水培条件下CO2与NH+4/NO-3配比对番茄幼苗生育的影响

升高CO₂浓度能够促进作物的光合作用，提高作物的生物量和产量，但关于CO₂与NH⁺₄/NO^-₃比及其交互作用对作物影响的研究较少，为探索番茄幼苗生长发育对CO₂浓度升高的响应是否对NH⁺₄/NO^-₃配比有较强的依赖关系，本试验在营养液栽培条件下，以番茄(Lycopersicun esculentum Mill)为试材，研究正常大气CO₂浓度(360 μL/L)和倍增CO₂浓度(720 μL/L)与不同NH⁺₄/NO^-₃配比的交互作用对番茄幼苗生长的影响。结果表明：CO₂浓度升高提高了低NH⁺₄/NO^-₃比例处理中番茄叶片的光合速率和水分利用率，提高幅度随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而增强，光合速率增强最大达55%。在同一CO₂浓度处理下净光合速率与水分利用率均随NH⁺₄/NO^-₃比例的增加而显著降低。这说明CO₂浓度升高对番茄幼苗生长发育的促进作用随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而提高，但并没有减弱全NH⁺₄-N处理中番茄幼苗的受毒害作用。综上所述，CO₂浓度升高能提高植物生产的节水能力和水分生产力；水培条件下，NO^-₃-N是最适合番茄幼苗生长发育的氮源，其它NH⁺₄/NO^-₃比例对番茄幼苗的生长发育有一定的抑制作用，仅以NH⁺₄-N作氮源则番茄幼苗很难生长。     

不同供磷状况下CO2浓度升高对番茄根系生长及养分吸收的影响

采用培养试验研究了磷缺乏与正常供磷条件下,CO2浓度由350μL/L升高至800μL/L苗期番茄的生物量、根系特征和不同器官N、P、K养分含量的变化。结果表明,无论缺磷与否,CO2浓度升高均能显著增加番茄地上部及根系的干物质积累量,提高根冠比。在磷缺乏条件下,CO2浓度升高对番茄根系生长的促进主要表现为增加根系的体积和表面积;而在磷正常供应条件下主要表现为同时增加根体积和分根数,有利于形成强壮的根系。在两种供磷水平下,CO2浓度升高对番茄各器官的N、P、K含量产生不同的稀释效应,但N、P、K总积累量却随CO2浓度升高而显著增加;而且CO2浓度与供P水平对番茄植株的N、P、K积累量具有极显著的正交互效应。     

不同浓度CO2与化肥配施对番茄生长和养分吸收的影响

为阐明CO_2气肥在番茄种植中的最佳施用浓度,本试验通过在不同CO_2浓度(300、600、800、1 000、1 200、1 400μL/L)处理下配施不同浓度化肥[不施肥(CK),常规施肥,常规施肥基础上减施20%,常规施肥基础上增施20%]来探究CO_2气肥对番茄生长和养分吸收的影响。结果表明,CO_2浓度在800μL/L时,4种化肥处理下的番茄产量提高9. 11%～67. 76%,Vc含量增加12. 52%～38. 60%,可溶性糖含量增加45. 77%～85. 92%,硝酸盐含量下降7. 78%～38. 18%,并且CO_2浓度在800μL/L时,CK与减施化肥处理的番茄产量高于常规施肥处理与增施化肥处理,具有明显的减肥增效效应。因此,施用800μL/L的CO_2气肥能显著增加番茄产量,促进N、P、K养分的积累,同时对改善番茄品质,以及提高矿质元素的吸收利用有良好的促进作用。     

不同CO2浓度对豇豆光合特性和若干生理生化指标的影响

在南方温室栽培环境下,研究不同CO2浓度对矮生豇豆幼苗叶片光合特性和生理生化指标的影响。结果表明,不同CO2浓度下,豇豆叶片光合色素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量随CO2浓度的升高均有不同程度的提高。高CO2浓度还明显提高叶片的光合速率,但蒸腾速率则较对照CK有所下降。在不同CO2浓度下,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性变化较大,且均以CO2浓度为1200 mL/m3时活性最高。高浓度CO2使得豇豆叶片中的丙二醛含量明显降低。     

