大棚瓠瓜CO2加富的生理生态效应

春季对大棚瓠瓜增施CO₂,可促进植株的生长发育.株高、茎粗增幅分别达到3.90%～19.48%和11.58%～27.37%,叶片厚度及叶面积也分别增加38.46%～69.23%和26.09%～49.38%;第一雌花着生节位平均降低2.6～4.0节.平均单果重增加4.05%～19.62%,产量提高8.65%～19.47%.在1000μmol·mol^-1范围内,CO₂浓度每增加100μmol·mol^-1,单果重和产量分别增加31.97g和68.39kg·667m^-2;第一雌花着生节位降低0.35节.在1000μmol·mol^-1浓度下,瓤瓜光合速率和羧化速率均达最高值.春季大棚瓠瓜CO₂适宜施用浓度为1000μmol·mol^-1左右.     

铜毒对海州香薷(Elsholtzia splendens)不同种群光合作用和蒸腾作用的影响

通过水培实验,对种子分别来自湖北省铜绿山、赤马山铜矿区和红安非矿区的海州香薷种群在铜胁迫下的光合作用和蒸腾作用进行了比较研究。结果发现,矿区两个种群在铜胁迫下的光合能力明显比非矿区种群强,尤其在高Cu（100μmol／M）处理更为显著：如铜绿山和赤马山叶片净光合速率分别为13．15μmol CO2m^-2s^-1和12．59μmol CO2m^-2s^-1,为红安种群（1．07μmol CO2m^-2s^-1）的13倍;铜绿山和赤马山种群的光能利用效率分别为0．0221μmol CO2μmol^-1和0．0224μmol CO2μmol^-1photon,为红安种群（0．0031μmol CO2μmol^-1photon）的7倍。表观量子产额在两个矿区种群中没有明显的变化,低Cu（5和20μmol／L）处理促进了矿区种群叶绿素（Chl a和Chl b）含量的增加,而非矿区种群的这两个指标则随处理浓度的增加而迅速下降。来自矿区两个种群的蒸腾速率受铜的胁迫影响较小,而来自非矿区种群随处理浓度的加大而明显降低,其叶片的蒸腾速率在5、20μmol／L和100μmol／L浓度处理时迅速下降为对照的62．74％、50．96％和42．6％;水分利用效率在矿区两个种群中随处理水平的增大而提高,在100μmol／L处理时铜绿山和赤马山种群分别是对照的161．83％和130．41％,而非矿区种群随处理浓度的增加而急剧降低。另外,矿区两个种群的呼吸速率和气孔阻力随处理浓度的降低和升高的幅度明显比非矿区小。总之,在铜污染胁迫下,矿区种群保持的这种生理生态特性是其能在这种环境中正常生长定居的重要原因,是其长期进化的结果。     

大气CO2倍增对植物根内AMF群落的影响

采用环境控制生长室控制CO2浓度的方法,研究了CO2浓度（350—400μmol mol^-1和680—750μmol mol^-1对植物根内丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）群落的影响。12种宿主植物于CO2浓度不同的生长室栽培180d后收获取样,通过CTAB法提取共生菌根内丛枝菌根真菌的DNA,由特异引物U1／U2扩增编码核糖体28S大亚基的rDNA部分序列,并进行DGGE电泳分析。结果表明。12种植物根内的AMF存在特异的AMF类群（unique species group,US）和共有类群（common species group,CS）,而且CO2浓度倍增使US减少而CS增加。与350μmol mol^-1 对照相比,700μmol mol^-1处理的玉米、刺苋、大豆、陆稻、无芒稗、黑麦草6种植物的AMF群落多样性下降,下降幅度分别达27．12％、16．84％、10．12％、8．62％、8．58％和2．67％;白车轴、牛筋草、早熟禾、鼠曲草、野燕麦、北美车前6种植物的AMF群落多样性上升,分别达76．26％、28．50％、17．60％、15．08％、1．46％和0．96％。CO2倍增处理后12种植物的AMF多样性平均指数略呈上升趋势。研究指出未来环境变化（如CO2增加）将影响AMF群落结构从而影响菌根共生体的形成。     

