CO2浓度升高对大豆糖代谢和脂肪代谢影响的研究

为明确大气CO2浓度升高对大豆糖代谢和脂肪代谢的影响,本研究以高油大豆品种"晋大70"为材料,利用控制气室设置CK(CO2浓度为400μmol/mol)和EC(CO2浓度为600μmol/mol)两个处理,大豆整个生育期均在控制气室内,在大豆鼓粒期利用便携式气体交换系统LI-6400测定光合参数,测定叶绿素含量、糖代谢...     

大气CO2浓度升高对八宝景天生长及光合生理的影响

利用开顶式气室(OTC)系统,设正常大气CO₂浓度和CO₂浓度升高200 μmol·mol^-12个CO₂浓度处理,模拟大气CO₂浓度升高对八宝景天光合生理和生长发育的影响.结果表明: 大气CO₂浓度升高使八宝景天叶片上、下表皮气孔密度分别显著下降16.1%和16.7%,使叶片维管束增粗,导管增多,靠近上表皮细胞增大;CO₂浓度升高可以显著增加傍晚时八宝景天叶片光合色素含量,使夜间净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著增加.初花期傍晚,CO₂浓度升高使叶片苹果酸含量显著下降64.0%,纤维素含量显著增加20.8%.盛花期清晨,CO₂浓度升高使叶片苹果酸含量显著增加27.0%,对糖类物质含量影响不显著,植株的分枝数、单株茎质量和单株总生物量显著增加.CO₂浓度升高可以促进八宝景天光合作用,有利于植株生长.     

旱地小麦休闲期覆盖保水与产量构成因素的关系

为探索旱地小麦休闲期覆盖保水、增产技术途径,于2011—2012年在山西省闻喜县进行了前茬小麦收获后30 d或60 d深翻后进行地面全覆盖、半覆盖、不覆盖的大田试验,研究休闲期覆盖时间和覆盖方式对土壤水分和小麦产量形成的影响。结果表明:休闲期覆盖后,播种-孕穗期土壤蓄水量显著提高,尤其播种期140~200 cm,越冬期和返青期160~300 cm,拔节期80~160 cm,孕穗期0~120 cm、200~300 cm土层效果明显,且以前茬小麦收获后30 d采用全覆盖效果较好;覆盖后,越冬-孕穗期群体分蘖数增加,成熟期植株干物质量显著提高,穗数显著提高(3%~14%),产量显著提高(171~815 kg·hm-2);全覆盖处理成穗率、经济系数、产量及其构成因素均高于半覆盖,且以麦收后30 d覆盖效果较好;播种期土壤水分与穗数、穗粒数和产量关系密切,尤其是深层土壤水分,且直至孕穗期200~300 cm土壤水分与干物质量、穗数和产量关系仍密切;休闲期提早覆盖有利于蓄保休闲期降水于深层,且至孕穗期300 cm深处土壤水分仍有提高;有利于构建合理群体,主要通过提高穗数实现增产,且以全覆盖效果最好。     

大气CO2浓度升高对干旱条件下冬小麦叶片光合适应的影响

大气CO₂浓度升高是全球气候变化的主要特征,但大气CO₂浓度长期升高条件下冬小麦叶片发生光合适应的机制尚不十分清楚。本研究以盆栽冬小麦‘郑麦9023’为试验材料,在人工气候控制室内设置2个CO₂浓度(400和600 μmol·mol^-1)、2个水分条件(田间持水量的80%±5%和55%±5%),测定拔节期和抽穗期的光合特征曲线、叶绿素荧光动力学参数、叶氮含量和收获后的籽粒产量等指标,探讨干旱条件下库源关系改变对叶片光合适应的影响。结果表明: 在小麦拔节期,干旱条件下CO₂浓度升高处理的小麦PSⅡ实际光化学效率没有显著增加,但通过提升最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例,增强了Rubisco的羧化速率,从而提高了最大净光合速率;在抽穗期,功能叶最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例虽然较高,但PSⅡ实际光化学转换效率降低,Rubisco羧化速率和丙糖磷酸利用效率下降,以致最大净光合速率降低。干旱条件下,CO₂浓度升高增加了小麦单茎生物量、单穗粒数和穗粒重,降低了不孕小穗数,提高了籽粒产量。土壤干旱条件下,CO₂浓度升高对收获期小麦单茎籽粒产量的促进作用可能主要来自于生长前期的光合产物积累。生长后期光合适应发生的主要原因是功能叶PSⅡ实际光化学转换效率和丙糖磷酸利用效率的降低,而不是最大电子传递速率、光化学方向的电子传递比例和新叶库强的变化。     

