高温高湿对设施葡萄叶片气孔和光合特性的影响

以设施葡萄"红提"为试材,利用人工控制环境试验,设置昼温30℃,空气相对湿度(70±5)%(T1),35℃、(80±5)%(T2),40℃、(90±5)%(T3)为处理。以昼温25℃,空气相对湿度(60±5)%为对照(CK),所有处理夜温为18℃。测定了不同处理的葡萄叶片气孔和光合参数,分析了高温高湿复合灾害对设施葡萄叶片气孔和光合特性的影响。结果表明:气孔特征在高温高湿的处理下发生变化,T1、T2的气孔尺寸、开度等指标随着高温高湿的加剧略有下降,气孔密度则相反;T3变化最为明显,叶片气孔尺寸,气孔开度和气孔开张比等指标在8d时比CK分别减小了约20%、60%和50%,气孔密度增加了40%。叶片净光合速率的大小顺序为CKT1T2T3。其中,叶片气孔导度和蒸腾速率的变化随着高温高湿的加剧呈现正相关关系。处理T3的气孔导度和蒸腾速率最小,分别为0.026mol·m~(-2)·s~(-1)、0.72g·m~(-2)·h~(-1)。因此,过高的温度和湿度会导致气孔导度、净光合速率和蒸腾速率的大幅下降,该研究结果可为设施葡萄温湿度调控提供参考依据。     

内保温日光温室光温性能及增施二氧化碳对黄瓜生长发育的影响

为明确内蒙古中部地区不同结构日光温室和增施CO_2对温室光温性能以及黄瓜生长发育的影响,以普通日光温室(A)及内保温日光温室(B)为试验温室,并设置4个试验处理:AE(普通日光温室A增施CO_2处理)、AN(普通日光温室A不增施CO_2处理)、BE(内保温日光温室B增施CO_2处理)、BN(内保温日光温室B不增施CO_2处理),分析研究了在不同结构温室中增施CO_2对黄瓜生长、光合性能、品质、产量的影响。结果表明:内保温日光温室的光照强度及温度均高于普通日光温室,内保温日光温室全天平均光照强度比普通日光温室高21.05%。在相同温室结构条件下,增施CO_2处理(AE、BE)黄瓜的株高、茎粗,可溶性糖、维生素C含量,净光合速率及产量均显著高于不增施CO_2处理(AN、BN)。在相同CO_2浓度下,内保温日光温室(BE、BN)中黄瓜平均株高、平均茎粗,可溶性糖含量、净光合速率及产量均显著高于普通日光温室(AE、AN)。可见,内保温温室结构的优化在改善光温条件方面效果显著,同时结合增施CO_2作为该温室的配套应用技术,对于提升温室性能及提高温室蔬菜生产效率有重要指导意义。