高CO2浓度对红掌的生长和光合作用的影响

以开顶式塑料薄膜温室为设施,研究了红掌叶片光合速率、植株生长和光合酶活性对高CO2浓度的响应.结果表明处理30d时,处理组T1(700±100 μmol CO2 mol-1)的株高、单叶面积、株鲜重分别比对照组(大气CO2浓度360±30 μmol CO2 mol-1)增加了12.8%、2.39%、29.2%,而处理组T2(1 000±100 μmol CO2 mol-1)的株高、单叶面积、株鲜重分别比对照增加了8.7%、1.81%、27.2%.在各自处理条件下测定的T1和T2的净光合速率分别比对照增加27.0%和33.8%,且在对照条件下测定的各处理组的净光合速率也均高于对照.处理组的气孔导度与蒸腾速率下降,但却促进了叶片中可溶性糖和淀粉积累,而叶绿素含量并没有明显变化.高浓度CO2能促进Rubisco活性增加,而乙醇酸氧化酶活性则明显下降.     

日光温室冬季增施CO2对切花红掌光合作用及生长发育的影响

针对切花红掌日光温室冬季生产时CO₂亏缺严重的现象,以不增施CO₂为对照,研究了增施700、1000、1300 μmol·mol^-1浓度CO₂对切花红掌‘火焰’光合特性和生长发育的影响.结果表明: 增施60 d CO₂,红掌叶片的净光合速率、胞间CO₂浓度和水分利用效率均显著提高,且以1000 μmol·mol^-1处理的增幅最大;而气孔导度则较对照显著下降.增施CO₂后,红掌叶片的可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均较对照显著增加,佛焰苞大小、色泽、花茎长度等切花品质参数,以及叶片发育质量参数和花茎生长速率均有不同程度的提高,且均以1000 μmol·mol^-1浓度最佳.增施1000 μmol·mol^-1的CO₂可以有效促进日光温室切花红掌的冬季生产.     

增施CO2对植物修复土壤DEHP污染的影响

修复效率低一直是植物修复技术需要解决的关键问题之一.基于我国的CO₂减排压力和CO₂对植物生长的必要性,选择C3植物绿豆和C4植物玉米作为修复植物,以DEHP为目标污染物,探索增施CO₂对植物修复土壤DEHP污染的影响.结果表明: DEHP对两种植物生长和根际微环境都产生了抑制性影响.增施CO₂后,两种植物地上干质量显著增加,叶片SOD酶活性明显下降,根际土壤碱性磷酸酶活性增加,根际微生物群落结构改变,根际耐DEHP胁迫微生物数量增加,表明增施CO₂对促进植物生长、增强植物抗DEHP胁迫能力、改善根际微环境有积极作用.增施CO₂还促进了两种植物对DEHP的吸收,特别是植物地下部分.这些共同作用导致增施CO₂后的两种植物根际DEHP残留浓度明显下降,土壤污染植物修复效率提高.整体上看,增施CO₂对C3植物绿豆的影响明显大于C4植物玉米.可以将增施CO₂ 作为强化植物修复过程的措施之一.     

日光温室CO2浓度变化规律研究

研究了日光温室内CO₂浓度的时空变化规律.结果表明,日光温室CO₂浓度日变化曲线通常呈不规则“U”形,有时呈不规则“W”形.冬春栽培过程中日最高CO₂浓度逐渐减小,日最低浓度和昼平均浓度先降后升,CO₂亏缺时间逐渐延长.温室内CO₂空间分布特点通常是早晨和傍晚为前部>中部>后部,近地面层>作物冠层>顶层;中午前后为前部<中部<后部,近地面层>顶层>作物冠层.影响日光温室CO₂浓度变化的主要环境因素是光照度,通风不能阻止温室内高浓度CO₂外逸和避免CO₂亏缺.幼苗期群体光合较弱、土壤呼吸旺盛,温室CO₂浓度较高;结果期群体光合旺盛、土壤呼吸衰竭,CO₂亏缺严重.     

大气CO2浓度升高对农产品品质影响的研究进展

大气中不断升高的CO₂浓度以及人类饮食的营养质量是目前我们面临的两个重大问题.目前,大气中CO₂浓度已达到380 μmol·mol^-1,预测到2050年大气CO₂浓度将达到550 μmol·mol^-1.农产品的品质不仅取决于遗传基因,而且受生长环境条件的影响.大量研究表明,农作物的生长发育和产量形成都对CO₂浓度升高做出了响应,而且这种变化对农产品的品质也产生了重要影响.本文对目前国内外模拟CO₂浓度升高对农产品品质影响研究中采用的常见方法进行了比较,并综述了近年来在CO₂浓度升高对水稻、小麦、大豆和其他一些蔬菜类农产品品质影响方面的研究进展.大量试验结果表明,CO₂浓度升高条件下,大宗作物籽粒中蛋白质含量下降,微量元素总体上有下降趋势,而蔬菜类农产品的品质有一定程度改善.最后,本文根据目前研究现状对一些问题进行了讨论并提出了今后的研究方向.     

