不同浓度CO_2施肥对温室黄瓜生长与产量的影响

[目的]研究增施不同浓度CO_2对温室黄瓜生长发育与产量的影响。[方法]以"兴海7号"黄瓜为材料,通过对温室隔间进行4个不同浓度CO_2施肥处理,观测其对黄瓜植株生长与产量的影响。[结果]冬春季设施黄瓜的栽培,随着增施CO_2浓度的升高,黄瓜的株高、茎粗、叶面积、地上部干重、鲜重、果实发育及产量有明显的增长,且增施CO_2能够显著提升黄瓜净光合速率;整体来看,CO_2施肥浓度为800μmol·mol-1最为合适,株高较CK(400μmol·mol-1)的增长36.8%;茎粗增长26.7%;叶面积增长16.2%,地上部鲜重增加57.47%,干重增加40.08%;Amax增长70.05%;产量增长43.3%;差异较CK显著(P0.05),与增施高浓度1 200μmol·mol-1和1 600μmol·mol-1差异并不明显(P0.05)。[结论]CO_2施肥能有效提高黄瓜叶片的净光合速率,促进黄瓜的生长及产量形成,但过多的增施CO_2并不能有效提高产量,反而会增加施用CO_2的成本。     

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%。     

短期CO2加富对苗期红掌生长及光合作用的影响

以开顶式塑料薄膜温室为设施,研究了红掌叶片净光合速率、株高和光合酶活性等指标对短期CO2加富的响应.结果表明,处理30 d时,处理组T1(CO2浓度,(700±100)μmol.mol-1)的株高,单叶面积,干重/鲜重分别比对照组(CO2浓度,(360±30)μmol.mol-1)增加了4.28%,5.70%,15.84%,而处理组T2(CO2浓度,(1 000±100)μmol.mol-1)的株高,单叶面积,干重/鲜重分别比对照增加了6.16%,5.18%,9.95%;在各自生长环境下处理组T1,T2的净光合速率分别比对照增加24.47%,32.49%,且在大气CO2浓度下测定的净光合速率处理组也均高于对照,处理组气孔导度与蒸腾速率下降,促进了叶片中可溶性糖和淀粉积累,叶绿素含量并没有明显变化,Ru-bisco活性增加,乙醇酸氧化酶活性则明显下降.     

白栎光合特性对二氧化碳浓度增加和温度升高的响应

用Li-Cor6400光合测定系统测定自然生长白栎Quercus fabri的光合速率、蒸腾速率和气孔导度对二氧化碳(CO2)浓度增加和温度升高的响应.结果表明:短期内CO2浓度增加,白栎的净光合速率增大.CO2浓度为290～450 μmol·mol-1时,白栎的光补偿点、饱和点和最大净光合速率(CO2)分别为90～100 μmol·m-2·s-1,1 500～1 700 μmol·m-2·s-1和5.5～8.2 μmol·m-2·s-1.CO2浓度倍增到700 μmol·mol-1时,光补偿点和饱和点均有所降低,分别为10 μmol·m-2·s-1和1 300 μmol·m-2·s-1,最大净光合速率增大,为10.6 μmol·m-2·s-1.白栎光合作用在春季适宜温度为24 ℃,相应的光饱和点和最大净光合速率分别为800 μmol·m-2·s-1和9.9 μmol·m-2·s-1.夏季为28 ℃,光饱和点和最大净光合速率分别为1 700 μmol·m-2·s-1和12.8 μmol·m-2·s-1.24 ℃和28 ℃的CO2曲线变化趋势相似.温度上升到32 ℃以后,CO2补偿点、饱和点和净光合速率下降.32 ℃,36 ℃和40 ℃的CO2曲线变化趋势相似.温度变化幅度较大时,与CO2浓度相互作用效应明显.蒸腾速率与叶片的气孔导度表现出相同的变化规律,随光合有效辐射增加而增大,CO2浓度的增加而降低,在低CO2浓度时受光照强度的影响大于高CO2浓度.温度是影响蒸腾速率的主要因子.春季白栎的蒸腾速率与光合作用对气孔调节的关系密切,夏季则更多地反映对能量平衡的调控.CO2和温度变化相互作用,24 ℃时白栎的蒸腾速率和气孔导度对CO2浓度变化的响应幅度较小,28 ℃时随CO2浓度增加而逐渐减少,其他3种温度表现为抛物线关系.图4参20     

