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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
大气二氧化碳(CO2)和臭氧(O3)浓度升高是全球气候变化的主要特征之一。土壤胞外酶作为维持土壤生态系统服务功能的重要参与者,其活性对于大气CO2和O3浓度升高的响应特征及驱动机制研究,以及应对并缓解未来全球气候变化具有重要意义。本研究采用开顶式气室(OTCs)分别模拟大气CO2浓度升高(环境大气+200μmol·mol-1,eCO2)、大气O3浓度升高(环境大气+0.04μmol·mol-1,eO3)及其交互处理(环境大气+200μmol·mol-1 CO2+0.04μmol·mol-1 O3,eCO2+eO3),探究水稻根际土壤胞外酶活性对大气CO2和O3浓度升高的响应。结果表明:与对照(环境...  相似文献   

2.
大气CO2浓度和温度升高对水稻干物质积累的影响因不同栽培区域和不同稻作类型而异。目前,我国双季稻轮作系统干物质生产力对温度、CO2浓度升高和二者交互作用的响应特征尚不明确。本研究以早稻‘两优287’和晚稻‘湘丰优9号’为供试材料,在湖北省荆州市利用开顶式气室(OTC)进行连续3年的大田原位模拟试验,设置大田(UC)、对照(CK,OTC控制大气温度和CO2浓度)、增温2 ℃(ET)、CO2浓度增加60 μmol·mol-1(EC)、增温2 ℃+CO2浓度增加60 μmol·mol-1(ETEC)5个处理,研究温度和CO2浓度升高对早稻和晚稻地上部生物量、叶面积和净同化速率的影响。结果表明: CO2浓度和/或温度升高对早稻和晚稻移栽-拔节阶段净同化速率影响不显著,提高了拔节-齐穗阶段净同化速率,但降低了齐穗-成熟阶段净同化速率(除早稻对高CO2浓度表现为正响应外)。CO2浓度和/或温度升高促进了各生育期叶面积的增长,以ETEC处理叶面积指数最高(除成熟期外)。在齐穗期,温度和CO2浓度升高协同促进了地上部干物质积累,ETEC处理早稻和晚稻地上部生物量比CK高10.3%~39.8%和23.6%~34.4%;在早稻成熟期,增温在一定程度上抵消了增加CO2浓度对地上部干物质积累的促进作用,ETEC比EC地上部生物量降低3.2%~14.1%;而晚稻成熟期,增温和增加CO2浓度表现为正向的交互作用,可进一步提高地上部生物量。回归分析表明,温度和CO2浓度升高在双季稻营养生长阶段对植株净同化能力以正向作用为主,在生殖生长阶段增温表现为负向作用。由于生长特性、生育期跨度和温度资源配置的差异,CO2浓度和温度升高可能提高我国双季稻轮作系统干物质生产力。  相似文献   

3.
试验设置半开顶式CO2人工气候室,研究了不同CO2浓度处理(360、540 μmol·mol-1)与施氮(N)量(0、150、300 和450 kg·hm-2)对棉花干物质的积累与分配、氮素吸收量及土壤脲酶活性的影响.多样性指数和主成分分析表明: 各施N水平下,CO2浓度增加下棉花蕾、茎、叶和整株的总干物质积累量显著增加;2个CO2浓度下,300 kg·hm-2-N (N300)处理棉花蕾、茎、叶、根及整株干物质量显著高于其他3个N肥处理,合理的氮肥施用可显著提高棉花干物质积累量.棉花蕾和茎的氮素吸收量受CO2浓度影响显著,与360 μmol·mol-1CO2浓度相比,CO2浓度为540 μmol·mol-1条件下蕾和茎的氮含量显著增加,其中N300处理下蕾的氮含量最高,N150和N300处理茎的氮含量高于N0和N450处理;叶的氮素吸收量受CO2和N的交互作用影响显著,在N0、N150、N300处理下,540 μmol·mol-1CO2浓度下叶的氮含量增加;棉花根的氮素吸收量受施N的影响显著,540 μmol·mol-1CO2浓度下根的氮含量随着施N量的增加显著增加.总体上,540 μmol·mol-1CO2浓度下棉花的氮素吸收量高于360 μmol·mol-1 CO2浓度,各CO2和N组合处理下,棉花各器官的氮素积累量蕾铃最高,叶片居中,其次是茎秆,根系最低.各施N水平下,两个土层的土壤脲酶活性随着CO2浓度升高而显著增加;不同CO2浓度处理下,0~20 cm土层土壤脲酶活性随着施N量的增加而增加,20~40 cm土层N300处理下的土壤脲酶活性高于其他N肥处理;CO2和N互作下,0~20 cm土层土壤脲酶活性的平均值显著高于20~40 cm土层.大气CO2浓度为540 μmol·mol-1、氮肥施用量为300 kg·hm-2可显著提高棉花干物质积累量和氮素吸收量.  相似文献   