长期CO2加富对苗期红掌(Anthurium andraeanum L.)植株生长和光合作用的影响

以开顶式塑料薄膜温室为设施,研究了红掌（Anthurium andlaealzum L．）幼苗植株生长、叶片净光合速率和光合酶活性对长期高CO2浓度的响应。结果表明：处理90d时,处理组T1（（700±too）μmol·mol^-1CO2）的株高、单叶面积、株鲜重分别比对照组（（360±30）μmol·mol^-1）增加了15．76％、14．30％、29．62％,而处理组他（（1000±100）μmol·mol^-1CO2）的株高、单叶面积、株鲜重分别比对照增加了15．00％、9．63％、36．22％;处理150d时T1的株高、单叶面积、株鲜重与对照相比分别增加了16．08％、17．30％、49．09％,而他增加了16．61％、10．10％、48．87％。在各自生长环境下处理组T1、T2的净光合速率在整个处理期间均高于对照,处理150d时,T1、T2的净光合速率分别比对照高8．25％、20．62％;但处理90d时,在对照CO2浓度下测定的净光合速率处理组开始低于对照组,可能此时处理组的红掌叶片开始出现光合适应现象;CO2浓度升高促进了叶片中可溶性糖和淀粉积累,处理90d时T1、T2处理组中淀粉含量分别比对照高52．60％、67．66％;处理150d时,T1组红掌叶片中淀粉与可溶性糖含量比对照高53．43％、6．32％,T2比对照高58．44％、8．07％,叶绿素含量在处理90d时也开始低于对照组;整个实验过程中,Rubisco活性前期增加,90d以后开始下降;乙醇酸氧化酶活性则明显下降,T1、T2处理组试验结束时与对照组相比分别下降了41．28％、45．35％。一定处理时间（90d）的高浓度CO2处理提高了红掌叶片的净光合速率和碳水化合物的积累,促进了营养生长,但随着处理时间的延长,这种促进作用逐渐降低。     

不同二氧化碳浓度条件下红松和长白赤松土壤生化特性研究

以连续5年在生长季以不同浓度CO2(700和500μmol·mol^-1)处理的长白赤松和红松幼苗为研究对象。进行了土壤微生物生物量C、纤维素分解月动态以及过氧化氢酶活性动态研究．结果表明,在秋季。红松和长白赤松土壤微生物生物量C在不同浓度CO2处理箱的大小顺序均为：对照箱>500μmol·mol^-1箱>700μmol·mol^-1箱;红松和长白赤松土壤5和10cm层在不同浓度CO2处理下,其纤维素分解强度的月动态均表现出一定的规律性,且各处理之间在每个月份中也表现出一定的规律性;在生长季,红松和长白赤松土壤纤维素分解强度在5和10cm层均表现为500μmol·mol^-1 CO2处理下较700μmol·mol^-1 CO2处理下高;红松和长白赤松土壤过氧化氢酶活性在不同浓度CO2处理之间均表现出一定的规律性。且各处理的月动态变化也呈现出一定的规律性     

岩黄连光合与蒸腾特性及其对光照强度和CO2浓度的响应

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-CorInc.,USA)对岩黄连叶片的气体交换进行了测定。结果表明(1)岩黄连叶片的光饱和点(LSP)为329.18μmol.m-2.s-1左右,光补偿点(LCP)为12.76μmol.m-2.s-1,最大净光合速率为2.96μmol.m-2.s-1,暗呼吸速率(Rd)为0.17μmol.m-2.s-1。光饱和点和光补偿点都比效低,表明岩黄连对光照的要求不高,属于阴生植物。(2)4月份,岩黄连Pn随CO2浓度升高而逐渐增大。当CO2浓度由50μmol.mol-1增加到600μmol.mol-1,Pn几乎呈直线上升,600~1000μmol.mol-1范围内逐渐缓和,到1000μmol.mol-1以后Pn变化平稳。由曲线估算CO2饱和点(CSP)大约在1000μmol.mol-1左右。CO2的补偿点为68.80μmol.mol-1。羧化效率为0.0308μmol.m-2.s-1。(3)岩黄连叶片水分利用率(WUE)随有效光辐射强度(PAR)的增强呈抛物线状变化,PAR在200μmol.m-2.s-1内呈直线上升,到200μmol.m-2.s-1时WUE达最大值,大于200μmol.m-2.s-1后WUE呈逐渐下降趋势。     

海洋酸化与磷浓度变化对龙须菜光合作用和ATPase活性的影响

以大型海藻龙须菜(Gracilaria lemanensis)为实验材料,设置不同CO2浓度(400μL·L–1和1000μL·L–1)和磷浓度(0.5和30μmol·L-1)实验,探讨大气CO2浓度升高对不同磷浓度培养下龙须菜生长、光合作用及ATPase活性的影响.结果显示大气CO2下,磷加富导致龙须菜的相对生长速率...     

