CO2摩尔分数升高对三江平原中小型土壤动物群落的影响

为了解CO₂摩尔分数升高条件下,三江平原不同季节中小型土壤动物的群落组成结构、多样性特征以及环境因子的驱动因素,以样地野外布置以及开顶式气室为研究对象,设置3个处理(CO₂摩尔分数分别为370、550、700μmol·mol^-1),每个处理设置3个重复采用,Tullgren干漏斗法对不同季节三江平原湿地不同处理条件下的中小型土壤动物群落进行调查,通过冗余分析探讨不同处理对中小型土壤动物的季节动态影响以及环境因子的驱动因素。结果表明：各处理不同季节共获得中小型土壤动物85类9 848头,隶属于2门6纲16目(亚目)83科。以圆跳科(Sminthuridae)和摇蚊科幼虫(Chironomidae larvae)为优势类群,占总个体数的21.38%。不同季节中小型土壤动物个体数量和类群数均随CO₂摩尔分数升高而增加,并随CO₂摩尔分数升高物群落α多样性指数中大部分呈升高趋势。同时,CO₂摩尔分数、土壤有机质以及全磷质量分数对中小型土壤动物群落组成和分布影响较大...     

不同磷水平下CO2浓度升高对番茄光合特性和抗氧化酶活性的影响

通过水培试验研究在低磷（2μmol/L）、磷充足（2 mmol/L）条件下,大气中不同CO₂浓度[（400±50）、（800±50）μmol/mol]对番茄光合特性和抗氧化酶活性的影响。结果表明,磷充足条件下,CO₂浓度升高可以显著促进番茄叶片光合速率的提高;而低磷抑制了这种作用。磷充足时,CO₂浓度升高显著增加了叶绿素含量,并且叶绿素b含量的增幅明显大于叶绿素a含量;而低磷条件下,CO₂浓度升高显著降低了叶绿素含量。与磷充足相比,低磷条件下,番茄叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性明显降低,丙二醛含量升高。但CO₂浓度升高明显促进了3种抗氧化酶的活性,并且磷充足条件下促进作用更为显著,同时降低了MDA的含量。因此CO₂浓度升高条件下,磷素充足供应可以促进CO₂浓度升高产生的正效应。     

大气CO2浓度升高对黑土有机碳稳定性的影响

【目的】阐明大气CO₂浓度升高对黑土有机碳稳定性的影响,为黑土碳中和应对气候变化提供理论依据。【方法】以黑土为研究对象,依托中国科学院海伦农业生态试验站长期定位模拟气候变化开顶箱(OTC)试验平台,设2个处理,分别为对照处理(CK,CO₂浓度400μmol/mol)和CO₂浓度升高处理(eCO₂,CO₂浓度700μmol/mol),采用¹³C同位素示踪法,研究大气CO₂浓度升高对黑土及不同粒级团聚体有机碳稳定性的影响,并对土壤有机碳含量与更新率和半衰期进行相关分析。【结果】与CK相比,eCO₂处理使>0.25 mm粒级团聚体含量显著增加11.09%(P<0.05,下同),0.25～0.053 mm粒级团聚体含量显著减少23.85%,提升团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD);大气CO₂浓度升高使>0.25 mm粒级团聚体有机碳显著增加11.61%,0.25～...     

CO_2摩尔分数倍增对秋茄湿地碳、氮循环影响的模拟

为探知CO_2摩尔分数倍增对秋茄湿地碳、氮物质循环的影响,系统了解CO_2摩尔分数倍增环境下该生态系统中C、N转化过程及机理,采用开顶箱法,分别研究了350、700μmol·mol~(-1)CO_2下典型红树植物,即秋茄湿地模拟系统中C、N质量的变化。结果表明:CO_2摩尔分数倍增引起了水体总碳(TC)、总有机碳(TOC)质量浓度及土壤中总碳(TC)、总有机碳(TOC)质量分数的不显著增加,系统中总碳质量增加了2.8%;水体中总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、氨氮(NH_4~+-N)的平均质量浓度分别增加了13.1%、17.7%、8.6%,土壤中TN质量分数下降了8%,系统中总氮质量降低了8.7%。总体上,CO_2摩尔分数倍增,引起湿地系统中碳质量的增加,氮质量的降低。     