4.
吕宁  尹飞虎  陈云  高志建  刘瑜  石磊 《生态学杂志》2015,26(11):3337-3344
试验设置半开顶式CO2人工气候室,研究了不同CO2浓度处理(360、540 μmol·mol-1)与施氮(N)量(0、150、300 和450 kg·hm-2)对棉花干物质的积累与分配、氮素吸收量及土壤脲酶活性的影响.多样性指数和主成分分析表明: 各施N水平下,CO2浓度增加下棉花蕾、茎、叶和整株的总干物质积累量显著增加;2个CO2浓度下,300 kg·hm-2-N (N300)处理棉花蕾、茎、叶、根及整株干物质量显著高于其他3个N肥处理,合理的氮肥施用可显著提高棉花干物质积累量.棉花蕾和茎的氮素吸收量受CO2浓度影响显著,与360 μmol·mol-1CO2浓度相比,CO2浓度为540 μmol·mol-1条件下蕾和茎的氮含量显著增加,其中N300处理下蕾的氮含量最高,N150和N300处理茎的氮含量高于N0和N450处理;叶的氮素吸收量受CO2和N的交互作用影响显著,在N0、N150、N300处理下,540 μmol·mol-1CO2浓度下叶的氮含量增加;棉花根的氮素吸收量受施N的影响显著,540 μmol·mol-1CO2浓度下根的氮含量随着施N量的增加显著增加.总体上,540 μmol·mol-1CO2浓度下棉花的氮素吸收量高于360 μmol·mol-1 CO2浓度,各CO2和N组合处理下,棉花各器官的氮素积累量蕾铃最高,叶片居中,其次是茎秆,根系最低.各施N水平下,两个土层的土壤脲酶活性随着CO2浓度升高而显著增加;不同CO2浓度处理下,0~20 cm土层土壤脲酶活性随着施N量的增加而增加,20~40 cm土层N300处理下的土壤脲酶活性高于其他N肥处理;CO2和N互作下,0~20 cm土层土壤脲酶活性的平均值显著高于20~40 cm土层.大气CO2浓度为540 μmol·mol-1、氮肥施用量为300 kg·hm-2可显著提高棉花干物质积累量和氮素吸收量.  相似文献   

5.
在CO2浓度分别为350μmol·mol-1和倍增浓度(700μmol·mol-1)的两个开顶式生长室内,研究了干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)光合作用和抗氧化酶活性的变化.结果表明,CO2浓度升高显著提高了小麦的净光合速率,降低了蒸腾速率,提高了气孔阻力和水分利用效率.倍增CO2浓度明显提高了SOD、POD及CAT酶活性,增强了小麦的抗氧化保护能力和抗旱性.  相似文献   