CO2浓度升高对不同水稻品种幼苗养分吸收和根系形态的影响

本文利用水培试验研究了CO2浓度升高对水稻幼苗生物量、养分含量和根形态的影响,探讨了CO2浓度升高下粤杂889(YZ)和荣优398 (RY)幼苗养分吸收和根系形态的差异性.结果表明,与CO2浓度正常水平(对照)相比,CO2浓度升高显著增加了2个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量,YZ分别增加58.33％、27.96％、33.16％;RY分别增加45.87％、34.17％、36.07％.同时,CO2浓度升高增加了2个水稻品种的根冠比.CO2浓度升高显著降低了2个水稻品种茎叶中的N、P、K、Ca、Mg和Fe含量,这是“稀释效应”的结果;但YZ幼苗中S含量显著增加,2个品种幼苗Mn含量均显著增加.CO2浓度升高显著增加了2个水稻品种的幼苗根系根毛数、总根长、表面积,降低幼苗粗根比例,增加了细根比例.CO2浓度升高增加了细根在总根长中的比例,有利于水稻对养分的吸收,导致部分营养元素含量增加;但CO2浓度升高条件下水稻生物量的增加使大部分营养元素含量降低.同时,CO2浓度升高对水稻幼苗生物量、养分吸收和根形态的影响存在显著的品种差异.     

温度和CO2浓度升高对水稻幼苗的综合影响

通过人工气候箱模拟中国南方稻区湖北荆州地区大气CO2浓度和温度同时升高的3种气候情景,即在背景温度为24～29℃的人工气候箱中设置以CO2浓度为400molmol?1、升温0℃为对照（CK）,以550molmol?1、升温2℃为中强度处理（M）,以700molmol?1、升温4℃为高强度处理（H）,将催芽后的稻种于各气候箱中处理10d,观测水稻种子萌发和幼苗生理特性的变化。结果表明,（1）水稻幼苗苗高、根长、根数（根长大于1cm）、根苗干重及活力指数均随着CO2浓度和温度的同时升高而上升,其中H处理下幼苗苗高比CK长5.78cm,根长比CK高12.91%,根苗干重为CK的2.6倍,活力指数为CK的3.1倍,种子发芽率、发芽势和发芽指数表现为M处理最高;（2）随着CO2浓度和温度同时升高,稻苗丙二醛（MDA）含量和可溶性糖（SS）逐渐降低,脯氨酸（Pro）含量先增加后减小,可溶性蛋白（SP）含量和过氧化氢酶（CAT）逐渐升高。说明在目前温度和CO2浓度条件下未来升温2～4℃同时CO2浓度增至550molmol?1和700molmol?1对湖北荆州稻区水稻种子萌发和幼苗生长不会产生明显不利影响,但此生长期稻苗营养元素累积受到制约。     

大气 CO2 浓度升高对水稻氮代谢影响的研究进展

自工业革命以来,大气中浓度不断升高的CO2对C3植物生长发育的影响十分显著。CO2浓度升高条件下,植物光合作用增强,C同化产物增多,C、N代谢的平衡受到影响,植株N代谢发生变化。水稻(Oryza sativa L.)作为世界上最主要的食物来源之一,其N素营养状况的变化必然引起人类食物品质的改变,近年来已成为人们关注的焦点。本文结合气室条件的研究结果,从水稻N吸收和N积累量、N浓度、N代谢相关酶、不同形态的N(主要是蛋白氮)、C/N比、根系含N分泌物以及N与光合适应的关系等方面,重点收集和整理开放式空气中CO2浓度升高(FACE,Free Air Carbon-dioxide Enrichment)条件下水稻对N素的吸收、分配和利用等方面的研究进展,并对有待进一步深入的问题进行了探讨。     

