模拟CO2浓度升高对宁夏枸杞营养生长与果实品质的影响

【目的】研究宁夏枸杞对大气CO2浓度升高的生理生态响应机制,为探究枸杞及其他木本经济林植物在气候变化背景下优质高效栽培与育种提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’扦插苗为材料,采用开顶气室(open-top chamber,OTC)及自动监控系统模拟控制CO2浓度,测定宁夏枸杞在升高CO2浓度环境下植株营养生长指标与果实糖分含量、主要活性物质含量和蔗糖代谢相关酶活性的变化。【结果】 1) CO2浓度升高,促进宁夏枸杞植株生长发育,苗高增长量较对照分别高11.67%和18.65%,地径分别高55.09%和62.58%,新梢加长和加粗生长均呈增加趋势。2) 2种CO2浓度升高处理下,宁夏枸杞果实横径较对照分别增加4.56%和7.71%,单果质量分别增加15.05%和34.53%,果实更加饱满。3) CO2浓度升高处理下,夏果(处理90天左右)果实中果糖含量较对照略高,秋果(处理120天后)含量比对照分别低1.39%和3.98%。试验处理期间,果实中葡萄糖和总糖含量均低于对照,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理下降最为明显。夏果果实蔗糖含量均低于对照,秋果在CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]下较对照略高。4)果实中枸杞多糖含量低于对照,黄酮含量在秋果期比对照分别低16.62%和18.35%,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理对果实活性物质含量影响较大。5) CO2浓度升高增加了酸性转化酶和中性转化酶活性;夏果蔗糖磷酸合成酶较对照明显增加,但秋果酶活性低于对照;蔗糖合成酶分解方向与合成方向酶活性变化趋势相同,夏果均高于对照,秋果酶活性低于对照,CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol^-1 ]处理下差异极显著。【结论】长期高CO2浓度处理促进宁夏枸杞植株营养生长,果实单果质量与纵横径增大,有利于改善果实外观品质;但果实中糖分含量和枸杞多糖、黄酮等生物活性物质的含量明显降低,相关酶活性发生变化,影响果实营养品质。     

大气CO2浓度升高对宁夏枸杞根区土壤微生物功能多样性及碳源利用特征的影响

【目的】分析大气CO_2浓度升高对宁夏枸杞根区土壤微生物功能多样性及碳源利用特征的影响,为宁夏枸杞适应气候变化进行可持续管理提供理论依据。【方法】以宁夏枸杞扦插苗为材料,采用开顶气室设置自然环境大气CO_2浓度[CK,(400±20)μmol·mol~(-1)]、0.5倍增[TR1,(600±20)μmol·mol~(-1)]和1倍增[TR2,(800±20)μmol·mol~(-1)]3个处理宁夏枸杞苗木,分别于处理后的30、60、90、120天采集根区土样,采用BIO-ECO技术分析土壤微生物群落功能多样性及碳源利用特征。【结果】1) CO_2浓度升高均显著提高宁夏枸杞根区土壤微生物碳源代谢活性(AWCD),0.5倍增和1倍增大气CO_2浓度AWCD分别比对照提高22.56%、36.45%。2)随着CO_2浓度升高,土壤微生物Shannon指数、McIntosh指数显著增加,而Simpson指数在处理前期增加,但处理中后期无显著变化。3)宁夏枸杞根区土壤微生物群落利用并转化的主要碳源为氨基酸类、酯类和胺类碳源; CO_2浓度升高处理下,土壤微生物利用率较大的碳源主要为酯类和胺类,而糖类和酸类利用率较低。其中1倍增大气CO_2浓度下土壤微生物群落对L-精氨酸、L-天冬酰胺酸、吐温-40、苯乙基胺和4-羟基苯甲酸等的利用代谢能力均显著高于对照,但对γ-羟基丁酸的利用代谢能力显著低于对照。4)大气CO_2浓度升高显著影响宁夏枸杞根区土壤微生物群落碳源利用率,不同时期将土壤微生物群落划分而起分异作用的主要碳源是糖类和胺类。【结论】大气CO_2浓度升高能使微生物群落的活性及碳源利用率明显增加,并且均提高宁夏枸杞根区土壤微生物群落的物种丰富度、物种优势度及群落均匀度,1倍增大气CO_2浓度处理土壤微生物群落代谢活性和多样性最高,六大类碳源中,氨基酸类、酯类和胺类碳源是宁夏枸杞根区土壤微生物群落利用并转化的主要碳源。处理60天时(7月份)土壤微生物群落碳源利用率最强。因此,大气CO_2浓度升高是造成宁夏枸杞根区土壤微生物群落代谢多样性和碳源利用差异的主要原因。     