大气CO2浓度升高对水稻秸秆化学组成的影响

水稻秸秆是生物能源生产的潜在材料,大气二氧化碳(CO2)浓度升高改变水稻秸秆的量和质,从而改变其生物能源的生产潜力.本试验水稻秸秆来自中国自由大气CO2富集平台(FACE),选取FACE平台(试验组CO2浓度控制在570μmol·mol^-1左右,比对照组高200μmol·mol-1)3种水稻品种‘武运粳27’、‘Y两优900’和‘日本晴N16’,通过对秸秆化学组成进行分析,探讨CO2浓度升高对水稻秸秆质量的影响.结果表明:大气CO2浓度升高显著提高了水稻秸秆C含量和C/N;增加了秸秆中非结构碳水化合物含量;CO2浓度升高使武运粳27、Y两优900和N16秸秆中释放的总糖分别增加8.8%、6.7%和9.9%;CO2浓度升高显著提高N16秸秆生物量,但对其他两种水稻秸秆生物量没有显著影响;N16的总糖产量在CO2浓度升高下增加最显著,达到19.2%.表明CO2浓度升高可以改善水稻秸秆质和量,从而提高生物燃料利用潜能.     

6个不结球白菜品种光合作用特性的研究

对6个不结球白菜品种的光合作用特性进行了研究。结果表明,在800μmol·m-2·s-1的光强下,不结球白菜的净光合速率以‘正大抗热青3号’最高,达16.37μmol CO2·m-2·s-1,其光合作用表观量子效率、羧化效率和水分利用效率也最高,分别为0.0442、0.0854mol·m-2·s-1和6.20μmol CO2·mmol-1H2O;暗呼吸速率以‘绿星’最低,为2.24μmol CO2·m-2·s-1;Pn-PFD响应曲线显示,在光强300μmol·m-2·s-1以下,各品种的净光合速率差异较小,在光强为300~1000μmol·m-2·s-1区段时,净光合速率随着光照强度增加而迅速增加。‘正大抗热青3号’光饱和点最高,达1910.3μmol·m-2·s-1,其光饱和点的净光合速率也最高,达20.2μmol CO2·m-2·s-1;不结球白菜不同品种净光合速率日变化进程相似,不论数值高低均呈双峰曲线型,有明显的“午休”现象。     

高CO2浓度对百合某些生理生化物质的影响

本试验以生产花卉的温棚为设施,采用半封闭式CO2供气系统,研究不同CO2浓度对切花百合(Liliumdauricum)叶片光合速率和某些物质含量及开花期的影响.结果表明对于群体Pn、叶绿素(a+b)、叶绿素a、蔗糖、葡萄糖、氨基酸总量、脯氨酸含量等指标,600μmol*mol-1的CO2比对照依次提高54.3%、20%、38%、23%、22%、8.9%、31.2%;800μmol*mol-1的CO2比对照依次提高25%、20%、36%、10.8%、8.7%、10.6%、17.8%;1000μmol*mol-1的CO2比对照依次提高3.4%、14.0%、32%、7.6%、7.4%、-0.5%、7.1%.其中600μmol*mol-1的CO2更有利于百合叶片群体Pn和所测有机物含量的提高,也有利于花蕾的形成和生长,提前花期,提高切花瓶插期间的保鲜效果.     

CO2浓度升高条件下长白赤松幼苗种植密度对净光合速率的影响

1　引　　言自 19世纪 70年代工业革命以来 ,由于人类活动的影响 ,大气ＣＯ2 浓度不断升高 ,已由工业革命前的 2 80 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1增至目前的 35 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1.据预测 ,到 2 0 5 0年将比工业革命前增加 1倍 ,到本世纪末将增加到 70 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1左右[4 ,12 ,18] .大气ＣＯ2 浓度升高引起的温室效应对生物过程的影响 ,无疑是研究全球变化对陆地生态系统影响的基本问题 .目前 ,这方面的研究已成为国内外学者普遍关注的一个热点[2 ,3 ,5,6,9,17] .生态系统中的生物因子不是孤立存在的 ,每个有机体既处于无机环境之中 ,同…     