空间电场条件下不同CO2浓度对番茄光合特性的影响

[目的]本研究旨在探索空间电场和CO₂互作对番茄光合特性的影响。[方法]以番茄品种‘普罗旺斯’(以P表示)与‘精典1号’(以J表示)为试验材料,研究在有空间电场(以D表示)和无空间电场(无表示字母)条件下,400μmol·mol^-1(以T₁表示)、600μmol·mol^-1(以T₂表示)、800μmol·mol^-1(以T₃表示)、1000μmol·mol^-1(以T₄表示)4个CO₂浓度对番茄叶绿素含量、SPAD、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)以及光适应、暗适应下的荧光参数等指标的影响,并利用隶属函数分析法进行综合评价。[结果]在有空间电场和高CO₂浓度的条件下,‘普罗旺斯’番茄品种的PDT₃处理显著大于PT₁处理,叶绿素含量、SPAD、Pn、ETR、qP、qN、F₀     

深圳鹿咀红树林资源现状及保护

[目的]调查深圳鹿咀红树林资源现状。[方法]采用路线法和样方法进行野外实地调查。[结果]深圳鹿咀共有红树植物8科10属11种,其中真红树植物5科6属7种,半红树植物4科4属4种。群落类型有海漆+黄槿群落、海漆+秋茄群落、无瓣海桑群落、黄槿+海漆+秋茄群落、海漆+桐花树群落、海漆+海桑+秋茄群落、黄槿+海杧果群落、无瓣海桑+木榄+秋茄群落、白骨壤+桐花树群落、黄槿+海漆+假茉莉群落、木榄+秋茄群落以及海漆+黄槿+老鼠簕群落共12种主要群落类型。[结论]深圳鹿咀红树林资源丰富,是开展生态旅游的理想场所。     

大气CO2缓增和骤增对冬小麦叶片叶绿素荧光特性的影响

大气中CO₂浓度的增加是逐渐且缓慢的过程，而以往的农田模拟研究多是设定瞬间增加的高CO₂浓度。为了明确大气CO₂浓度缓增、骤增2种不同升高方式对冬小麦叶片光合能力的影响，基于农田CO₂浓度自动调控平台，开展2季冬小麦试验(品种为扬麦22)。设置3种CO₂浓度升高方式：CK(对照，背景大气CO₂浓度);CO₂浓度缓增(从第1个生长季开始每年增加40μmol/mol, 2017—2018、2018—2019年生长季每年CO₂的缓增浓度分别为80、120μmol/mol,分别记作C₊₈₀、C₊₁₂₀);CO₂浓度骤增(每个生长季均设置CO₂浓度升高200μmol/mol的处理，记作C₊₂₀₀)。于冬小麦主要生育期，测定叶片SPAD值和叶绿素荧光参数[初始荧光(F_o)、最大荧光(F_...     

CO2浓度升高环境下9种杀虫剂对西花蓟马和花蓟马的毒力测定

【目的】比较2种CO₂体积分数下9种杀虫剂对西花蓟马(Frankliniella occidentalis)和花蓟马(F. intonsa)的毒力差异，为未来大气CO₂浓度升高环境下蓟马的田间防治提供理论指导。【方法】在400和800μL/L CO₂条件下采用浸渍法测定9种杀虫剂对西花蓟马和花蓟马雌、雄成虫及2龄若虫的毒力。【结果】800μL/L CO₂条件下，氟虫腈对西花蓟马雌、雄成虫及2龄若虫的LC₅₀值分别为0.401、0.337和0.261 mg/L，分别是400μL/L CO₂条件下的0.82倍、0.94倍和0.73倍；对花蓟马雌、雄成虫及2龄若虫的LC₅₀值分别为0.381、0.263和0.219 mg/L，分别是400μL/L CO₂条件下的0.82倍、0.87倍和0.78倍。2种CO₂体积分数下，9种杀虫剂对2种蓟马的毒力大小均为：氟虫腈>辛硫磷>阿维菌素>...     

