CO2浓度升高对宁夏枸杞不同器官中生物活性物质含量的影响

以两年生‘宁杞1号’‘宁杞7号’‘宁杞10号’扦插苗木为试验材料,探究大气CO2浓度升高对宁夏枸杞根、茎、叶、果中生物活性成分的影响,为气候变化背景下经济林品质形成及适应性栽培提供理论依据。结果表明：（1）大气CO2浓度升高处理下,‘宁杞1号’各器官总糖含量显著降低,枸杞多糖含量显著增加,秋果中总糖同比下降11.58%为229.75 mg·g^-1,根中枸杞多糖较对照提高46.8 mg·g^-1。（2）‘宁杞7号’与‘宁杞10号’根中各糖组分均显著下降,秋果中还原糖与总糖均显著升高,二者秋果中总糖分别升高 43.72%、39.36%,达到260.76、297.65 mg·g^-1。（3）‘宁杞7号’茎和叶中类胡萝卜素含量显著下降,秋果中枸杞多糖含量显著上升24.66%,为28.72 mg·g^-1;‘宁杞10号’叶中枸杞多糖和类胡萝卜素含量显著降低18.88%、15.72%,根和秋果中与之相反,根系中分别提高48.81%和34.12%,秋果中分别显著增加 8.00%、14.80%。研究发现,大气CO2浓度升高对不同宁夏枸杞品种不同器官中生物活性成分的影响不同,大气CO2浓度升高抑制‘宁杞1号’糖分的积累,促进其枸杞多糖的合成,也促进‘宁杞7号’秋果中生物活性物质的积累,提高‘宁杞10号’秋果的糖含量,‘宁杞10号’受大气CO2浓度升高的负面影响较小,‘宁杞7号’次之,在气候变化背景下可根据收获利用的目标器官筛选不同宁夏枸杞品种,进行定向培育与生产,从而促进枸杞产品开发及产业发展。     

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。     

大气CO2浓度升高对长白赤松幼苗土壤酶活性的影响

【目的】探讨长白赤松土壤酶活性对大气CO2浓度升高的响应规律。【方法】采用1.2m×0.9m×0.9m的开顶箱控制CO2浓度,试验设高浓度CO2处理(CO2浓度分别为700,500μmol/mol)及开顶箱对照(CK)和裸地对照(B),2个对照处理的CO2浓度均为大气CO2浓度(370μmol/mol)。采用多点混合法于7,8,9月的中旬采集各处理0～10cm土层土壤样品,分析土壤水解酶和氧化还原酶活性的变化规律。【结果】与2个对照处理相比,高浓度CO2条件下,土壤脲酶、淀粉酶、转化酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶以及脱氢酶活性均升高,而土壤蛋白酶和磷酸酶活性总体上表现出降低,且不同高浓度CO2处理对土壤蛋白酶和磷酸酶活性的影响差异不显著。【结论】高浓度CO2处理下,长白赤松土壤脲酶、转化酶、淀粉酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶以及脱氢酶活性明显增加,而土壤蛋白酶和磷酸酶的活性明显降低;各土壤酶活性的月动态规律在不同程度上受到了高浓度CO2的影响。     

淹水胁迫下枫香光合生理特性对CO2浓度倍增的响应

设置了4个CO2浓度(当前大气CO2浓度(392μmol/mol)、1.25倍当前大气CO2浓度(490μmol/mol)、2倍当前大气CO2浓度(784μmol/mol)和3倍当前大气CO2浓度(1 176μmol/mol)),研究了淹水胁迫中C3植物种子繁殖1年生枫香净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)光合生理生态参数对CO2浓度倍增的响应。结果表明:在根部渍水和冠层半淹下,CO2浓度升高至当前大气CO2浓度的1.25倍,2倍,3倍,Pn分别较当前大气CO2浓度下的增大1.1%,1.7%,5.0%;1.1%,3.4%,4.8%;Tr分别降低10.5%,13.9%,42.9%;11.5%,13.2%,20.9%;Gs分别减少58.6%,85.6%,90.7%;33.8%,38.4%,46.8%;WUE分别提高22.2%,46.4%,86.7%;3.7%,15.1%,30.9%。在相同淹水条件下,CO2浓度越高,植物Pn和WUE越大,Tr和Gs越小;同时,Pn在根部渍水条件下对CO2浓度升高的响应较冠层半淹的明显,Tr、Gs与之相反,种子繁殖1年生枫香在冠层半淹下3倍CO2浓度时用水最经济,WUE高达21.29μmolCO2/mmolH2O,说明能够适应富二氧化碳背景下滩地等湿地环境。     