红松幼苗对CO2浓度升高的生理生态反应

研究了用开顶箱控制CO     

大气CO2浓度升高对香蕉光合作用及光合碳循环过程中叶氮分配的影响

生长在高CC2浓度(700±56μl     

水稻叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的响应与适应

利用便携式光合气体分析系统 (LI 6 4 0 0 ) ,比较测定了高CO2 浓度 (FACE ,free airCO2 enrich ment)和普通空气CO2 浓度下生长的水稻叶片的净光合速率、水分利用率、表观量子效率和RuBP羧化效率等光合参数 .在各自生长CO2 浓度 (380vs 5 80 μmol·mol-1)下测定时 ,高CO2 浓度 (5 80 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片的净光合速率、碳同化的表观量子效率和水分利用率明显高于普通空气 (380 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片 .但是 ,随着FACE处理时间的延长 ,高CO2 浓度对净光合速率的促进作用逐渐减小 .在相同CO2 浓度下测定时 ,FACE条件下生长的水稻叶片净光合速率和羧化效率明显比普通空气下生长的对照低 .尽管高CO2 浓度下生长的水稻叶片的气孔导度明显低于普通空气中生长的水稻叶片 ,但两者胞间CO2 浓度差异不显著 ,因此高CO2 浓度下生长的水稻叶片光合下调似乎不是由气孔导度降低造成的 .     

不同CO2浓度下长白山3种树木幼苗的光合特性

选取长白山针叶树红松 (Pinuskoraiensis)、长白赤松 (Pinussylvestriformis)和阔叶树水曲柳(Fraxinusmandshurica)幼苗为研究对象 ,以开顶箱的方式控制CO2 浓度为 5 0 0和 70 0 μmol·mol-1,经过 3个生长季CO2 处理后 ,分别测定了 3个树种的 3年生幼苗在高浓度CO2 和大气CO2 浓度下的光合特性 .结果表明 ,前两个生长季高浓度CO2 处理增强了 3个树种幼苗的光合能力 ;不同树种在相同CO2 浓度下 ,最大净光合速率及光响应参数值不同 ;第 3个生长季 ,除 5 0 0 μmol·mol-1CO2 下生长的长白赤松外 ,各树种的幼苗在高浓度CO2 下并未发生“光合驯化”现象 ;最大净光合速率及光响应参数值随CO2 处理时间的延长有不同幅度的增减 ;高浓度CO2 改变了树木幼苗对强光和弱光的利用能力 .     

水稻田稗草叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的适应

于分蘖、拔节和抽穗 3个时期在空气CO2 浓度 (380 μmol·mol-1)下测定稻田中稗草叶片的净光合速率 (Pn) ,发现在开放式CO2 浓度增高 (FACE)条件下生长的稗草叶片后 2个时期的Pn显著低于普通空气中生长的对照 ,比对照下降约 2 0 % ,说明FACE条件下稗草叶片光合作用对高CO2 浓度发生了明显的适应 .同时 ,叶片的气孔导度 (Gs)和胞间CO2 浓度 (Ci)的下降更为明显 .与对照相比 ,叶片可溶性蛋白含量明显降低 ,拔节期只有对照的 6 2 .4 % ;高CO2 浓度下生长的稗草叶片Rubisco含量也降低 ,分蘖期和拔节期分别为对照的 87%和 84 % ,但其差异未达到显著水平 .可以认为 ,长期生长在高CO2 浓度下的C4植物稗草叶片光合作用的适应是叶片气孔部分关闭和可溶性蛋白含量下降的结果 .     