宁夏枸杞不同器官中糖积累对大气CO2浓度倍增的响应

以宁杞1号苗为试验材料,采用开顶式气室控制CO₂浓度,研究大气CO₂浓度倍增后CO₂对宁夏枸杞不同器官中糖分积累的影响。结果表明,CO₂浓度倍增处理显著降低了叶片中果糖、淀粉的含量以及果实中蔗糖的含量,提高了果实中淀粉的含量;但对枸杞茎和根中的各种糖分的含量无显著性影响。     

CO2与空间电场互作对番茄生长的影响

[目的]通过日光温室试验,研究不同浓度CO₂加富与空间电场互作对番茄生长的影响,为其在番茄栽培中提供理论依据。[方法]试验以番茄品种‘普罗旺斯’(以P表示)与‘精典1号’(以J表示)为试验材料,CO₂浓度设置分别为400μmol·mol^-1(以4C表示)、600μmol·mol^-1(以6C表示)、800μmol·mol^-1(以8C表示)、1000μmol·mol^-1(以10C表示),空间电场设置分别为有空间电场(以D表示)和无空间电场(无表示字母),以CO₂浓度为400μmol·mol^-1、无空间电场为对照,对番茄植株的生长及产量进行测量。[结果]‘精典1号’番茄品种的处理J10CD响应效果最佳,相比处理J4C差异显著,其株高、茎粗、叶面积、叶面积指数、节间数、生物量积累量、叶片含水率、单果重、单株果重、产量分别增加了49.29%、24.94%、34.34%、34.17%、65.22%、37.50%、5.25%、...     

硅和CO2加富对Ca(NO3)2胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

[目的]本文旨在研究外源硅(Si)和CO₂加富对Ca(NO₃)₂胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响,探讨Si和CO₂加富缓解番茄Ca(NO₃)₂胁迫的作用机制。[方法]采用水培法,以2叶1心的“中杂9号”番茄幼苗为试材,CO₂浓度分别设置为常规(400±20)μmol·mol^-1(以4表示)和加富(800±20)μmol·mol^-1(以8表示),Si浓度设置为1.5 mmol·L^-1的Na₂Si O₃·9H₂O(以Si表示),以常规CO₂浓度、正常营养液为对照(以CK表示),研究外源Si和CO₂加富处理对100 mmol·L^-1Ca(NO₃)₂胁迫(以Ca表示)下番茄幼苗生长、光合特性、水分代谢、...     

增施CO2与补光互作对辣椒光合特性及产量的影响

探索增施CO₂与补光互作对辣椒光合特性及产量的影响,为温室辣椒增施CO₂与补光提供理论依据。以37-94辣椒为供试材料,探究3个CO₂与补光互作处理（T1:LED红光∶蓝光=5∶1+CO₂;T2:LED红光∶蓝光∶白光=3∶2∶1+CO₂;T3:植物补光灯+CO₂）条件下,增施CO₂与补光对辣椒光合特性及产量的影响。结果表明,与CK相比,LED红光∶蓝光∶白光=3∶1∶1+CO₂处理下,辣椒植株株高、茎粗、叶宽、叶长和叶绿素含量均有所增加;叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）较对照分别提高48.07%、66.67%、31.17%,产量为4 435.00 kg/667 m²。LED红光∶蓝光∶白光=3∶1∶1+CO₂处理下能够促进辣椒植株生长,提高光合作用,...     

高温、加富CO2条件对黄瓜幼苗碳水化合物分配规律的影响机制

为探究温室黄瓜幼苗碳水化合物在高温条件下对CO₂加富响应的分配规律和机制，为培育优质种苗奠定理论基础，以津春4号黄瓜品种为试验材料，在高温(温度35～45℃,大气CO₂浓度)、高温加富CO₂(温度35～45℃,CO₂浓度700～900μL/L)、常温加富CO₂(温度15～25℃,CO₂浓度700～900μL/L)以及常温(温度15～25℃,大气CO₂浓度)条件下，研究高温、加富CO₂对黄瓜幼苗叶片和根系光合作用、碳水化合物分配以及其代谢酶活性的影响。结果表明，高温条件下，增施CO₂可以缓解高温胁迫，提升幼苗的净光合速率(P_n),使幼苗的生物量、叶片和根系中的可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖、果糖以及淀粉含量显著提升，蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、酸性转化酶(AI)以及淀粉酶活性显著提高。表明高温加富CO₂有利于幼苗碳水化合物由源组织叶片向库...     