覆膜玉米不同生育期土壤酶活性对大气CO2浓度升高的响应

为探讨旱区覆膜玉米农田土壤酶活性对未来气候变化的响应,在田间条件下通过改进的开顶式气室(OTC)系统自动控制大气CO_2浓度,设置自然大气CO_2浓度(CK)、OTC对照(OTC)、OTC系统自动控制CO_2浓度(700μmol·mol~(-1),OTC+CO_2)3个处理,研究了旱区覆膜高产栽培春玉米播前、六叶期(V6)、十二叶期(V12)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)及完熟期(R6)土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性对大气CO_2浓度升高的响应特征。研究发现:OTC处理条件下,土壤碱性磷酸酶活性相比CK在V12期降低8.80%(P0.05),而在R6期提高8.95%(P0.05);蔗糖酶活性在播前、V6、R1期降低12.65%～21.43%(P0.05),R3期升高17.50%(P0.05);过氧化氢酶活性在V12、R1、R6期均显著降低。大气CO_2浓度升高对玉米各生育期土壤脲酶活性均无显著影响;使R1、R6期碱性磷酸酶活性降低8.74%和6.39%(P0.05);使V6、R3期蔗糖酶活性升高30.18%和18.37%(P0.05);此外,增加了V12期过氧化氢酶活性,而降低了R3期过氧化氢酶活性。结果表明:当前旱作覆膜高产栽培模式下,大气CO_2浓度升高对春玉米农田土壤酶活性的影响因作物生育期和酶种类不同而异;土壤酶活性对OTC及大气CO_2浓度升高的响应程度不一,在当前试验条件下,OTC对土壤酶活性的影响较大气CO_2浓度升高更为显著。     

大气CO2浓度和温度升高对麦田土壤呼吸和酶活性的影响

以同步模拟大气CO_2浓度和温度升高的田间开放式气候变化平台为依托,研究大气CO_2浓度和温度的对照处理(CK)、CO_2浓度升高(CE)、试验增温(WA)以及两者同时升高(CW)对小麦土壤呼吸、脲酶和转化酶的影响。结果表明:与对照相比,CE处理的小麦季土壤呼吸速率没有显著变化,而升温处理(WA和CW)的土壤呼吸速率显著提高;在分蘖期土壤脲酶和转化酶活性没有明显变化,在抽穗和成熟期,升温处理显著提高了转化酶活性,而CE处理显著提高了抽穗期转化酶活性;与对照相比,CE处理土壤脲酶活性没有变化,而WA处理显著提高了抽穗期的土壤脲酶活性。可见,大气CO_2浓度和温度升高对不同生育期的土壤呼吸和酶活性影响存在差异,而且土壤呼吸、脲酶和转化酶活性对温度升高的响应比较敏感。     

CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放研究

为了研究CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放通量变化,选择三江平原典型草甸化小叶章（Calamagrostis angustifolia）湿地系统为对象,利用开顶箱进行CO2浓度升高模拟试验。试验结果表明,CO2浓度升高促进了湿地生态系统CO2排放量,不施氮、常氮和高氮处理分别增加23．78％、23．14％和34．18％．CO2浓度升高增加了小叶章地上、地下生物量的积累,且当氮素供应充足时增加显著。土壤微生物量碳和水溶性有机碳在CO2浓度升高条件下有增加的趋势。回归分析表明小叶章生物量、土壤活性有机碳与湿地生态系统CO2排放量显著相关。CO2浓度升高和施氮通过影响植物生物量和土壤微生物活性进而影响湿地生态系统CO2排放量,这对于重新估算未来环境变化条件下湿地生态系统碳平衡具有重要意义。     

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...     