NH4+-N部分代替NO3--N对番茄生育中后期氮代谢相关酶活性的影响

采用砂培实验研究NH4 -N部分代替NO3--N对番茄的影响,结果表明:与全硝处理(100%NO3-)相比较,增铵处理(NH4 ∶NO3-=25%∶75%)下番茄鲜果重显著提高;同时叶片内NO3--N含量随增铵而显著降低,叶片与果实内NH4 -N含量及果实的可溶性蛋白含量随增铵而升高;增铵条件抑制了叶片和果实的硝酸还原酶(NR)活性,提高了叶片和果实的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)活性及叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性,但对果实的谷氨酰胺合成酶(GS)活性影响不大。上述结果表明,NH4 -N部分代替NO3--N可增加番茄产量,提高集约化基地的生产量。     

不同灌溉模式下CO2浓度升高对玉米幼苗生理特性的影响

为了揭示不同灌溉模式下CO_-2浓度升高对玉米幼苗生理特性的影响,深入分析了充分灌溉、交替灌溉与亏水灌溉模式下CO_-2浓度升高对内源激素含量、光合与叶绿素荧光、活性氧积累及抗氧化机制的影响。结果表明：交替与亏水灌溉均能够促进脱落酸/玉米素核苷(ABA/ZR)升高,进而诱导气孔收缩。这大幅降低了蒸腾,但仅在一定程度上降低了交替灌溉模式下的光合碳同化。最终,交替灌溉诱导了幼苗叶片水分利用效率(WUEleaf)的升高,且其维持了幼苗最大光化学效率(F_v/F_m)的稳定。气孔收缩还进一步诱导了叶片O_-2^·-与H₂O_-2的大量生成;交替灌溉能够通过提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性,维持丙二醛(MDA)含量稳定,从而避免了膜脂过氧化伤害。CO_-2浓度升高降低了各灌溉模式下的ABA/ZR,加快了电子传递、升高了光合速率(Pn)与WUEleaf。此外,C...     

铜污染胁迫条件下农田土壤酶活性及微生物多样性对大气CO2浓度升高的响应

在开放式大气CO2浓度升高平台上（Free-Air CO2 Enrichment,简称FACE）,采用盆栽实验,研究了不同浓度Cu污染胁迫条件下,稻麦轮作土壤中土壤酶活性及土壤微生物多样性对大气CO2浓度升高的响应。结果表明,大气CO2浓度升高显著诱导了清洁土壤中蛋白酶、脲酶、尿酸酶活性以及微生物多样性;正常大气和大气CO2浓度升高条件下,3种酶活性都随着土壤Cu污染胁迫的增加而逐渐降低;低浓度Cu污染胁迫条件下（50 mg.kg^-1）,FACE圈中的土壤脲酶和蛋白酶活性显著高于正常大气（Ambience）圈,尿酸酶活性无显著变化;高浓度Cu污染胁迫条件下（400 mg.kg^-1）,土壤脲酶与蛋白酶活性无显著变化,尿酸酶活性则显著降低,其原因可能与不同酶系对铜污染胁迫的敏感差异性以及大气CO2浓度升高对土壤中铜的活化作用有关。与清洁土壤相比,低浓度Cu污染（50 mg.kg^-1）对微生物生长具有一定的刺激作用,Ambience圈和FACE圈土壤微生物多样性都有所增加,FACE圈中这种现象更为明显;高浓度Cu污染胁迫（400 mg.kg^-1）对土壤微生物表现出了明显的毒害作用,微生物多样性有所降低,但在FACE圈中土壤微生物多样性的降低程度要低于Ambience圈,其影响机制有待进一步研究。     