大气CO2浓度升高对棉蚜生长发育和繁殖的影响及其作用方式

通过开顶式CO2气室试验研究了大气CO2浓度升高((553±27)μl/L和(754±33)μl/L vs.(376±22)μl/L)对连续3代棉蚜的生长发育和繁殖的影响及其作用方式——直接影响、间接作用或直接和间接影响的共同作用。试验结果表明:对于间接作用试验及直接和间接影响的共同作用试验而言,大气CO2浓度升高可显著影响棉蚜的体重和平均相对生长率(M RGR)。与对照CO2处理组相比,间接作用试验中(754±33)μl/L CO2处理组棉蚜的虫体重和M RGR都显著增加;直接和间接影响的共同作用试验中两个高CO2处理组((553±27)μl/L和(754±33)μl/L)棉蚜的虫体重也显著增加,(754±33)μl/L CO2处理组棉蚜的M RGR也显著提高。此外,通过大气CO2浓度升高对棉蚜作用方式的分析得出:(1)大气CO2浓度升高对连续3代棉蚜的生长发育和繁殖的直接影响甚微;CO2浓度变化主要通过影响寄主植物而间接作用于蚜虫。(2)大气CO2浓度升高对棉蚜的影响表现出一个长期的效应、多代的作用。(3)大气CO2浓度增加对蚜虫的间接作用试验与直接和间接影响的共同作用试验的结果相同。     

覆膜对绿洲棉田土壤CO2通量和CO2浓度的影响

基于静态箱法和气井法分别测定新疆棉田覆膜位置的土壤CO2通量和CO2浓度.结果表明:土壤CO2通量和CO2浓度时间变化特征与土壤温度变化趋势一致,均表现为7月较高,10月最低.观测期内,棉田土壤CO2累积排放量非覆膜处理为2032.81 kg C·hm-2,覆膜处理为1871.95 kg C·hm-2;而1 m深度内土壤CO2浓度非覆膜处理为2165~23986μL·L-1,覆膜处理为5137~25945μL·L-1,即覆膜减少了棉田土壤排放CO2的同时增加了土壤CO2积累量.覆膜和非覆膜处理下不同深度土壤CO2浓度和CO2通量的相关系数分别为0.60~0.73和0.57~0.75,表明地表释放的CO2强烈依赖于土壤剖面储存的CO2.覆膜和非覆膜处理下Q10值分别为2.77和2.48,表明覆膜处理下的土壤CO2通量对土壤温度变化的响应更敏感.     

施肥对板栗林土壤CO2通量的影响

2011年6月-2012年6月,在浙江省临安市典型板栗林样地布置施肥试验,研究板栗林土壤CO₂通量与环境因子的关系.试验设置不施肥(对照)、施无机肥、有机肥及有机无机混合肥(1/2无机肥 + 1/2有机肥)4个处理.利用静态箱法测定土壤CO₂排放速率,以及土壤温度、含水量和水溶性有机碳(WSOC)含量.结果表明: 板栗林中土壤CO₂排放呈现显著的季节性变化特征,最小值均出现在2月,最大值均出现在7、8月.施用无机肥、有机肥和有机无机混合肥的土壤年累积CO₂通量比对照分别增加29.5%、47.0% 和50.7%.施用无机肥的土壤WSOC含量(105.1 mg·kg^-1)显著高于对照(76.6 mg·kg^-1),但明显低于有机肥(133.0 mg·kg^-1)和混合肥处理(121.17 mg·kg^-1).无机肥、有机肥和混合肥处理的土壤呼吸Q₁₀值(1.75、1.49和1.57)均高于对照(1.47).土壤CO₂排放速率与土壤5 cm温度、WSOC含量之间呈极显著正相关,但与土壤含水量没有明显的相关性.施肥导致土壤WSOC含量增加可能是板栗林地土壤CO₂排放速率增加的原因之一.     

温室有机土栽培CO2浓度变化规律及增施CO2对番茄生长发育的影响

实验分析了有机土栽培下温室内CO2浓度变化规律,研究了增施CO2对温室番茄植株生理效应、产量、果实品质的影响.结果表明有机土栽培条件下温室内CO2浓度变化存在明显的季节变化和日变化.温室内CO2浓度在11月和3月,最高浓度达到1 200 μL·L-1以上,在改善温光条件下,可不施或少施CO2;而7月温室内CO2日最高浓度在500 μL·L-1以下,每天应提早增施CO2.CO2空间分布为近地面层》畦面》植株内部》冠层》株顶上部.不同的栽培方式下,有机土壤栽培CO2浓度日变化范围为331～1 294 μL·L-1,而外界浓度与土壤无作物栽培方式日变化范围为327～556 μL·L-1,土壤栽培CO2变化范围为402～1 047 μL·L-1.光照强度是影响温室内CO2浓度和利用效率的主要因素.与对照相比,温室内增施CO2番茄株高增加18.29%,总干重增加18.69%,功能叶面积增加22.02%,光合速率提高48.92%,叶绿素含量增加33.00%,羧化效率提高87.50%,产量增加 26.48%,果实Vc增加33.27%,番茄红素增加30.98%,差异均达到显著水平.     