大气CO_2浓度倍增对宁夏枸杞生长的影响

以大气CO_2浓度和温度升高为主要特征的全球气候变化对农业生态系统、森林生态系统产生显著的影响。自20世纪90年代以来,气候变化,特别是大气CO_2浓度升高对植物的生理影响及植物的响应已成为一个重要的生理生态学研究热点问题(张晶晶等,2006;邓可洪等,2006;贾夏等,2005;     

CO2浓度升高处理下宁夏枸杞糖代谢相关酶及基因表达分析

【目的】探究CO₂浓度升高对宁夏枸杞果实发育过程中碳水化合物积累的影响,为揭示枸杞果实品质形成对气候变化的响应提供参考。【方法】以宁夏枸杞‘宁杞1号’为试验材料,采用开顶气室模拟控制系统进行CO₂浓度升高处理(800±20μmol·mol^-1),以自然环境CO₂浓度(400±20μmol·mol^-1)为对照,处理60天后收集幼果期、青果期、转色期、红果期的根、茎、叶和果实样品,测定其糖组分含量及糖代谢相关酶活性和基因表达。【结果】1) CO₂浓度升高处理可促进果实发育过程中半乳糖、蔗糖和总糖的积累,红果期半乳糖、果糖、蔗糖、总糖含量较对照分别提升35.71%、23.18%、19.57%和12.23%(P<0.05)。2) CO₂浓度升高处理下,宁夏枸杞发育期根、茎、叶和果实组织中苹果酸合成酶(LbMS)、中性转化酶(LbAI)、蔗糖磷酸合成酶(LbSPS)及蔗糖合成酶(LbSS)活性均显著升高(P<0.05),α-半乳糖苷...     

CO_2浓度倍增对宁夏枸杞叶绿素荧光参数的影响

为了了解气候变化对枸杞光合作用的影响,以宁夏枸杞苗木为试验材料,采用开顶式气室模拟控制CO2浓度,设置倍增CO2浓度(720±20μmol/mol)和自然环境大气CO2浓度(360±20μmol/mol,对照)处理,测定2种处理下枸杞叶片叶绿素荧光参数,分析其变化。结果表明:CO2浓度倍增处理对宁夏枸杞叶片的初始荧光(F0)无显著影响,而最大荧光(Fm)、PSII的潜在光化学活性(Fv/F0)、PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(RET)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSII)均显著增加,说明CO2浓度倍增可以提高枸杞叶片的光能转化效率以及光能利用率,增强其光合能力。     

大气中O3与CO2浓度升高对植物影响研究进展

由于工业的快速发展,大气中的O₃和CO₂浓度有逐年上升的趋势,对植物产生了很大的影响。目前,植物对O₃和CO₂浓度变化的复合作用的响应机制研究已经成为生态学研究的热点问题。文中阐述了O₃和CO₂浓度升高及其复合作用对植物的形态特征、光合作用、抗氧化系统及生物量等生理生化机制的影响,指出目前研究中存在并有待进一步研究的问题,以期为进一步开展高浓度O₃和CO₂对植物生理生态学影响研究提供科学参考和理论依据。     

不同CO2 浓度对4个桤木品系光合特性的影响

对H1、H12、J5和J10 4个桤木品系苗期在不同CO2浓度条件下的光合生理生态特性进行了研究,结果表明:随着CO2浓度的增加,4个桤木品系净光合速率呈上升趋势,其CO2补偿点为39～154 μmol·mol-1,CO2饱和点为800～2 000 μmol·mol-1,净光合速率最大值Pm以6月份最高,10月份最低;羧化效率(CE)介于0.001 5～0.051 5之间,H1、H12在7月份有较大的CE;4个桤木品系蒸腾速率(Tr)下降、胞间CO2浓度(Ci)上升,气孔导度(Cond)下降,光合特征值在10月份最低,可能是10月初突然降温、秋天干旱等对桤木生长有影响;叶面饱和蒸气压亏缺(Vp)随着CO2浓度的增加缓慢上升,增加幅度不大.     