大气CO2和O3浓度升高对淡水环境水化学条件的影响

在开顶式气室OTC(Opentopchamber)平台下,构建微宇宙水环境模拟系统,初步研究了当大气CO2浓度升高200μL·L-1、O3浓度升高50 nL·L-1及其复合作用下,水体理化参数(pH、Eh、可溶态Zn、Mg、Fe以及可溶态总氮、总磷)、沉积物理化性质(pH、Eh、Zn、Mg和Fe的形态)的变化。经5个月的持续观察发现,与正常大气条件相比,CO2升高(600±10)μL·L-1,水体pH下降,可溶态Zn、Mg浓度升高,可溶态总磷浓度无明显变化;O3升高(125±20)nL·L-1,水体pH无明显变化,可溶态Zn、Mg、总磷浓度无明显变化;CO2和O3复合升高[(600±10)μL·L-1CO2,(125±20)nL·L-1O3],水体pH下降,可溶态Zn浓度无明显变化,可溶态Mg、总磷浓度升高。结果表明:CO2单独升高可降低水体pH,促进沉积物对金属元素的释放;O3单独升高对水体pH、沉积物释放元素无明显影响;而CO2+O3复合升高可降低水体pH,促进沉积物对Mg和磷的释放。     

密闭居室CO2浓度富集模型

建立了以人体作为CO2发散源的密闭居室内CO2浓度随时间富集的模型,并以实测数据进行了验证.结果表明,根据模型得到的理论值与实测值接近,平均相对误差为13.6%,模型能够较好地表达密闭房间CO2浓度随时间变化的规律.     

基质与地膜覆盖对枸杞扦插苗生长及内源营养物含量的影响

为了进一步提高枸杞苗木的繁育品质,以‘宁杞一号’为试验材料,研究了不同基质（粗砂、细河沙、蛭石、耕作土、草炭土+蛭石）和地膜覆盖处理对枸杞硬枝扦插苗生长及内源营养物含量的影响。结果表明:1）草炭土加蛭石的混合基质最有利于插条萌芽,其萌芽成活率高达67.8%～88.3%;其次为耕作土（64.6%～79.8%）和粗砂（58.6%～81.2%）;细河沙和蛭石的表现最差。2）混合基质对插条地上部分生长的促进作用最明显,平均新梢生长量达到15.40 cm,其次分别为耕作土（14.43 cm）、蛭石（11.70 cm）、细河沙（11.45 cm）和粗砂（10.17 cm）。3）粗砂最有利于插条根系生长,但是粗砂不利于插条地上部分的形态建成。4）地膜覆盖在萌芽成活率、新梢及根系生长方面均优于露地扦插,并能显著加快插条的萌发和成苗形成。5）地膜覆盖能够促进插条内源营养物质的形成,可溶性糖和可溶性蛋白质含量均高于露地扦插。6）10种处理中,以混合基质+地膜覆盖方式的效果最好,最适用于枸杞的硬枝扦插。     

AM真菌和施钾对宁夏枸杞响应干旱胁迫的交互影响

通过盆栽控水法研究干旱条件下接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus,AMF）根内球囊霉(Rhizophagus irregularis,Ri)和施钾对宁夏枸杞生长、各组织中钾元素含量、叶片抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:干旱条件下,随着施钾量的升高,AMF侵染率逐渐升高;AMF和施钾均不同程度地影响了宁夏枸杞的生长,提高了宁夏枸杞根和叶中的钾元素含量。干旱条件下,施钾显著提高了宁夏枸杞叶片的PSⅡ最大光化学量子产量（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学量子产量（ФPSⅡ）、光合电子传递速率（ETR）,降低了非光化学猝灭系数（qN）;AMF在不同施钾水平下均显著提高了宁夏枸杞叶片的F_v/F_m、ФPSⅡ、ETR、光化学猝灭系数（qP）,降低了qN。干旱胁迫时,随着施钾量的升高,宁夏枸杞叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性增强,过氧化氢酶（CAT）活性变化不显著;在施钾量2 mmol时,AMF显著提高了叶片POD、SOD的酶活性。因此,AMF和钾能够通过调控植物体的营养状况、提高植物的抗氧化酶系统活性和改善植物对光能的利用效率帮助植物抵御干旱胁迫,双因素方差分析结果显示接种AMF比施钾的效果更显著。     