CO2与NH4+/NO3-比互作对番茄幼苗培养介质pH、根系生长及根系活力的影响

为探讨CO2浓度升高能否减缓高浓度NH4+-N对番茄根系的毒害作用,本试验在营养液栽培条件下,以番茄为材料,在CO2生长箱中研究2个CO2浓度与5个不同NH4+/NO3-配比的交互作用对生长介质的pH、根系生长及根系活力的影响。结果表明,随着生育期的推进与CO2浓度的升高,pH变化幅度增大。两个CO2浓度均表现为全NO3--N含量营养液的pH呈上升趋势,其它处理营养液的pH均呈现出不同程度的下降趋势,下降的幅度随NH4+/NO3-比例的增加而增加;而且全NH4+-N引起pH值下降的程度大于全NO3--N引起pH增加的程度。CO2浓度升高增加了低NH4+/NO3-比例供应处理的蕃茄幼苗冠干重、根干重、根系活力、根系总吸收面积、活跃吸收面积。这些指标对CO2的响应随NH4+/NO3-比例的降低而加强,冠干重、根干重、根系活力、根系总吸收面积、活跃吸收面积增加分别高达65.8%、78.0%、18.9%、12.9%与18.9%。说明在CO2浓度升高条件下,番茄幼苗根生长潜力在全NO3--N处理中最大,但不能减弱全NH4+-N对番茄根系的毒害作用。     

氮水平和形态配比对巴西橡胶树花药苗生长及氮代谢、光合作用的影响

采用砂培方法研究了不同供氮水平及NH4+/NO3-配比对巴西橡胶树花药苗生长、氮代谢及光合作用相关指标的影响。结果表明,随供氮水平的提高,橡胶花药苗茎秆、叶、地上部及单株总干重、植株各部位氮含量和氮积累量、叶绿素含量均相应升高,其中粗根、茎秆、叶片含氮量、单株吸氮量及叶绿素含量各处理间差异均达显著水平;株高、茎粗、细根干重、叶片光合速率先增后减,且以8 mmol/L氮水平时最大;低氮水平下细根硝酸还原酶（NR）活性较高。不同NH4+/NO3-配比试验中,纯NH4+营养下小苗各部位氮含量、氮积累量最高（除细根和叶柄氮积累量）;NH4+/NO3-为75/25时,小苗株高、茎粗、叶柄、叶片、植株地上部及株干重最大,NH4+/NO3-为50/50时,小苗细根干重、茎秆干重、叶绿素含量、光合速率最大,且显著大于纯NO3-营养处理;而NH4+/NO3- 50/50时,处理间差异不显著（除细根和茎秆N含量）;纯NO3-营养下小苗细根NR活性最高,但生长最弱。结果说明橡胶花药苗不适宜于纯NO3-环境,而适宜于纯NH4+及NH4+/NO3-混合营养,其适宜水平为8 mmol/L和NH4+/NO3-50/50。     

不同供铵水平对番茄根系生长的影响

植物根系对各种养分供应高度敏感。本文以番茄为研究材料,采用整株和根部琼脂培养方法,研究不同浓度NH4+对根系生长的影响。结果表明：当整体供NH4+ 浓度大于0.5 mmol/L,主根长、侧根数和株高均随着NH4+ 的增加而变小,10 mmol/L NH4+ 几乎完全抑制了侧根形成。整体供NH4+ 对番茄生长的抑制效应大于相等浓度的NH4+ 仅供应于根部。而低浓度的NH4+ （10 ~ 100 mmol/L）供应于根部,在基本不影响主根长度的情况下,能显著增加侧根数量。依据所使用的NH4+ 浓度及不同的供NH4+方式,NH4+对番茄生长特别是侧根形成具有显著的抑制作用或促进效应。     