CO_2浓度升高与温度、干旱相互作用对植物生理生态过程的影响

基于CO2浓度升高、温度、干旱三者之间协同作用对植物生理生态的影响,总结了近年来国内外关于全球气候变化对植物生理生态过程（光合作用、呼吸作用）影响的研究内容,据此指出未来全球变化条件下植物生理生态的研究应在分子水平上进一步深入。     

气温升高对枸杞苗木生长的影响

通过对枸杞幼苗生长指标和生理指标的测定，探讨增温处理对枸杞苗木生长的影响。结果表明：在生长前期，苗木的新梢长和新梢粗都表现为增温处理时增长幅度较大，但后期受到抑制，新梢长的表现较为明显；处理结束后，测定苗木的单叶面积、生物量和叶绿素含量，结果均表现为增温处理低于对照处理，其中单叶面积的差异较为显著。由此可知，增温过高对枸杞苗木的生长有抑制作用。     

CO2浓度升高对植物生长和N吸收及代谢的影响

指出了随着大气中的CO2浓度不断升高，对陆地生态系统造成一定的影响，从植物的生长、植物N素吸收、植物及代谢酶等方面详细地探讨了CO2浓度对植物的影响。     

CO2浓度升高对植物生理生化影响的研究进展

随着现代工业化的发展,CO2浓度呈上升趋势,对生态环境及植物生长产生不可逆转的影响.本文从植物叶片对CO2的吸收和固定等生理响应的机理研究方面,综述了CO2浓度升高对不同类型植物关键生理生化指标的影响,主要从光合作用、呼吸作用、叶片气孔导度、抗氧化酶活性和膜脂过氧化能力等方面总结了近年来CO2浓度升高对植物生长及生理活...     

高CO2浓度和干旱胁迫对4种树苗光合特性的影响

在不同CO2浓度(380、720 μmol·mol-1)的密闭式生长箱内,对5年生油松和侧柏苗、3年生元宝枫和刺槐苗进行培养,研究CO2浓度升高与干旱胁迫对4种树苗光合特性和水分利用效率的影响.结果表明:高CO2浓度均能增加正常水分和重度干旱胁迫下4个树苗的光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)和瞬时水分利用效率(WUE;),而降低蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Cord);在轻度干旱和重度干旱条件下,Pn、Ci、Tr、Cond和WUEi增加,刺槐的WUEi却减少.CO2浓度增加,4个树种在同一干旱时期的碳稳定同位素比值(δ13C)减少.随着干旱胁迫加剧,不同CO2浓度下4个树种的Pn、Tr和Cond减少,而720 μmol·mol-1 CO2浓度下4个树种和380 μmol·mol-1CO2浓度下刺槐和元宝枫的WUEi和δ13C增加,而380μmol·mol-1CO2浓度下油松和侧柏的WUEi和δ13C先增加,到重度干旱时又下降.CO2浓度增加与干旱胁迫的交互作用减弱了干旱胁迫或者CO2浓度增加中的某一因子对气孔变化的敏感性,使得气孔变化缓慢,延迟了水分胁迫的发生.     

气候变化和CO_2浓度升高对森林影响的探讨

CO2和其它温室气体浓度的增加,使全球气候发生了急剧变化,影响到森林生态系统的结构和功能。在总结国内外已有研究成果的基础上,就气候变化及CO2浓度的升高对森林植被地理分布和组成结构、森林生产力和碳氮循环,以及极端灾害事件(病虫害和森林火灾)产生的影响进行了阐述,对气候变化与森林生态系统相互作用关系进行了分析与探讨,对今后的研究方向及研究重点进行了展望,以期为气候变化的科学研究和森林生态系统的管理提供借鉴与帮助。     

兴安落叶松生态系统CO2浓度及其δ13C动态对环境因子的响应

【目的】探明环境因子对兴安落叶松原始林生态系统CO₂浓度及其δ¹³C动态的影响,深入理解生态系统的碳交换过程,为模拟和预测全球变化与生态系统之间的互馈机制以及科学评估寒温带森林生态系统碳汇能力提供参考。【方法】采用离轴积分腔输出光谱技术对兴安落叶松生态系统不同物候期、不同高度的CO₂浓度及其δ¹³C进行连续高频观测,并分析环境因子与CO₂浓度变化的关系。【结果】1)兴安落叶松生态系统不同高度的CO₂浓度在生长季和日尺度上均呈单峰变化,峰值分别出现在展叶期(522.34μmol·mol^-1)和凌晨(782.81μmol·mol^-1),谷值分别出现在落叶期(406.07μmol·mol^-1)和中午(379.72μmol·mol^-1);δ¹³C变化趋势与CO₂浓度相反;2)CO₂浓度随垂直高度升高而减小,δ     