大气CO2浓度增加和升温对不同品种水稻根系形态的影响

[目的]本文旨在研究大气CO₂浓度增加和升温对不同品种水稻根系形态的影响。[方法]在田间开放条件下模拟大气CO₂浓度增加和升温，设置CT(对照，CO₂浓度和温度与正常大气环境保持一致)、C+T(大气CO₂浓度增加200μmol·mol^-1)、CT+(冠层温度升高2℃)和C+T+(大气CO₂浓度和温度同时升高)4个处理。每个处理种植‘扬稻6号’和‘常优5号’2个品种，连续开展2年(2020、2021年)田间试验。在水稻分蘖期、灌浆期和成熟期采集地上部和根系样品，分析大气CO₂浓度增加、升温及其交互作用对地上部干重、根干重、根冠比和根系形态(根长、根直径、根表面积、根体积和根尖数)的影响。[结果]大气CO₂浓度增加显著提高不同生育期‘扬稻6号’和‘常优5号’地上部干重、根干重和根冠比，其中‘常优5号’的增加幅度大于‘扬稻6号’。大气CO₂浓度增加显著提高不同生育期‘扬稻6号’根长、根直径、根体积...     

碳中和技术研究进展及对农业碳减排的展望

为了控制全球气候变化所带来的影响,《巴黎协定》提出将全球平均气温上升限制在1.5℃。要实现这一目标亟须解决CO₂排放量攀升的问题,并部署CO₂净零排放的技术。其中农业碳排放约占全球温室气体排放总量的1/3,因此推进农业领域减排固碳技术是发展农业碳中和的重要举措。本文主要介绍了CO₂捕集、封存及转化技术的研究进展,具体包括：利用化学、材料领域的物理化学等方法对CO₂进行捕集,并通过光电催化技术对CO₂进行高效转化;地质、海洋封存CO₂并通过矿物合成方法实现碳的循环再利用;微生物细胞工厂基于合成生物学技术将CO₂转化为燃料及化学物质,并对其在农业碳中和上的研究方向进行展望,以期为碳中和技术在农业中的应用提供理论依据和参考。     

CO2浓度升高背景下氮形态对小麦光合性能及产量的影响

为探究大气CO₂浓度升高背景下不同形态氮肥对小麦的光合性能及产量的影响,利用开顶式气室(OTC),采用二因素完全区组试验设计,设置400μmol/mol(正常大气浓度,C)、600μmol/mol(高于正常大气浓度,E)2个CO₂浓度和硝态氮(NO₃^--N,A)、铵态氮(NH₄⁺-N,N) 2种氮肥形态处理,测定不同处理组合下小麦花后不同时间旗叶净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、株高、地上部生物量及产量。2年结果表明,高浓度CO₂处理(E)可显著提高小麦旗叶P_n、C_i,而对旗叶G_s、T_r均有显著抑制作用,小麦的株高、地上部生物量及产量显著升高。高浓度CO₂条件下,2种氮形态...     

大气CO2摩尔分数升高对宁夏枸杞植株与土壤C、N分配的影响

采用开顶气室控制试验环境,将1年生宁夏枸杞苗木置于大气环境CO2摩尔分数(360μmol.mol-1)或倍增CO2摩尔分数(720μmol.mol-1)下生长,试验处理2个生长季节后,测定植株C、N质量分数,研究大气CO2摩尔分数升高对木本经济植物C、N营养的影响,结果表明:枸杞叶、根中有机碳质量分数大于枝的,叶的全氮质量分数大于枝、根的;大气CO2摩尔分数升高下枸杞植株根茎叶及栽培表层土壤中有机碳、全氮质量分数与对照没有显著差异,而根系分布层(40 cm≤H<60 cm)有机碳、全氮质量分数高于对照的。     