葡萄光合速率对光及CO_2浓度的响应特征

为深入研究吐鲁番地区葡萄管理和节水灌溉技术,采用CIRAS-3型便携式光合仪对新疆吐鲁番地区葡萄光合作用进行的测定。结果表明:当光合有效辐射在0~600μmol·m-2·s-1时,净光合速率迅速上升;光合有效辐射在600~1 500μmol·m-2·s-1时,净光合速率升幅减弱;而光强在1 500~2 000μmol·m-2·s-1时,净光合速率随着光照强度的增加而出现下降。CO2浓度在800μmol·m-2·s-1之前,光合速率迅速增加;在800μmol·m-2·s-1之后,光合速率缓慢上升。利用非直角双曲线模型和直角双曲线模型拟合葡萄光响应曲线和CO2响应曲线,决定系数分别为0.996 2和0.988 5。     

CO2浓度增高对盆栽牡丹品种‘凤丹白’生长及光合特性的影响

在开顶式塑料薄膜气室设施条件下,通过LI-6400便携式光合测定系统测定,研究4年生盆栽牡丹品种‘凤丹白’生长和叶片净光合速率对高CO2浓度的响应。结果表明：在各自生长环境下,处理组OTC1[（1000±100）μmol/mol CO2]和OTC2[（700±100）μmol/mol CO2]的净光合速率在整个处理期间均高于对照组CK[（400±50）μmol/mol CO2]。处理30d时日平均净光合速率,OTC1和OTC2分别比CK高125.78%、73.29%;处理60 d时,OTC1和OTC2分别比CK高135.34%、117.71%;处理90 d时,OTC1和OTC2分别比CK高261.10%、71.01%;处理120 d时,OTC1和OTC2分别比CK高239.49%、73.02%。生长量方面,处理60 d时,OTC1和OTC2的株高、单叶面积、基茎、株鲜质量、株干质量分别比CK增加8.61%、16.68%、2.56%、9.48%、9.63%和4.12%、6.35%、0.64%、5.56%、7.08%;处理120 d时,OTC1和OTC2的分别比CK增加8.41%、9.64%、2.50%、14.76%、9.20%和5.88%、12.90%、1.87%、10.52%、7.78%。CO2浓度增加,导致牡丹品种‘凤丹白’叶片气孔导度、蒸腾速率降低,水分利用率显著提高。     

CO2浓度增高对盆栽牡丹品种‘凤丹白’生长及光合特性的影响

在开顶式塑料薄膜气室设施条件下,通过LI-6400便携式光合测定系统测定,研究4年生盆栽牡丹品种‘凤丹白’生长和叶片净光合速率对高CO2浓度的响应。结果表明:在各自生长环境下,处理组OTC1[(1000±100)μmol/mol CO2]和OTC2[(700±100)μmol/mol CO2]的净光合速率在整个处理期间均高于对照组CK[(400±50)μmol/mol CO2]。处理30d时日平均净光合速率,OTC1和OTC2分别比CK高125.78%、73.29%;处理60 d时,OTC1和OTC2分别比CK高135.34%、117.71%;处理90 d时,OTC1和OTC2分别比CK高261.10%、71.01%;处理120 d时,OTC1和OTC2分别比CK高239.49%、73.02%。生长量方面,处理60 d时,OTC1和OTC2的株高、单叶面积、基茎、株鲜质量、株干质量分别比CK增加8.61%、16.68%、2.56%、9.48%、9.63%和4.12%、6.35%、0.64%、5.56%、7.08%;处理120 d时,OTC1和OTC2的分别比CK增加8.41%、9.64%、2.50%、14.76%、9.20%和5.88%、12.90%、1.87%、10.52%、7.78%。CO2浓度增加,导致牡丹品种‘凤丹白’叶片气孔导度、蒸腾速率降低,水分利用率显著提高。     

CO2浓度递增对蕨菜净光合速率的影响

[目的]研究CO2浓度递增对蕨菜净光合速率的影响。[方法]利用L1-6400便携式光合仪的红蓝光源控制系统和CO2控制系统,对蕨菜苗初期和苗中期的净光合速率变化进行测定。设定光合有效辐射分别为100和200μmol/（m2·s）,CO2浓度梯度为1 000、900、850、800、750、700、650、600、550、500、400、300、200、100、50、25和0μmol/mol。[结果]在蕨菜＂第一生长阶段＂,其净光合速率随光合有效辐射和CO2浓度的上升而上升,在光合有效辐射为200 mol/（m2·s）,CO2浓度达到650μmol/mol时,净光合速率也表现出明显减缓,接近饱和现象;在＂第二生长阶段＂,其净光合速率也随光合有效辐射和CO2浓度的上升而上升,当CO2浓度达到750μmol/mol,光合有效辐射为200 mol/（m2·s）时,净光合速率也表现出明显减缓,接近饱和现象。[结论]更好的了解了蕨菜的光合生理生态机制,为蕨菜的引种驯化、种植栽培、种质保存及产量的提高提供理论依据和技术指导。     