高CO2浓度对大型海藻光合作用及有关过程的影响

大气CO2浓度升高对陆生植物的影响引起广泛的关注,相对来讲,人们对大型海藻类与CO2浓度升高关系的研究则要薄弱得多,但近年来在这方面仍有很大进展。高CO2浓度下,许多大型海藻表现出光合能力下降,对海水中HCO3^-利用能力下降,并使得光合量子产额下降;而另一些大型海藻则没有上述光合作用的下调现象。另外,高CO2浓度下,大型海藻的其它许多生理过程（如生长、呼吸作用、营养盐代谢、生化组成以及钙化作用等）,均发生了相应的变化。文章分析了影响高CO2浓度对大型海藻效应的主要因素,并对今后的研究作了展望。     

花烛体细胞胚胎发生过程中相关生理生化特征研究

以花烛品种Amigo为材料,研究了悬浮培养条件下花烛体细胞胚胎发生过程中相关生理生化特征。结果表明:POD、CAT在胚性愈伤组织阶段维持较高活性,而SOD在体胚发育后期阶段活性较高;可溶性蛋白质含量在胚性愈伤组织阶段出现高峰;可溶性糖含量变化表现为先上升后下降的趋势,而淀粉含量表现为先下降后上升的趋势;SDS-PAGE电泳分析表明,胚性愈伤组织阶段蛋白质表达量高,种类多,并出现多种特异蛋白。分析认为胚性愈伤组织阶段是调控花烛体细胞胚胎发生过程的关键阶段。     

氮素对高大气CO2浓度下小麦叶片光合作用的影响

通过测定小麦拔节期叶片的光合气体交换参数和光强-光合速率（P_n）响应曲线,研究了氮素对长期高大气CO₂浓度（760 μmol·mol^-1）下小麦叶片光合作用的影响.结果表明：在长期高大气CO₂浓度下,增施氮肥能提高小麦叶片P_n、蒸腾速率（T_r）和瞬时水分利用效率（WUE_i）;与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度下小麦叶片的P_n和WUE_i增加,气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度(C_i）降低.随光合有效辐射的增强,高大气CO₂浓度下小麦叶片的P_n和WUE_i均高于正常大气CO₂浓度处理,G_s则较低,而C_i和T_r无显著变化.高氮水平下小麦叶片G_s与P_n、T_r、WUE_i呈线性正相关,G_s与C_i在正常大气CO₂浓度下呈线性负相关,但高大气CO₂浓度下二者无相关性;低氮水平下小麦叶片的G_s与P_n、WUE_i无相关性,而与C_i和T_r呈线性正相关,表明高大气CO₂浓度下低氮水平的小麦叶片P_n由非气孔因素限制.     

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 andraeanum 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90 d时,处理组T1（（700±100） μmol•mol^-1 CO₂）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T2 （（1000±100）μmol•mol^-1 CO₂）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150 d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T2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150 d时,T1、T2的净光合速率分别比对照高8.25％、20.62％;但处理90 d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90 d时T1、T2处理组中淀粉含量分别比对照高52.60％、67.66％;处理150 d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90 d时也开始低于对照组;整个实验过程中,Rubisco活性前期增加,90 d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（90 d）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。     

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。     

温度和CO2浓度升高对荒漠藻结皮光合作用的影响

2007年,对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区1956年(51龄)和1981年(26龄)人工植被区及自然植被区的藻结皮净光合速率(P_n)变化,及其与结皮含水量(>100%、40%～60%和<20%)、大气CO₂浓度(360和700 mg·L^-1)和温度(13 ℃、24 ℃ 和28 ℃)的关系进行研究.结果表明：51龄、26龄人工植被区和自然植被区的藻结皮P_n分别为3.4、4.4和3.2 μmol·m^-2·s^-1,且51龄人工植被区藻结皮的P_n显著高于26龄人工植被区和自然植被区;藻结皮含水量对其P_n影响显著,且中等含水量(40%～60%)藻结皮的P_n显著高于低含水量(<20%)和高含水量(>100%);CO₂倍增(700 mg·L^-1)后,中等和高含水量藻结皮的P_n增加了1.8～3.3倍,而低含水量时,藻结皮的P_n变化不明显;高含水量和中等含水量处理时,24 ℃和28 ℃条件下藻结皮的P_n较13 ℃时提高27%～66%,而在低含水量时,不同温度的藻结皮P_n值无显著差异.