6.
为研究不同CO2浓度升高水平对水稻叶片荧光特性的影响,利用开顶式气室组成CO2浓度自动调控平台开展田间试验,使用便携式植物效率分析仪测定剑叶快速叶绿素荧光诱导动力学曲线,分析不同CO2浓度(CK:背景大气CO2浓度;T1:比CK的CO2浓度高80 μmol·mol-1;T2:比CK的CO2浓度高200 μmol·mol-1)下水稻主要生育期剑叶快速叶绿素荧光诱导动力学参数的变化特征.结果表明:CO2浓度升高80 μmol·mol-1,用于电子传递的量子产额(φEo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、性能指数(PIABS)在扬花期、乳熟期、蜡熟期和完熟期均显著升高,用于热耗散的量子比率(φDo)显著降低,其中φEo显著升高了7.3%~23.3%,Fv/Fm极显著升高了3.1%~7.1%,PIABS极显著升高了46.2%~93.0%,φDo则显著降低了10.3%~20.5%.CO2浓度升高200 μmol·mol-1,在拔节期,φEoFv/FmPIABS分别极显著降低了68.7%、41.4%和93.4%Do则极显著升高了78.4%;在扬花期、乳熟期、蜡熟期,T2使φEo显著升高了11.6%~19.8%,Fv/Fm显著升高了4.8%~6.8%,PIABS显著升高了53.0%~72.6%,φDo则显著降低了7.7%~19.4%.表明CO2浓度升高(80、200 μmol·mol-1)对水稻剑叶光系统Ⅱ的光合电子传递具有促进作用.  相似文献   

7.
在未来气候进一步变暖的背景下干旱发生的频率也将增加,而CO2浓度升高和干旱均会对作物生长造成影响。本研究对不同CO2浓度(环境大气CO2浓度、环境大气CO2浓度+200μmol·mol-1)和水分处理(土壤含水量为45%~55%和70%~80%的田间土壤最大持水量,分别为适宜土壤含水量和轻度干旱)下谷子叶片细胞结构、光合生理、抗氧化酶、渗透调节物质和产量的变化进行分析。结果表明:CO2浓度升高增加了谷子叶肉细胞叶绿体内淀粉粒个数、单个淀粉粒面积和淀粉粒总面积。与仅轻度干旱处理相比,轻度干旱条件下CO2浓度升高处理孕穗期谷子叶片净光合速率增加37.9%,但对该时期水分利用效率无显著影响,灌浆期谷子叶片净光合速率和水分利用效率分别增加15.0%和44.2%;孕穗期谷子叶片过氧化物酶(POD)活性和可溶性糖含量分别增加39.3%和8.0%,脯氨酸含量下降31.5%,灌浆期谷子叶片POD活性增加26.5%,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量分别下降...  相似文献   

8.
本试验利用改进的开顶式气室(OTC)在黄土高原长武农业生态试验站田间模拟大气CO2浓度升高环境,设置3个处理:CK(田间环境,自然大气CO2浓度)、OTC(OTC气室,自然大气CO2浓度)、OTCe(OTC气室,CO2浓度700 μmol·mol-1),探讨春玉米在不同生育期各器官非结构性碳水化合物(NSC)及籽粒品质(可溶性糖、淀粉和粗蛋白)对大气CO2浓度升高的响应,为揭示旱作区春玉米对大气CO2浓度升高的适应机理提供科学依据。结果表明: 大气CO2浓度升高对玉米NSC含量、积累量的影响因器官和生育期不同而异。与CK和OTC相比,OTCe促进了生殖生长阶段叶、茎和根NSC的活化再分配,提高了叶片、茎秆和根系NSC转运到籽粒的量(ATMNSC)、向籽粒的转运率(ARNSC)以及对籽粒的贡献率(ACNSC);与CK相比,OTC带来的增温效应抑制了茎和根NSC的活化再分配,促进了叶NSC的活化再分配,显著提高了玉米叶ATMNSC、ARNSC、ACNSC。在两年试验中,大气CO2浓度升高对玉米籽粒可溶性糖、淀粉和粗蛋白含量无显著影响。  相似文献   