Very high CO2 reduces photosynthesis, dark respiration and yield in wheat

Although terrestrial CO2 concentrations, [CO2] are not expected to reach 1000 micromoles mol-1 for many decades, CO2 levels in closed systems such as growth chambers and glasshouses, can easily exceed this concentration. CO2 levels in life support systems in space can exceed 10000 micromoles mol-1 (1%). Here we studied the effect of six CO2 concentrations, from ambient up to 10000 micromoles mol-1, on seed yield, growth and gas exchange of two wheat cultivars (USU-Apogee and Veery-l0). Elevating [CO2] from 350 to 1000 micromoles mol-1 increased seed yield (by 33%), vegetative biomass (by 25%) and number of heads m-2 (by 34%) of wheat plants. Elevation of [CO2] from 1000 to 10000 micromoles mol-1 decreased seed yield (by 37%), harvest index (by 14%), mass per seed (by 9%) and number of seeds per head (by 29%). This very high [CO2] had a negligible, non-significant effect on vegetative biomass, number of heads m-2 and seed mass per head. A sharp decrease in seed yield, harvest index and seeds per head occurred by elevating [CO2] from 1000 to 2600 micromoles mol-1. Further elevation of [CO2] from 2600 to 10000 micromoles mol-1 caused a further but smaller decrease. The effect of CO2 on both wheat cultivars was similar for all growth parameters. Similarly there were no differences in the response to high [CO2] between wheat grown hydroponically in growth chambers under fluorescent lights and those grown in soilless media in a glasshouse under sunlight and high pressure sodium lamps. There was no correlation between high [CO2] and ethylene production by flag leaves or by wheat heads. Therefore, the reduction in seed set in wheat plants is not mediated by ethylene. The photosynthetic rate of whole wheat plants was 8% lower and dark respiration of the wheat heads 25% lower when exposed to 2600 micromoles mol-1 CO2 compared to ambient [CO2]. It is concluded that the reduction in the seed set can be mainly explained by the reduction in the dark respiration in wheat heads, when most of the respiration is functional and is needed for seed development.     

Photosynthetic capacity and dry mass partitioning in dwarf and semi-dwarf wheat (Triticum aestivum L.).

Efficient use of space and high yields are critical for long-term food production aboard the International Space Station. The selection of a full dwarf wheat (less than 30 cm tall) with high photosynthetic and yield potential is a necessary prerequisite for growing wheat in the controlled, volume-limited environments available aboard long-term spaceflight missions. This study evaluated the photosynthetic capacity and carbon partitioning of a full-dwarf wheat cultivar, Super Dwarf, which is routinely used in spaceflight studies aboard U.S. space shuttle and NASA/Mir missions and made comparisons with other dwarf and semi-dwarf wheat cultivars utilized in other ground-based studies in plant space biology. Photosynthetic capacity of the flag leaf in two dwarf (Super Dwarf, BB-19), and three semi-dwarf (Veery-10, Yecora Rojo, IBWSN 199) wheat cultivars (Triticum aestivum L.) was assessed by measuring: net maximum photosynthetic rate, RuBP carboxylation efficiency, chlorophyll concentration and flag leaf area. Dry mass partitioning of carbohydrates to the leaves, sheaths, stems and ear was also assessed. Plants were grown under controlled environmental conditions in three replicate studies: slightly enriched CO2 (370 micromoles mol-1), high photosynthetic photon flux (1000 micromoles m-2 s-1; 58 mol m-2 d-1) for a 16 h photoperiod, 22/15 degrees C day/night temperatures, ample nutrients and water provided by one-half strength Hoagland's nutrient solution (Hoagland and Arnon, 1950). Photosynthetic capacity of the flag leaf was determined at anthesis using net CO2 exchange rate versus internal CO2 concentration curves measured under saturating light (2000 micromoles m-2 s-1) and CO2 (1000 micromoles mol-1). Dwarf wheat cultivars had greater photosynthetic capacities than the taller semi-dwarfs, they averaged 20% higher maximum net photosynthetic rates compared to the taller semi-dwarfs, but these higher rates occurred only at anthesis, had slightly greater carboxylation efficiencies and significantly increased chlorophyll concentrations per unit leaf area. The reduced-height wheat had significantly less dry mass fraction in the stem but greater dry mass partitioned to the ear than the taller semi-dwarfs (Yecora rojo, IBWSN-199). Studies with detached heads confirm that the head is a significant sink in the shorter wheat cultivars.     

CO2浓度升高对长白山三种树木幼苗叶碳水化合物和氮含量的影响

研究了持续 3个生长季高浓度CO2 处理的长白山主要树种红松、长白赤松和水曲柳幼苗叶 (片 )的蔗糖、果糖、可溶性总糖、淀粉及全氮含量变化 .结果表明 ,前两个生长季 70 0 μmol·mol-1CO2 处理 ,促进了水曲柳和长白赤松幼苗的淀粉累积 ,70 0和 5 0 0 μmol·mol-1CO2 却使红松幼苗的全N含量明显降低 .第三个生长季高浓度CO2 处理的第一周和第二周 ,红松和水曲柳幼苗的淀粉含量增加 ,全N含量降低 ,第八周时 ,水曲柳仍维持原来的变化趋势 .第三个生长季高浓度CO2 处理 ,并未使长白赤松的C、N含量有明显的增减 .CO2 浓度影响了碳水化合物在叶 (片 )中的积累形式