不同硝铵比氮素供应对广藿香生长及药效成分的影响

【目的】探讨不同硝铵比氮素营养对广藿香生长、产量、生理效应、挥发油及药效成分的影响,为提高广藿香的产量和药用品质提供氮肥施用依据。【方法】以海南藿香为研究材料进行了砂培盆栽试验。设5个不同NO₃–-N/NH₄+-N比处理为100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100,每隔10天浇一次,每次250 mL/盆,每盆定植1株6 cm高的广藿香组培苗。采收期分为定植后60、120、180、240天,每个处理每次采取4盆,分析了广藿香生长指标、叶绿素、抗氧化活性及药效成分。【结果】硝铵比为75∶25的处理更能促进广藿香的株高、茎粗、分蘖数、叶面积指数、地上部鲜重、地上部干重、茎含油率、叶含油率、全株含油率和单株含油量增加,也有利于叶绿素a和叶绿素a + b含量提高。硝铵比为75∶25处理的广藿香植株N、P、K、Ca、Mg元素吸收最多,硝铵比为25∶75和0∶100处理的较低。硝铵比为50∶50的处理有利于叶绿素b含量和苯丙氨酸解氨酶 (PAL酶) 活性的提高,有助于广藿香茎叶的广藿香酮的提高。硝铵比为25∶75和50∶50的处理更有利于羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基清除率的提高。硝铵比25∶75处理有利于广藿香茎叶广藿香醇和其他主要药效成分含量的提高。全硝态氮和全铵态氮 (硝铵比为100∶0和0∶100) 处理不利于或抑制广藿香茎叶油的药效成分形成和积累。【结论】供应硝铵比为75∶25的氮更能促进广藿香生长和光合效能的提高,硝铵比为50∶50、25∶75处理更能促进广藿香主要药效成分含量的提高。     

不同铵硝配比营养液对典型生菜硝酸盐吸收动力学的影响

利用100%NO3--N、10%NH4+-N+90%NO3--N、10%NH4+-N+100%NO3--N营养液来研究生菜吸收NO3-的动力学特征。结果表明,生菜吸收NO3-的速率随着营养液中NO3-浓度的增加而增加,增加的幅度随着营养液中NO3-浓度的增加而减少。NH4+-N的存在对生菜吸收NO3-有明显抑制作用。与100%NO3--N处理相比,生菜在10%NH4+-N+90%NO3--N1、0%NH4+-N+100%NO3--N处理中吸收NO3-的速率和Vmax有明显下降,Km有少量增加,但差异不显著。申选1号在有NO3--N的营养液中吸收NO3-的速率均大于耐热耐抽苔生菜,且随着营养液中NO3-浓度的增加,两者的差距逐渐加大。在NH4+-N的存在情况下,耐热耐抽苔生菜Vmax下降的程度大于申选1号,而Km增加的程度小于申选1号。     

Effects of ammonium and inorganic carbon enrichment on growth and yield of a hydroponic tomato crop

Effects of varying the proportions of NO₃^— and NH₄⁺ in the growth medium on seedling growth and tomato fruit yield (Lycopersicon esculentum L. cv. Trust F1) were investigated in greenhouse hydroponic experiments. The presence of NH₄⁺ as the sole N source (11 mM) was toxic: it curtailed growth and decreased chlorophyll content of the leaves. However, at low concentration (10 % of total N), the presence of NH₄⁺, with or without added dissolved inorganic carbon (DIC), increased vegetative growth and fruit yield by ˜ 15 %, and enhanced taste/flavor of the fruits. In DIC‐enriched treatment, pH was maintained at 5.8 by addition of KHCO₃ or as CaCO₃. The presence of NH₄⁺, at 10 % of total N, inhibited NO₃^— uptake rates by ˜ 27 %. The rates of uptake of NO₃^— and NH₄⁺ were comparable (13.3 and 14.2 mmol plant^—1 d^—1, respectively, in the presence of DIC, and 14.7 and 14.0 mmol plant^—1 d^—1, respectively, in the absence of DIC), despite such a large difference in their concentrations in the nutrient feed solution. A higher proportion of NH₄⁺ (up to 50 % of total N) had no further significant effect upon early vegetative growth, but in a long‐term experiment resulted in a high incidence of blossom end‐rot (BER) disease, thereby severely curtailing fruit yield. The presence of even 1.1 mM NH₄⁺ reduced Ca²⁺ and Mg²⁺ accumulation in the leaves as well as in fruits.     