9.
张娜  姚凤梅  张佳华 《生态学杂志》2016,27(4):1152-1162
选择黑龙江省作为研究区域,根据主栽水稻生育期内所需积温选取3个代表性品种,重点分析增温和大气CO2肥效作用对不同熟性品种水稻产量的影响.采用2013年的逐日气象资料及开顶式气室(OTC)(3个CO2浓度:390、450和550 μmol·mol-1)试验资料对品种的遗传参数进行调试;然后采用经验证的CERES-Rice作物模型分别模拟了3个CO2浓度水平下,伴随温度升高1、2、3和4 ℃时早、中、晚熟品种水稻产量.结果表明: 随CO2浓度升高,不同品种水稻产量均上升;随温度升高,早熟品种产量持续下降,中、晚熟品种产量先上升再下降.若不考虑CO2肥效作用,除了中熟和晚熟品种在增温1 ℃时会有3.1%和0.27%的小幅增产外,其余均表现为减产,其中早熟品种减产幅度最大,增温4 ℃时减产高达57.7%,而中熟和晚熟品种减产10%左右.若考虑CO2肥效作用,450 μmol·mol-1 CO2浓度下,中熟和晚熟品种在增温2 ℃时仍增产0.75%和3.2%;550 μmol·mol-1 CO2浓度下,中熟品种在增温3 ℃时仍增产4.5%,晚熟品种在增温4 ℃时仍增产0.39%.而无论是否考虑CO2肥效作用,早熟品种在增温作用下均表现大幅度减产.与不考虑CO2肥效相比,大气CO2肥效作用有效提高了水稻产量,但CO2肥效对增产的贡献率在不同品种间差异不明显,且贡献率均小于10%.  相似文献   

10.
郝兴宇  韩雪  李萍  杨宏斌  林而达 《生态学杂志》2011,22(10):2776-2780
利用FACE系统在大田条件下通过盆栽试验研究了大气CO2浓度升高\[CO2浓度平均为(550±60) μmol·mol-1\]对绿豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的影响.结果表明: 与对照\[CO2浓度平均为(389±40)μmol·mol-1左右\]相比,大气CO2浓度升高使花荚期绿豆叶片净光合速率(Pn)和胞间CO2浓度(Ci)分别升高11.7%和9.8%,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别下降32.0%和24.6%, 水分利用效率(WUE)提高83.5%;在蕾期,CO2浓度升高对绿豆叶片叶绿素初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、Fv/Fm和Fv/Fo没有显著影响;在鼓粒期,CO2浓度升高使绿豆叶片Fo增加19.1%,Fm和Fv分别下降9.0%和14.3%,Fv/Fo和Fv/Fm分别下降25.8%和6.2%.表明大气CO2浓度升高可能使绿豆生长后期光系统Ⅱ反应中心结构受到破坏,叶片的光合能力下降.  相似文献   

11.
研究了干旱、CO2浓度和温度升高对春小麦生育期、光合速率(Pn)、蒸发蒸腾(ET)及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,大气CO2浓度升高(550、700μmol·mol-1)虽可延长抽穗成熟期,但高温(日平均温度高于正常日平均温度约4.8℃)对生育期的影响远大于高CO2影响,使得高CO2、高温下抽穗成熟期缩短,且种子提前萌发;CO2浓度升高和高温共同作用使各水分处理的小麦光合增强、气孔阻力增加、叶片水平的水分利用效率(WUEl)和群体水平的水分利用效率(WUE)增大,但对蒸腾速率影响不显著.对蒸发蒸腾的影响因不同的土壤水分而不同,在高(田间持水量的75%~85%)、中(田间持水量的55%~65%)水分条件下,高温和高CO2使蒸发蒸腾增加,而在低水分条件(田间持水量的35%~45%)下,高温和高CO2使蒸发蒸腾减少.  相似文献   

