CO_2倍增对干旱胁迫下大豆光合效应的影响

采用开顶式气室,研究了干旱胁迫下CO2浓度升高对大豆生长状况、光合作用及蒸腾作用的影响。结果表明,CO2浓度升高,大豆的光合速率提高5%,蒸腾速率降低6.8%,气孔导度降低11%,大豆的水分利用效率提高了1.03倍,增强了大豆的抗旱性。CO2浓度升高,可增强土壤微生物的活动,使大豆根瘤数增多。干旱胁迫则使大豆的光合速率、蒸腾速率、气孔导度降低,水分利用效率提高。     

CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

 【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380 μmol?mol-1)和倍增CO2浓度(760±20 μmol?mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P＜0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和TPU,降低CO2补偿点(Γ*)和呼吸速率(Rd),而在干旱胁迫条件下各项指标之间差异不显著(中度干旱胁迫条件下 Γ*显著降低4.9%除外)。【结论】中度干旱胁迫条件下黄瓜叶片Pn的降低主要是气孔限制,而重度干旱胁迫条件下则是气孔和非气孔因素共同作用的结果,干旱胁迫可导致黄瓜幼苗光合电子传递和光合磷酸化能力显著降低;CO2浓度倍增可通过提高黄瓜叶片的净光合速率和降低蒸腾速率来提高干旱胁迫条件下叶片水分利用效率,在适度的干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增也可以通过提高叶片表观量子效率和光饱和的最大同化速率而提高光合性能。因此,推测在干旱或半干旱地区,设施CO2施肥技术或未来逐渐升高的大气CO2浓度可在一定程度上改善作物的水分状况和增强抗旱能力,提高水分利用效率,从而部分缓解干旱胁迫引起的负面效应。     

C02浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380μmol.mol-1)和倍增CO2浓度(760±20μmol.mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P<0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和T...     

CO2浓度短期倍增对银杏叶片光合特性的影响

在大岗山森林生态系统定位研究站,采用LI-6400便携式光合测定仪,测定了CO2浓度短期升高对银杏(G inkgo bilobaL.)当年生叶片光合生理生态特性的影响。结果表明,当CO2浓度为750μmol.mol-1时,银杏当年叶片净光合速率(Pn)、水分利用率(WUE)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)比CO2浓度为375μmol.mol-1时的对应值分别提高了32.6%、79.1%、16.7%、7.9%;而光补偿点(LCP)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)则分别降低了25.0%、46.2%、25.0%。这说明CO2浓度短期升高能够促进银杏的生长,但对其长期影响尚有待于进一步研究。     

高温干旱双重胁迫对大豆光合特性的影响

在人工气候箱中,以豫豆19为材料,通过盆栽试验,研究高温条件下不同干旱水平大豆光合特性的变化.结果表明,在高温干旱胁迫条件下,大豆幼苗的生长受到一定程度的抑制.高温干旱双重胁迫使大豆叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量均呈下降趋势,而游离脯氨酸(Pro)含量显著增加,丙二醛(MDA)含量先下降后升高,胞间CO2含量先大幅度降低然后小幅回升.     

干旱胁迫对超高产大豆主要光合生理指标的影响

为了探明超高产大豆干旱胁迫下的光合生理特性,以超高产大豆品种新大豆1号、中黄35号、铁丰31号和普通品种铁丰33号为供试材料,采用盆栽方式,设置对照(CK)和干旱胁迫两个水分处理水平,研究了花期、结荚期、鼓粒期干旱对超高产大豆品种光合生理特性的影响。结果表明:干旱胁迫条件下,超高产大豆品种的叶面积指数(Leaf area index)、叶绿素含量(Chlorophyll content)、光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)均会下降。研究还发现,各生育时期干旱对不同的光合生理指标影响程度有所不同,花期干旱对叶面积指数、光合速率影响最大,结荚期干旱对气孔导度影响最大,鼓粒期干旱对叶绿素含量、叶面蒸腾速率影响最大。超高产品种在各生育时期遇到干旱时,光合生理指标降低的幅度均低于普通大豆品种,因此超高产大豆在光合生理结构上对干旱胁迫的响应机制优于普通大豆品种。     