不同种植年限宁夏枸杞根际微生物的群落多样性

为了解长期人工种植宁夏枸杞根际土壤微生物群落结构特征及其与AM真菌侵染率的关系,本研究分析测定了种植5、10、15 a和24 a宁夏枸杞根际AM真菌的定殖情况和土壤理化性质,并利用PCR-DGGE技术分析了不同种植年限宁夏枸杞根际土壤微生物多样性。结果表明,不同种植年限宁夏枸杞根际土壤pH、速效磷、速效钾、硝态氮存在显著差异,速效磷、速效钾、硝态氮含量在10 a达到最大,这可能与长期施肥及植物对氮磷钾的利用率有关。测序结果表明,随着种植年限的增长,宁夏枸杞根际土壤的微生物多样性呈一定程度的下降趋势,宁夏枸杞根际AM真菌的香农指数在种植5 a时最高,条带数最多,为11条,在种植10 a时显著降低（与种植5 a枸杞相比）,在种植24 a时达到最低。根际细菌的香农指数在种植5 a时最高,条带数最多,为31条,说明5 a生宁夏枸杞根际根中细菌种类最多,在种植15 a时显著降低（与种植10 a相比）。通过相关性分析发现,孢子密度差异显著,孢子密度与铵态氮显著正相关,菌根侵染率与铵态氮呈负相关。AM真菌物种丰度与速效钾、硝态氮显著正相关,与土壤pH显著负相关,均匀度指数与pH正相关,与速效磷、铵态氮显著负相关。由此可见,树龄和土壤因子在一定程度上影响根际微生物群落结构。     

枸杞多糖对四氯化碳诱导建鲤原代肝细胞损伤的保护作用研究

研究中药枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide,LBP)对四氯化碳(CCl4)诱导的建鲤(Cyprinus carpiovar Jian)肝细胞急性损伤的保护作用。利用8 mmol/L四氯化碳构建建鲤肝细胞损伤模型,用不同浓度的枸杞多糖处理肝细胞,设空白对照组、枸杞多糖对照组(0.4 mg/mL)、模型组(CCl4)、预防组(CCl4处理前加枸杞多糖孵育,0.1、0.2和0.4 mg/mL)、治疗组(CCl4处理后加枸杞多糖孵育,0.1、0.2和0.4 mg/mL)和预防治疗组(枸杞多糖孵育后经CCl4处理再经枸杞多糖孵育,0.1、0.2和0.4 mg/mL)。12 h后,收集细胞和细胞培养液,然后测定谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、细胞活力、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、免疫球蛋白M(IgM)及药物代谢酶细胞色素P450 2E1(CYP2E1)等生化指标。研究结果表明:CCl4处理后可以显著增加GPT、GOT、LDH、MDA、TNF-α、IL-1β、IgM及CYP2E1的含量,降低SOD活性和细胞活力;枸杞多糖处理组可不同程度地抑制上述生化指标的变化,其中预防组及预防治疗组对于转氨酶(GPT、GOT)、LDH、MDA、细胞因子(TNF-α、IL-1β)、IgM及CYP2E1等活性的升高皆有显著抑制作用,同时显著提高SOD酶活性及细胞活力,且呈剂量依赖性;而治疗组仅对LDH、TNF-α及CYP2E1有显著的抑制作用。综上结果,认为枸杞多糖对四氯化碳致建鲤肝损伤具有一定保护作用,可以应用于鱼类肝损伤的防治。     