12.
依托FACE技术平台, 采用稳定13C同位素技术, 通过将小麦(C3作物)种植于长期单作玉米(C4作物)的土壤上, 研究了大气CO2浓度升高和不同氮肥水平对土壤排放CO2的δ13C值及根际呼吸的影响. 结果表明: 种植小麦后土壤排放CO2的δ13C值随作物生长逐渐降低, CO2浓度升高200 μmol·mol-1显著降低了孕穗、抽穗期(施氮量为250 kg·hm-2, HN)与拔节、孕穗期(施氮量为150 kg·hm-2, LN)土壤排放CO2的δ13C值, 显著提高了孕穗、抽穗期的根际呼吸比例. 拔节至成熟期, 根际呼吸占土壤呼吸的比例在高CO2浓度下为24%~48%(HN)和21%~48%(LN), 在正常CO2浓度下为20%~36% (HN)和19%~32%(LN). 不同CO2浓度下土壤排放CO2的δ13C值和根际呼吸对氮肥增加的响应不同, CO2浓度与氮肥用量在拔节期对根际呼吸的交互效应显著.  相似文献   

13.
设计了一套适合于FACE(free-air CO2 enrichment)平台的旱地土壤气体CO2浓度廓线测定方法,并将其应用于田间实验.在江苏省无锡市郊区具有太湖地区典型水稻土的稻麦轮作农田,对FACE和对照麦田以及裸土0~30cm土层的土壤气体CO2浓度廓线进行了观测研究.结果表明,所采用的方法满足进行旱地农田土壤气体CO2浓度廓线研究的要求;在0~30cm土层中,上层土壤气体中的CO2向上垂直扩散要比下层土壤快;在作物旺盛生长期,大气CO2浓度升高200±40μmol·mol-1使0~30cm土层的土壤气体CO2浓度显著提高14%±5%(t检验P<0.001).  相似文献   

14.
为了解CO2浓度升高条件下春小麦生产和水分利用效率(WUE)的响应特征,在典型半干旱区定西,利用开顶式气室(OTC)试验平台开展了CO2浓度增加模拟试验.试验设对照(390 μmol·mol-1)、480 μmol·mol-1和570 μmol·mol-1 3个CO2浓度.结果表明: CO2浓度升高使春小麦冠层空气温度小幅上升,10 cm深处的土壤环境温度下降;CO2浓度增加对春小麦各器官生物量和总生物量都有明显促进作用,在480和570 μmol·mol-1浓度下,地上干物质量平均增长20.6%和41.5%,总干物质量平均增长19.3%和39.6%.生物量增加主要是由茎叶干物质量增加所致,与生育中期物质生产能力明显增强有关;在两种CO2浓度处理下,植株根冠比分别降低7.3%和11.8%,CO2浓度增加对春小麦地上部分干物质积累的贡献大于地下部分;CO2浓度升高主要通过影响穗粒数来影响最终产量,在480和570 μmol·mol-1浓度下,小麦产量分别增加了8.9%和19.9%;大气CO2浓度升高对春小麦光合作用影响的长期效应不明显,随CO2浓度升高,光合速率显著提高,蒸腾速率降低,蒸发蒸腾量减小.随CO2浓度升高,叶片、群体和产量3个水平的WUE都增加,其中群体水平的WUE增幅最大,产量水平的WUE增幅最小.  相似文献   

15.
为了解CO2浓度升高条件下春小麦生产和水分利用效率(WUE)的响应特征,在典型半干旱区定西,利用开顶式气室(OTC)试验平台开展了CO2浓度增加模拟试验.试验设对照(390 μmol·mol-1)、480 μmol·mol-1和570 μmol·mol-1 3个CO2浓度.结果表明: CO2浓度升高使春小麦冠层空气温度小幅上升,10 cm深处的土壤环境温度下降;CO2浓度增加对春小麦各器官生物量和总生物量都有明显促进作用,在480和570 μmol·mol-1浓度下,地上干物质量平均增长20.6%和41.5%,总干物质量平均增长19.3%和39.6%.生物量增加主要是由茎叶干物质量增加所致,与生育中期物质生产能力明显增强有关;在两种CO2浓度处理下,植株根冠比分别降低7.3%和11.8%,CO2浓度增加对春小麦地上部分干物质积累的贡献大于地下部分;CO2浓度升高主要通过影响穗粒数来影响最终产量,在480和570 μmol·mol-1浓度下,小麦产量分别增加了8.9%和19.9%;大气CO2浓度升高对春小麦光合作用影响的长期效应不明显,随CO2浓度升高,光合速率显著提高,蒸腾速率降低,蒸发蒸腾量减小.随CO2浓度升高,叶片、群体和产量3个水平的WUE都增加,其中群体水平的WUE增幅最大,产量水平的WUE增幅最小.  相似文献   