Effects of substrate hydroponic systems and different N and K ratios on yield and quality of tomato fruit

The present study was carried out to determine the influence of wick and drip substrate hydroponic systems and different ratios of nitrogen (N) and potassium (K) in the nutrient solution on fruit yield and quality (titratable acidity, total soluble solids, ascorbic acid, total soluble sugars, firmness, lycopene, carotenoids) in tomato. Summer and winter tomato crop was raised under two substrate hydroponic systems. Four nutrient solutions (N:K ratios in four combinations) were tested in both the growing seasons at vegetative and reproductive stages of plant development. Among the different nutrient solutions, the solution containing N and K in the ratio of 1.4:3 at vegetative and 1.7:3.5 at reproductive stage increased the total fruit yield and quality of tomato irrespective of hydroponic system or season. Among the hydroponic systems, wick system produced higher fruit yield and better quality in terms of firmness, ascorbic acid, and total soluble sugars in winter crop.     

二氧化碳施肥对番茄幼苗生长与养分吸收利用的影响

Exposing tomato seedlings to elevated CO2 concentrations may have potentially profound impacts on the tomato yield and quality. A growth chamber experiment was designed to estimate how different nutrient concentrations influenced the effect of elevated CO2 on the growth and nutrient uptake of tomato seedlings. Tomato (Hezuo 906) was grown in pots placed in controlled growth chambers and was subjected to ambient or elevated CO2 (360 or 720 μL L-1), and four nutrient solutions of different strengths (1/2-, 1/4-, 1/8-, and 1/16-strength Japan Yamazaki nutrient solutions) in a completely randomized design. The results indicated that some agricultural characteristics of the tomato seedlings such as the plant height, stem thickness, total dry and fresh weights of the leaves, stems and roots, the G value (G value = total plant dry weight/seedling age),and the seedling vigor index (seedling vigor index = stem thickness/(plant height × total plant dry weight) increased with the elevated CO2, and the increases were strongly dependent on the nutrient solution concentrations, being greater with higher nutrient solution concentrations. The elevated CO2 did not alter the ratio of root to shoot. The total N, P, K, and C absorbed from all the solutions except P in the 1/8- and 1/16-strength nutrient solutions increased in the elevated CO2 treatment. These results demonstrate that the nutrient demands of the tomato seedlings increased at elevated CO2 concentrations.     

酸性条件下氮素形态对西红柿根系释放羟基的影响

为研发酸化土壤的生物修复技术,本文用水培实验和电位滴定方法研究了酸性条件下氮素形态对西红柿根系释放羟基的影响,结果表明,在初始pH为4.0、NO3-/NH4+ 比为15:1、5:1、1:1和1:5的营养液中,由于西红柿对NO3--N的偏好吸收导致根系释放羟基,培养液pH升高。培养1周后4个NO3-/NH4+ 比培养液pH分别升高了1.60、1.15、0.57和0.29,与西红柿对NO3--N的吸收量和羟基释放量的大小一致。当西红柿生长在初始pH为5.0营养液中时,仅NO3-/NH4+ 比为15:1和5:1体系中西红柿根系释放羟基,导致培养液pH升高;在NO3-/NH4+ 比为1:1和1:5体系中西红柿根系释放质子,导致培养液pH降低。初始pH5.0条件下西红柿吸收的NO3--N低于初始pH4.0条件下的,其根系释放的羟基量也低于pH4.0体系中的。这些结果说明低pH条件有利于西红柿对NO3--N的吸收,西红柿根系也会释放更多的羟基。因此可以根据西红柿在强酸性条件下对NO3--N的偏好吸收和根系释放羟基的特点对酸化土壤进行生物修复。