秸秆生物反应堆对温室气温和二氧化碳浓度的影响

[目的]研究秸秆生物反应堆技术的应用对茄子温室内气温和二氧化碳浓度的影响。[方法]以茄子温室为研究对象,通过栽培试验和室内测定分析方法相结合,对玉米秸秆反应堆技术应用过程中的温室内外二氧化碳浓度进行跟踪观测。[结果]秸秆生物反应堆对棚内气温有明显的提高,平均提高1.5～2.3℃,最高可以提高温室温度4℃。应用秸秆生物反应堆可以明显提高棚内二氧化碳浓度。[结论]秸秆生物反应堆技术能够明显改善温室的生态环境,解决日光温室CO2不足的矛盾,为温室蔬菜增产提供基础保证。     

光照和渗透胁迫对枸杞离体叶片花青苷积累的影响

为研究不同光照和渗透胁迫条件对枸杞离体叶片花青苷积累的影响,该研究使用萌发后25 d的‘宁杞7号’红枸杞和黑果枸杞无菌苗离体叶片进行不同光照（白光、红光、蓝光、远红光）和渗透胁迫（蔗糖浓度梯度）处理7 d,然后测定枸杞离体叶片中花青苷含量。结果表明:1）枸杞离体叶片中花青苷积累受培养基中不同浓度蔗糖影响差异显著,花青苷积累随培养基中蔗糖浓度的升高先升高再降低,在白光（15 000 lx）下蔗糖浓度500 mmol/L时,‘宁杞7号’红枸杞和黑果枸杞离体叶片花青苷的积累均达到最大值;2）相同浓度蔗糖的渗透胁迫下,不同波长单色光对枸杞离体叶片中花青苷积累的影响差异显著:蓝光（450 nm）下,黑果枸杞离体叶片中花青苷的积累显著高于‘宁杞7号’红枸杞,黑果枸杞离体叶片中花青苷积累量最高值超过相同渗透胁迫白光处理时花青苷积累量的3倍;红光（650 nm）和远红光（730 nm）下,‘宁杞7号’红枸杞离体叶片中花青苷的积累显著高于黑果枸杞,且远红光下2种枸杞离体叶片花青苷积累差异更显著,但绝对值较低。结果表明,蔗糖浓度400~500 mmol/L的渗透胁迫条件下可适于诱导枸杞离体叶片中花青苷积累,短波长的蓝光较适合黑果枸杞离体叶片中花青苷诱导,而长波长的红光更适合红枸杞离体叶片中花青苷诱导。该研究结果为后续以枸杞离体叶片或悬浮细胞作为生物反应器低成本大规模生产花青苷提供了重要依据。     

青海柴达木地区毛苕子腐解对枸杞生长的影响

以毛苕子（Vicia villosa）、枸杞品种宁杞7号为材料,研究了毛苕子腐解的绿肥对枸杞种植土壤养分及枸杞生长的影响。结果表明,种植绿肥及翻压绿肥对枸杞的营养生长有一定的促进效果,毛苕子165 kg·hm^-2可显著提高2年生枸杞的成活率,其株高、新枝数和新枝长均有显著增加。     

大气CO2浓度升高对粳稻稻米物性及食味品质的影响

在2009和2010年利用独特的稻/麦轮作系统FACE(Free Air CO2 Enrichment,开放式空气CO2浓度增高)平台,以武运粳21、扬辐粳8号、武香粳14和武粳15为供试材料,研究了高浓度CO(2比大气背景CO2浓度高200 μmol·mol-1)对粳稻蒸煮米的硬度、粘性、香气、光泽、完整性、味道和口感等的影响。物性分析仪测定结果表明,高浓度CO2环境下粳稻熟米的硬度和粘性总体呈增加趋势,其中扬辐粳8号两指标的增幅均达显著水平。食味计测定结果显示,高浓度CO2对蒸煮稻米香气、光泽度、完整性、味道和口感等食味品质指标均没有影响。相关分析表明,CO2与品种的互作对米饭硬度和粘性有显著影响,但对食味品质参数均没有影响。CO2与年度、CO2与年度和品种间的互作对所有测定参数均无显著影响。两年数据一致表明,未来高浓度CO2环境下粳稻蒸煮米的硬度和粘性将呈增加趋势,增幅因品种而异,但米饭食味品质无显著变化。