16.
Aims Some shade-tolerant understory tree species such as mountain maple (Acer spicatum L.) exhibit light-foraging growth habits. Changes in environmental conditions, such as the rise of carbon dioxide concentration ([CO2]) in the atmosphere and soil warming, may affect the performance of these species under different light environments. We investigated how elevated [CO2] and soil warming influence the growth and biomass responses of mountain maple seedlings to light availability.Methods The treatments were two levels of light (100% and 30% of the ambient light in the greenhouse), two [CO2] (392 μmol mol-1 (ambient) and 784 μmol mol-1 (elevated)) and two soil temperatures (T soil) (17 and 22°C). After one growing season, we measured seedling height, root collar diameter, leaf biomass, stem biomass and root biomass.Important findings We found that under the ambient [CO2], the high-light level increased seedlings height by 70% and 56% at the low T soil and high T soil, respectively. Under the elevated [CO2], however, the high-light level increased seedling height by 52% and 13% at the low T soil and high T soil, respectively. The responses of biomasses to light generally followed the response patterns of height growth under both [CO2] and T soil and the magnitude of biomass response to light was the lowest under the elevated [CO2] and warmer T soil. The results suggest that the elevated [CO2] and warmer T soil under the projected future climate may have negative impact on the colonization of open sites and forest canopy gaps by mountain maple.  相似文献   

17.
The effect of Pinus sylvestriformis seedlings density on net photosynthetic rate was studied under elevated CO2. Atmospheric CO2 concentration was controlled in OTC (Open Top Chamber). The results showed that elevated CO2 not only made net photosynthetic rates (NPRs) of two Pinus sylvestriformis seedlings densities increased,but also mitigated their intra-specific competition. Meanwhile,the difference of seedling NPRs between100 and 400 plant·m-2 under 500 μmol·mol-1 air CO2 concentration was less than that under 350 μmol·mol-1 with the same PARlevels. When air CO2 concentration reached 700 μmol·mol-1, the NPRs of seedlings under both planting densities were close to each other with the same PARlevels. The intra-specific competition was minimized under air CO2 concentration of 700 μmol·mol-1.  相似文献   

18.
以小麦持绿型品种‘烟农19'和非持绿型品种‘旱选3号'为试材,在开放式气室(OTC)内设置正常CO2浓度(370 μmol·mol-1)和高CO2浓度(550 μmol·mol-1),干旱(田间持水量的45%~55%)和灌溉(田间持水量的75%~85%),共4个环境处理,采用盆栽法研究高CO2浓度、干旱及其互作对不同持绿型小麦幼苗生长性状、生物量积累和生理性状的影响。结果表明: 干旱显著抑制了小麦幼苗的生长发育;高CO2浓度对小麦幼苗的生长发育有明显的促进作用,对分蘖数的影响更显著,干旱条件下高CO2浓度使旱选3号和烟农19的分蘖数分别增加了61.0%和42.3%。两种水分条件下,高CO2浓度显著增加了小麦幼苗的生物量,降低了幼苗叶片过氧化物酶和脯氨酸的含量。干旱条件下,高CO2浓度表现出更好的“肥效作用”。此外,不同持绿型小麦品种对高CO2浓度的响应存在差异,旱选3号对CO2的响应更敏感。因此,在未来气候变化背景下,CO2浓度升高时可以适当减少田间灌水量,合理利用水资源,还需注意选择适宜的品种。  相似文献   

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