干旱胁迫对大豆酶活性的影响

为研究不同大豆品种在干旱胁迫下各相关酶系的变化,进而为不同大豆品种抗旱能力的评价给出参考指标。测定了6个大豆品种干旱处理后根系中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性及丙二醛含量的变化情况。结果显示在干旱胁迫下大豆根中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性显著增加,是大豆植株保护酶系统的重要组成部分;丙二醛含量显著增加,是判断大豆植株遭受干旱的重要指标;多酚氧化酶活性没有显著变化,可能不是大豆植株保护酶系的必要部分。     

干旱胁迫对耐密植大豆光合特性的影响

为了明确耐密植大豆与常规大豆抗旱能力的差异,以耐密植大豆品种垦丰16与常规品种合丰35为试材,设置正常水分管理、轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫3个水平,于R2期和R6期进行水分处理,对其光合生理指标进行测定。结果表明:随着干旱胁迫的加强单株叶面积和净光合速率均呈下降趋势,并且与对照差异均达到了显著或极显著水平;叶色值也呈下降趋势,2个时期干旱处理耐密植品种垦丰16叶色值与对照差异均不显著,轻度干旱处理,常规品种合丰35与对照不显著,重度干旱处理则达到极著水平;单株粒重也呈下降趋势,只有R2期耐密植品种垦丰16轻度干旱条件下与对照差异不显著,2个时期其它处理与对照差异均达到极显著水平。随着干旱胁迫的加强耐密植品种垦丰16的单株叶面积、叶色值、净光合速率和单株粒重等指标下降较少,而常规品种合丰35下降较多,可见耐密植品种垦丰16的抗旱能力强于普通品种合丰35。     

干旱胁迫对油菜花期光合特性的影响

为研究花期干旱对油菜光合特性及产量的影响,以西藏当地推广的油菜代表品种芥菜型油菜(Brassica juncea L.)年河1号、白菜型油菜(Brasscia rapaL.)青油17号和甘蓝型油菜(Brasscia napus L.)藏油5号为材料,采用盆栽控水试验,在油菜花期分别进行持续1周、2周和3周的干旱处理,然后恢复正常水分管理直至成熟收获,比较3个油菜品种的光合生理及产量变化。结果表明:干旱胁迫造成产量下降且存在处理间差异;以产量为依据,油菜花期干旱的敏感性依次为甘蓝型油菜藏油5号白菜型油菜青油17号芥菜型油菜年河1号;干旱胁迫导致3个油菜品种的净光合速率(Pn)降低,气孔限制值(Ls)升高,各品种处理间水分利用效率的变化趋势与光合速率和气孔限制值的变化存在一致性。为应对干旱对光合机构的破坏,荧光参数PSⅡ实际光化学效率、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)均有下降,而初始荧光(Fo)升高。研究不同程度干旱处理对产量的影响可为持续干旱对大面积油菜生产影响的估算提供依据。     

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。     

CO2浓度对番茄光合特性的影响

为了探讨番茄光合特性对C02浓度变化的生态响应,在番茄生长季节,对2个番茄材料在不同C02浓度条件下叶片的光合特性进行了分析.研究结果表明:随着C02浓度的升高,2个番茄材料的光合量子利用效率出现逐渐升高的趋势,但呼吸作用和光补偿点却随C02浓度的升高而出现下降的趋势;光合作用速率和光饱和点在C02浓度低于800μl/L时随C02浓度升高而增加,高于这一浓度则随C02浓度升高而下降.     

CO2浓度升高对烟草赤星病的影响

从赤星病病菌特征、烟草生理特征和烟草次生代谢物3个方面探讨了CO2浓度升高对烟草赤星病的影响,预测CO2浓度升高可降低烟草赤星病的发病率。     

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%。     

CO2含量升高对水曲柳幼苗净光合与水分利用的影响

在长白山森林生态系统定位站以开顶箱方式研究了CO2含量升高后,水曲柳幼苗对CO2和水分的利用情况.结果表明:高含量CO2下叶片的净光合速率明显比大气CO2下生长的两对照组幼苗高,7 ×10-4,5×10-4CO2下叶片的净光合速率基本相同;高含量CO2提高了水曲柳叶片的水分利用效率,7×10-4CO2对增大叶片气孔阻力及水分利用效率要比5 ×10-4CO2明显;5×10-4CO2下的水分利用效率增加主要是净光合速率较高所致,而7×10-4CO2下的水分利用效率提高是净光合速率增加与气孔阻力增大后所带来的蒸腾速率降低共同作用的结果.     