长期CO_2加富对玉米(粤甜1号)光合生理与生长发育的研究

以塑料薄膜温室为设施,研究了玉米粤甜1号叶片光合生理特性对CO2浓度加富的响应。结果表明:处理60d时,玉米处理组T1(600±40)μmol CO2·mol-1的净光合速率分别为对照组[大气CO2浓度,(360±30)μmol CO2·mol-1]的103.79%;而处理组T2(900±40)μmol CO2·mol-1为对照的105.18%;CO2浓度加富处理促进了玉米叶片中可溶性糖和淀粉积累,Rubisco羧化酶活性无显著变化;叶绿素含量下降,CO2浓度加富处理条件下玉米粤甜1号反应不明显。     

小麦光合特性、气孔导度和蒸腾速率对大气CO2浓度升高的响应

通过对不同大气CO2浓度处理小麦的观测,研究大气CO2浓度升高对小麦净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率以及叶绿素含量等光合生理特性的影响,讨论了未来高CO2条件下小麦水分利用效率的变化趋势.结果表明,与背景大气CO2浓度350 μmol·mol-1相比,当大气CO2浓度为550和750 μmol·mol-1时,小麦抽穗期日平均净光合速率分别提高20.8%和29.7%,并消除了光合午休现象.在不同生育期净光合速率提高幅度存在差异.气孔导度随CO2浓度增加而下降,不同生育期平均降低15.3%和21.7%,小麦蒸腾速度则平均下降4.5%和9.4%.在2种高CO2水平下,小麦水分利用效率显著提高,提高幅度分别为19.2%～25.7%和32.2%～45.6%.同时使抽穗期小麦叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量分别提高11.0%～14.8%、13.0%～18.2%、11.5%～15.7%和15.3%～23.5%,但叶绿素a与叶绿素b的比值降低.     

黄瓜自根苗、嫁接苗根系活力、净光合速率和蛋白质表达差异研究

将黄瓜津优1号、津优1号与黑子南瓜的嫁接苗和黑子南瓜种在网室中的消毒泥炭钵内,用LI-6400光合系统和2D-E电泳技术分析了这3种处理的根系活力、净光合速率和蛋白质的表达差异。结果表明,黑子南瓜的根系活力强于嫁接苗黄瓜,嫁接苗黄瓜的根系活力又强于自根苗黄瓜。在光量子通量密度低于500μmol.m-2.s-1时,嫁接黄瓜和黑子南瓜的净光合速率高于自根苗黄瓜,当光通量子密度超过500μmol.m-2.s-1后,嫁接黄瓜和黑子南瓜的净光合速率则低于自根苗黄瓜。当CO2浓度低于400μmol.mol-1时,嫁接黄瓜与自根苗的光合速率相当,CO2浓度超过400μmol.mol-1后,嫁接黄瓜的光合速率超过了自根苗。黑子南瓜的光合速率在50~600μmol.mol-1的CO2浓度范围内最高,然后下降,并间于嫁接黄瓜和自根苗黄瓜之间。嫁接的津优1号黄瓜有5个蛋白质的表达量增强了,同时也产生了5个新的蛋白质。     

半夏无糖组培苗营养生长和光合生理对增施CO2的响应

以半夏叶片通过组织培养产生的不定芽为材料,探讨在微环境调控条件下,半夏无糖组培苗营养生长和光合生理对增施CO2的响应.研究结果表明:在CO2浓度600-1 800 μmol/mol的范围内,随CO2浓度的增加,半夏无糖组培苗的叶面积、生根率、净光合速率、水分利用率、叶绿素含量逐渐升高,气孔导度、蒸腾速率则逐渐下降.当CO2浓度为(1 500±50)μmol/mol时,半夏无糖组培苗叶片的净光合速率达最大值(10.20±0.27)μmol/(m2·s),且组培苗长出大量须根.研究表明,(1 500±50)μmol/mol是半夏无糖组培苗进行光合作用的最适CO2浓度.     