樟树幼树光合特性及其对CO2浓度和温度升高的响应

用Li COR 6 4 0 0便携式光合作用测定系统对亚热带常绿阔叶树种樟树幼树的光合特性及其对CO2 升高的响应进行了研究。结果表明 :樟树叶片光合速率日变化呈双峰曲线 ,最高峰出现在 10 :0 0 ,次高峰出现在 14 :0 0 ,午间有明显的“午休”现象 ,气孔因素是导致午休的主要原因。中午光照强度大 ,叶片与空气之间的水汽压差达到最大值 ,相对湿度、气孔导度、胞间CO2 浓度达到最小值 ,诱导叶片光合午休。正常大气条件下 ,樟树叶片光饱和点为 12 5 0 μmol·m- 2 s- 1 ,光补偿点 4 0 6 μmol·m- 2 s- 1 ,在 10 0 0 μmol·m- 2 s- 1 光强下CO2 饱和点为 12 0 0 μmol·mol- 1 ,CO2 补偿点为 5 0 μmol·mol- 1 。水分利用效率、气孔导度、蒸腾速率在不同的CO2 浓度梯度下 ,随着光强的增加而增加。在 2 4～ 35℃时 ,随着光合有效辐射的增加 ,温度升高导致樟树光合速率降低。     

宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响

【目的】探究不同品种（系）宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响,为枸杞制干工艺提供有价值的理论依据。【方法】以制干差异较大的不同品种（系）宁夏枸杞为试验材料,采用称重法、石蜡切片和扫描电镜等方法,对果实加工性状、果皮及角质层结构、果皮蜡质微形态和不同预处理枸杞果实制干时间进行探究,明确不同品种（系）宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响。【结果】1）不同品种（系）枸杞果实纵径、百粒质量、单果体积存在显著差异,‘16-23-7-8’横径、纵径、百粒质量、单果体积均最高,‘宁杞1号’最低。2）随着果实发育,果皮和角质层厚度逐渐增加且存在显著差异。‘宁杞5号’果皮厚度最大,达768.273μm;‘宁杞1号’果皮厚度最小,为445.100μm。‘14-402’角质层最厚,达9.420μm;‘16-23-7-8’最低,为7.528μm。3）成熟期枸杞果实表皮被束状蜡质层覆盖,蜡质晶体呈无规则片状,片状蜡质层较厚,排列较紧密。4）不同品种（系）枸杞果实制干时间存在显著差异,由易到难依次为‘宁杞1号’、‘Z44’、‘16-23-7-8’、‘14-402’、‘宁杞5号’。与对照相比,碱处理后,平...     

大气CO2浓度增加对不同层次生物组织结构与功能的可能影响

本文系统地综述了国际上开展与全球气候变化有关的大气CO₂浓度增加对植物和生态系统影响研究的实验技术方法和细胞、叶片和个体水平对CO₂反应的最新研究成果,人工气候模拟装置和测定技术;大气CO₂浓度增加对细胞、叶片及个体植物生长的影响;主要的研究结论。     

CO_2浓度升高对落叶松叶片抗氧化系统的影响

在CO_2浓度升高和对照处理的两个开顶式气室(OTC-Ⅰ型)内,研究分析了高浓度CO_2对落叶松针叶抗氧化系统酶活力的影响。结果表明:短期内(2个月左右)CO_2浓度升高条件下,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸(ASA)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)含量上升,且SOD与O_2·~-产生速率之间呈极显著负相关;但长期高浓度CO_2处理下,ASA含量与SOD、APX、GR活性略有下降,可见,较长期高浓度CO_2处理可能使此效果发生逆转。在CO_2浓度升高条件下,植物可能通过抗氧化能力的增强来减轻胁迫造成的细胞损伤,从而增强植物的抗性。     

CO_2浓度升高对落叶松针叶质膜过氧化物产量的影响

以10 a生落叶松幼树为试验对象,在CO_2浓度升高和对照处理的开顶式气室(OTC-Ⅰ型)内,研究分析高浓度CO_2对其针叶质膜过氧化物产量的影响,结果表明:短时间(60 d)高浓度CO_2处理条件下,MDA含量降低,细胞质膜过氧化程度减轻;但长时间(超过70 d)处于高浓度CO_2条件下则会严重损伤细胞,导致植物体受害。MDA与O2-·产生速率存在正相关关系,但并不显著,在短时间(60 d)CO_2浓度升高条件下,O2-·产生速率与H2O2含量降低;长期高浓度CO_2处理下,O2-·产生速率与H2O2含量略有上升。     

柔性气调库中CO2浓度对红灯樱桃果实品质和耐藏性的影响

以红灯樱桃为试材,研究了柔性气调库中CO2浓度对樱桃果实品质及贮藏效果的影响。结果表明,在温度0.5℃~±1℃,氧气浓度2%~3%的条件下,12%~14%CO2处理能有效抑制樱桃果实呼吸强度,延缓可溶性固形物转化,保持果实酸度,降低腐烂率,延长贮藏期。