CO2摩尔分数增高对盆栽香樟光合特性及生长量的影响

以开顶式塑料薄膜气室[Open--Top Chamber,OTC]为设施,运用LI-6400便携式光合测定系统,研究了2年生盆栽香樟(Cinnamomum camphora(L.)Presl.)叶片的净光合速率和生长量在高CO2摩尔分数下的响应.结果表明:在各自生长环境下,处理组OTC1[(1000±100)μmol·...     

开花期干旱胁迫对黑龙江省不同年代育成大豆品种光合特性的影响

为了明确干旱对黑龙江省不同年代育成大豆品种光合特性的影响,选用1985s-2005s期间育成的5个代表性大豆品种为试材,在开花期设置了轻度胁迫(田间最大持水量55-60%),重度胁迫(田间最大持水量35-40%)和正常水分管理(田间最大持水量75-80%),对光合特性进行了分析,结果表明,随着干旱强度的增强,不同年代品种单株叶面积、叶色值、净光合速率和单株粒重均呈下降趋势,但不同品种之间下降趋势存在差异。在干旱胁迫条件下随着品种育成时间的推移单株叶面积、叶色值、净光合速率和单株粒重降低百分率等均呈先升高后降低的趋势,除重度干旱条件下单株叶面积下降百分率与年代相关不显著外,其它性状降低百分率与品种育成年代相关均达到显著或极显著水平。从单株叶面积、叶色值、净光合速率和单株粒重的变化趋势可以看出,随着品种的遗传改良,黑龙江省不同年代育成大豆品种的抗旱能力呈先降低后升高的趋势。     

增温增CO2对间作玉米光合特性的影响

【目的】明确增温增CO₂对玉米||花生体系中玉米光合特性的影响,以期为未来气候变化条件下玉米||花生绿色高产高效栽培提供理论依据。【方法】以玉米||花生2﹕4模式为研究对象,2018年设常温常CO₂（TC）和增温增CO₂（+T+C）处理,2019年增设增温增CO₂（+TC）处理,在P₀（0）和P₁₈₀（180 kg P₂O₅·hm^-2）2个磷水平下,研究了增温增CO₂对间作玉米叶绿素含量、SPAD值、光合-光强、光合-CO₂响应曲线及其相关参数的影响。【结果】（1）与TC处理相比,+TC处理提高了间作玉米苗后34 d叶绿素b和叶绿素a+b含量,降低了叶绿素a/b值,苗后55 d施磷条件下,SPAD值、AQY、CE、A_max、V_c,max、J_max和TPU分别提高了7.80%、18.18%、18.86%、13.34%、13.33%和20.14%,产量提高了19.2%—28.1%;与+TC处理相比,+T+C处理提高了苗后55 d和65 d间作玉米AQY,降低了LCP,苗后55 d间作玉米CE、A_max、V_c,max、J_max和TPU分别提高13.58%—32.96%、21.31%—11.61%、9.35%—14.55%、9.52%—15.13%和8.82%—26.16%,产量提高5.25%—18.70%,均达到显著差异水平（P<0.05）。（2）与TC处理相比,+T+C处理间作玉米大喇叭口期和灌浆期SPAD值分别提高4.68%—12.91%和7.88%—18.37%,蜡熟期却降低8.63%—12.72%;间作玉米苗后35 d叶绿素a、b和a+b分别提高17.58%—19.54%、52.55%—59.55%和26.08%—28.47%,叶绿素a/b降低了23.04%—25.18%;间作玉米苗后55 d 的AQY和LSP_n分别提高了30.30%—75.76%和16.87%—19.44%;CE、A_max、V_c,max、J_max和TPU分别提高了15.72%—36.78%、24.91%—32.66%、20.77%—29.83%、20.93%—30.48%和27.16%—30.74%,产量提高了7.24%—52.0%,均达到显著差异水平（P<0.05）。（3）与不施磷相比,施磷提高了TC、+TC和+T+C处理苗后85 d时叶绿素b含量,增幅分别为24.15%、18.64%和22.04%;苗后34 d 的LSP_n分别提高了13.30%、17.0%和9.86%,产量分别提高了24.2%—67.2%、55.6%和27.8%—38.0%,均达到显著差异水平（P<0.05）。【结论】增温和增CO₂均能提高间作玉米生育前期叶绿素含量和净光合速率,两者表现出正向协同作用,而在其生育中后期增CO₂能缓解增温带来的负效应;增温增CO₂能提高间作玉米的产量,关键在于其生育前中期叶绿素含量、羧化效率、最大电子传递速率和磷酸丙糖利用率的提高。施磷具有明显的正效应。