四季草莓赛娃与一季草莓丰香光合特性的比较

利用自动光合测定系统,在人工气候室内研究了CO2浓度、光照强度以及温度与四季草莓"赛娃"、一季草莓"丰香"光合特性的关系。结果表明:在CO2浓度处于正常浓度(350μmol/mol)或稍偏高浓度(500μmol/mol)时,丰香的光合作用略强于赛娃;当CO2浓度低于700μmol/mol时,赛娃的净光合速率与丰香的相差不大,但之后随着CO2浓度的增加,赛娃呈下降趋势,而丰香仍继续持上升状态,说明丰香的光合作用相比赛娃更适于高CO2浓度;在不同光照强度下,丰香的CO2饱和点明显高于赛娃,适当增加CO2浓度,可大幅提高丰香的产量;在低温(5℃)和高温(30℃)条件下两草莓品种均能光合作用,但赛娃叶片的净光合速率明显高于丰香,表明赛娃对温度的适应性强于丰香。     

紫外线（UV-C）辐射对早熟禾生理特性的影响

采用室内盆栽试验方法研究了不同时间紫外线UV-C辐射后,CO2浓度增加、光合有效辐射变化对早熟禾(Poapratensis)生理特性的影响.结果表明,UV-C辐射对早熟禾的净光合速率产生了明显的抑制作用,而且随辐射时间的延长,抑制作用增大.在1 600μmol·m-2·s1光合有效辐射条件下,早熟禾净光合速率较800μmol·m-2·s-1光合有效辐射的净光合速率降低.CO2浓度增加可使早熟禾净光合速率增加.Logistic模拟分析表明,在CO2浓度不断增加条件下,早熟禾的最大净光合速率随UV-C辐射时间的延长下降,而且在强光下其最大值具有降低的趋势.相关分析表明,UV-C辐射是导致早熟禾气孔下降的主要因素,与CO2浓度增高相关性较低.蒸腾速率的变化规律与气孔导度相同.     

草莓童子一号在日光温室里的光合特性

在日光温室条件下,对童子一号草莓的光合特性、日光温室内各环境因子的日变化规律及其对光合速率的影响进行了研究.结果表明,在目光温室条件下,童子一号的净光合速率日变化呈双峰曲线,中午光合速率下降,有"午休"现象,发生"午休"的原因主要是高温、低湿等环境因子的影响.研究童子一号叶片Pn对光合有效辐射和CO2浓度的响应曲线得出,其光饱和点为916 μmol·m-2·s-1,光补偿点为54.2μmol·m-2·s-1,CO2饱和点为865 μmol·mol-1,CO2补偿点为51.7 μmol·mol-1.     

大棚樱桃番茄CO2加富的生理效应

春季大棚樱桃番茄增施CO2,可促进植株的生长发育.株高、茎粗增幅分别达到7.95%～37.11%和21.33%～74.67%,叶片厚度及叶面积也分别增加29.25%～42.45%和14.64%～40.24% ;第一花序着生节位降低.平均单果重增加7.94%～20.63%,产量提高6.21%～13.91%.春季大棚樱桃番茄CO2适宜施用浓度为1 000 μmol*mol-1左右.     

甜樱桃“红玛瑙”的光合特性研究

以甜樱桃品种"红玛瑙"为试材,用LI-6400光合作用测定系统对其光合特性进行了研究。结果表明,红玛瑙樱桃净光合速率日变化呈双峰曲线,中午前后光合速率下降,出现"午休现象"。净光合速率年变化呈双峰曲线。红玛瑙樱桃光饱和点为2 362.5μmol.m-2.s-1,光补偿点为31.94μmol.m-2.s-1,CO2饱和点和补偿点分别为1 245μmol CO2.mol-1和65.72μmol CO2.mol-1,光合最适温度为27.75℃。     

香蜂草秋季光合特性研究

采用Li-6400便携式光合测定仪对香蜂草的光合特性进行了研究,并测定了叶绿素含量.结果表明:香蜂草的净光合速率日变化为双峰型,有明显的“午休”现象.净光合速率与蒸腾速率、气孔导度呈正相关,与胞间CO2浓度呈负相关.日净光合速率最大值为4.02μ·mol·m-2·s-1.在400 μmol·mol -1 CO2浓度下,香蜂草光补偿点为49.68 μmol·m-2·s-1,光饱和点为1103μmol·m-2·s-1.叶绿素a/b为0.6798.香蜂草光合特性表现为的阳性耐荫植物.     

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。     

大豆叶片光合作用与光强及二氧化碳的关系

在大田条件下以不同来源的12个亚有限结荚习性大豆品种为材料,利用LI-6400光合作用测定系统在盛花期测定了光响应曲线和二氧化碳响应曲线。结果表明:不同大豆品种对于光强和二氧化碳反应不同,但趋势是一致的。在较低光强时,大豆叶片的净光合速率随着光强的增加而增大,当光强超过一定范围时,大豆叶片的净光合速率增加缓慢,并且有降低的趋势;二氧化碳浓度在一定范围时,大豆叶片的净光合速率随着二氧化碳浓度增加而增加,二氧化碳浓度超过1000μmol·mol-1时,不同来源大豆品种的叶片净光合速率都有降低的趋势。