天师栗幼苗光合特性研究

[目的]揭示天师栗幼苗光合特性，为天师栗优质种苗的培育和优良居群的选择提供理论指导。[方法]以3个不同居群（恩施州ESLZ、神农架林区SNJ、十堰市竹溪县ZXSQ）的天师栗一年生实生苗为试验材料，利用LI-6800便携式光合作用系统测定各居群天师栗幼苗叶片净光合速率、净光合速率日变化、光响应曲线、CO₂响应曲线，采用丙酮乙醇混合液法测定各居群天师栗幼苗叶片光合色素含量。[结果]ESLZ的光合性能最优，其净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）均显著高于SNJ、ZXSQ;3个不同居群天师栗的净光合速率日变化均呈双峰趋势，存在明显的“光午休”现象，且ESLZ的2个峰值均显著高于SNJ、ZXSQ;3个不同居群天师栗均在800μmol/（m²·s）、1 400μmol/mol左右达到了光饱和点和CO₂饱和点，ESLZ在光饱和点和CO₂饱和点对应的净光合速率最高；...     

大气CO2浓度和温度升高对农田土壤碳库及微生物群落结构的影响

大气CO₂浓度和温度升高会通过影响作物的光合作用,从而影响光合碳向土壤中的输送。输入到土壤中光合碳含量的变化势必会对土壤外源碳的主要分解者--微生物的群落结构产生影响。土壤微生物在土壤有机质的转化过程中发挥着重要的作用,是土壤碳循环的主要驱动者,其群落结构和功能的改变会影响土壤有机质的动态变化,而这些变化会进一步增加或者降低大气中的CO₂浓度,从而对气候变化产生反馈作用。未来土壤的碳平衡取决于大气CO₂浓度和全球变暖对土壤中碳的输入、输出以及碳在土壤中的驻留时间。因此,只有全面了解大气CO₂浓度和温度升高将对土壤碳库及土壤微生物群落结构产生何种影响,才能明确地揭示陆地生态系统对气候变化的反馈机制,对未来农田土壤有机碳库的管理和生产力的维持有重要意义。文章综述了大气CO₂浓度和温度升高及其交互作用对土壤碳库和土壤微生物群落结构的影响。主要结论为：（1）大气CO₂浓度和温度升高对土壤碳库的影响可以相互抵消,但是土壤碳库是否成为碳“源”与温度升高的幅度密切相关;（2）大气CO₂浓度升高增加了光合碳在玉米、小麦等植株各部分的分配,温度升高同样对光合碳的分配规律产生影响,但对不同部位的影响不一致,多呈降低或无显著影响;（3）大气CO₂浓度和温度升高可能对土壤微生物活性及其群落结构产生交互影响,且对不同微生物（细菌、真菌和古菌）群落的影响程度不同,进一步对土壤有机碳的转化产生影响。最后提出未来的研究方向：（1）从气候变化影响植物-土壤互作角度解析根系分泌物的转化过程及其对微生物的影响;（2）通过DNA-SIP进一步研究大气CO₂浓度和温度升高条件下土壤微生物对不同植物来源碳的选择性利用与碳循环的关系,从而阐明气候变化条件下微生物底物利用策略以及微生物群落结构的变化。     

水稻分蘖期干物质积累对大气CO2浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制

【目的】探究不同类型水稻品种物质生产响应大气CO₂浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制。【方法】以产量和物质生产对CO₂浓度升高响应有明显差异的水稻品种两优培九(LY)和南粳9108(NJ)为材料,在人工气候室进行水培试验。分别设置对照CO₂浓度(A-CO₂,400μmol·mol^-1)和CO₂浓度升高(E-CO₂,600μmol·mol^-1)两个CO₂处理,高氮(HN,1.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)和低氮(LN,0.25 mmol·L^-1 NH₄NO₃)两个氮水平。分析CO₂浓度升高对不同水稻品种根系形态与生理活性、叶片和根系中细胞分裂素(CTKs)含量、氮素同化酶活性、叶片生理特性、光合参数以及干物质积累的影响差异。...