CO_(2)浓度和温度升高对冬小麦土壤无机态氮及温室气体排放的影响

农田土壤温室气体排放对气候变化的响应是农业响应气候变化的热点问题。本试验开展了CO_(2)浓度和温度升高对冬小麦土壤温室气体排放影响的研究,测定CO_(2)浓度(600μmol/mol)和温度升高(环境温度+2℃)条件下冬小麦土壤中硝态氮和铵态氮的含量,以及温室气体排放通量和生长季排放总量,结合冬小麦的产量计算该生长季的综合温室效应(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)。结果表明:拔节期CO_(2)浓度和温度升高条件下,冬小麦土壤硝态氮含量显著增加;三个时期CO_(2)浓度和温度升高条件下,冬小麦土壤铵态氮含量均以不同程度增加;升温(T1C0)、CO_(2)浓度升高(T0C1)及复合(T1C1)条件下,CO_(2)生长季总排放量较对照(T0C0)分别增加了20.73%、22.18%和23.28%;而N_(2)O生长季排放总量只有在T0C1中会显著增加,T1C0及T1C1中N_(2)O生长季总排放量较T0C0分别减少了26.35%、18.41%;T1C0中CH4生长季总吸收量较T0C0显著减少了93.56%,T0C1及T1C1对其无显著影响;T1C0中冬小麦产量较T0C0显著减少了19.93%,而T0C1和T1C1中分别增加了15.36%、9.88%。T1C0、T0C1和T1C1中GWP与T0C0相比均显著增加,而GHGI在T1C0中较T0C0显著增加,T0C1和T1C1中GHGI与T0C0相比有所减少,但不显著。综上所述,在CO_(2)浓度升高和温度升高的条件下,CO_(2)和N_(2)O生长季总排放量均有不同程度的增加,CH4生长季总排放量在升温处理下会显著减少。麦田三种温室气体预估GWP对环境不利。本研究对CO_(2)浓度和温度升高条件下的北方麦田温室气体进行了估算,可为未来农业减排措施的制定提供理论支持。     

大气CO2浓度升高对八宝景天生长及光合生理的影响

利用开顶式气室(OTC)系统,设正常大气CO₂浓度和CO₂浓度升高200 μmol·mol^-12个CO₂浓度处理,模拟大气CO₂浓度升高对八宝景天光合生理和生长发育的影响.结果表明: 大气CO₂浓度升高使八宝景天叶片上、下表皮气孔密度分别显著下降16.1%和16.7%,使叶片维管束增粗,导管增多,靠近上表皮细胞增大;CO₂浓度升高可以显著增加傍晚时八宝景天叶片光合色素含量,使夜间净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著增加.初花期傍晚,CO₂浓度升高使叶片苹果酸含量显著下降64.0%,纤维素含量显著增加20.8%.盛花期清晨,CO₂浓度升高使叶片苹果酸含量显著增加27.0%,对糖类物质含量影响不显著,植株的分枝数、单株茎质量和单株总生物量显著增加.CO₂浓度升高可以促进八宝景天光合作用,有利于植株生长.     

CO2浓度升高对干旱胁迫下谷子细胞结构和抗逆生理的影响

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...