小青杨组织营养品质和舞毒蛾幼虫生长对大气CO2浓度升高的响应

利用开顶式气室研究了1年生小青杨绿叶、细根、粗根和树皮内营养成分对CO2浓度升高的响应,并检验了上树取食的舞毒蛾幼虫的生长反应.结果表明：CO2浓度升高环境下小青杨绿叶、细根、树皮和粗根中的氮含量显著降低,绿叶、树皮和粗根中的碳氮比显著增加,但细根中碳氮比增加未达到显著水平;CO2浓度升高对所有杨树组织的总碳含量均无影响;CO2浓度升高显著增加了绿叶中总可溶性糖和总非结构碳水化合物的浓度,而绿叶淀粉含量仅在部分采样日期发生显著增加,除细根可溶性糖含量在CO2浓度升高处理下降低外,根系和树皮中各碳水化合物指标的浓度均未发生显著变化;CO2浓度升高环境下2龄舞毒蛾幼虫上树取食13d后体重显著低于自然CO2浓度处理下幼虫的体重,但幼虫继续在各自的实验处理下取食11d后,体重未表现出显著性差异.大气CO2浓度升高对杨树各组织内的营养成分含量均有影响,绿叶营养品质变差可能是导致低龄舞毒蛾幼虫生长受抑制的主要原因.     

CO2浓度升高和模拟氮沉降对青川箭竹叶营养质量的影响

通过研究大熊猫主食竹之一的青川箭竹(Fargesia rufa Yi)叶营养质量对CO2浓度升高和模拟氮沉降的响应,预测在气候变化下箭竹和大熊猫之间的取食关系,以期为大熊猫的长久保护提供科学参考.利用人工环境控制生长室对青川箭竹幼苗进行了1个生长季节的大气CO2浓度和施氮处理:(1)CON(对照,不添加N和环境CO2浓度),(2)EC(环境CO2浓度+350μmol/mol、不添加N),(3)EN(添加5gNm-2a-1、环境CO2浓度),(4)ECN(环境CO2浓度+350 μmol/mol、添加5 g N m-2 a-1).结果表明:EC处理对青川箭竹叶片的C含量无显著影响,但降低了叶片中N和P含量,从而导致C:N增加,而N:P没显著变化.另外,EC处理增加了叶片中可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉、蔗糖和果糖的含量,但降低了木质素和纤维素含量.同时,EC也明显增加了叶片中防御物质单宁的含量.另一方面,EN处理显著降低了叶片中C的含量,并增加了N的含量,但没有改变P的含量,从而C:N减小,而N:P增加.EN显著提高了箭竹叶片可溶性蛋白、可溶性糖和木质素含量,减少了淀粉和纤维素,但对单宁无明显影响.ECN减少了箭竹叶的单宁和N、P的含量,但显著增加了叶的可溶性蛋白、可溶性糖、果糖、蔗糖和淀粉含量.大气CO2浓度升高和氮沉降对叶的N、单宁、可溶性糖和淀粉含量具有显著的交互作用.在未来气候变化情景下,箭竹叶营养质量提高将可能影响叶的生物化学过程以及箭竹-大熊猫之间的取食关系.     

套作大豆苗期茎秆纤维素合成代谢与抗倒性的关系

为从茎秆强度的角度研究套作大豆苗期对荫蔽胁迫的响应及耐荫抗倒机制,采用耐荫性不同的3个大豆材料,在玉米大豆套作和单作两种种植模式下,对茎秆的纤维素、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量及蔗糖代谢中关键酶活性以及茎秆抗折力、抗倒伏指数等进行测定,研究它们与套作大豆苗期倒伏的关系.套作大豆苗期倒伏严重,茎秆抗折力、抗倒伏指数、纤维素、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量和相关酶活性均显著低于单作.不同大豆材料受套作荫蔽影响程度不同,强耐荫性大豆南豆12茎秆抗折力降低幅度最小,在套作环境下其茎秆抗折力、抗倒伏指数大,纤维素、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量高,酶活性强.相关分析表明： 套作大豆苗期茎秆糖含量均与抗折力呈极显著正相关,与倒伏率呈极显著负相关;蔗糖含量与蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)、中性转化酶(NI)活性呈极显著正相关,与酸性转化酶(AI)活性相关性不显著;纤维素含量与SPS、SS呈极显著正相关,与NI呈显著正相关,与AI相关性不显著.套作环境下,强耐荫性大豆苗期茎秆中较高的SPS、SS活性是其维持高蔗糖和纤维素含量的酶学基础,而高纤维素含量有利于提高茎秆强度,进而增强其抗倒伏能力.本研究应用玉米大豆套作种植系统,从苗期抗倒角度,探明了光环境对不同基因型大豆茎秆纤维素代谢的影响机制,为下一步筛选耐荫抗倒大豆品种提供了理论依据.     

大气CO_2浓度倍增对油菜韧皮部汁液成分及根部氮素积累的影响

以甘蓝型欧洲油菜(Brassica napus)‘814’和‘湘油15’两个品种为研究对象,探寻在两个CO2浓度(自然CO2浓度:400μmol·mol–1和高CO2浓度:(800±20)μmol·mol–1)和两个氮素水平(低氮和常氮)处理下,欧洲油菜韧皮部汁液中可溶性糖和游离氨基酸含量,以及根部干物质量和氮素累积量的变化。结果表明:1)CO2浓度升高提高欧洲油菜韧皮部汁液可溶性糖含量,施氮条件下‘814’在抽薹期达到0.29%,‘湘油15’在盛花期达到0.25%,其含量均显著高于自然CO2浓度处理。2)CO2浓度对韧皮部汁液游离氨基酸含量的影响因品种而异,无论施氮与否,CO2浓度升高使‘814’的游离氨基含量降低;而‘湘油15’CO2浓度升高促使其在低氮条件下含量升高,在常氮条件下则降低。3)根部干物质量和氮素累积量均随CO2浓度升高而增加,且欧洲油菜韧皮部汁液中可溶性糖含量与游离氨基酸含量与根部干物质量和氮素累积量呈显著正相关。     

CO2浓度升高对两种沈阳城市森林树种光合特性的影响

利用开顶式气室,研究了CO2浓度升高条件下城市森林主要树种油松(Pinus tabulaefomis)和银杏(Ginkgo biloba)主要光合特性的变化.结果表明,整个生长季,CO2浓度升高(700μmol·mol-1)条件下2树种叶片的净光合速率、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均接近或高于相应对照(自然CO2浓度)值,但不同树种增加的幅度不同;而2树种的叶绿素含量和Chl a/Chl b值对CO2浓度升高反应不一,表现为CO2浓度升高条件下油松的叶绿素含量较对照值高,Chl a/Chl b值降低,银杏的叶绿素含量为前期升高,后期降低,Chl a/Chl b值变化与之正好相反,说明城市森林组成树种对CO2浓度升高的响应具有复杂性.CO2浓度升高条件下,两树种均未发生光合适应现象.     

人类活动对亚热带森林大气CO_2浓度及两种木本植物碳水化合物含量的影响

研究了包括旅游、宗教活动及工厂废气等不同类型的人类活动对亚热带森林大气CO2 浓度及两种木本植物荷木和马尾松碳水化合物代谢的影响 .结果表明 ,人类不同形式的活动不但影响了CO2 日进程变化 ,而且使CO2 的垂直分布发生了改变 .与对照相比 ,人类活动引起森林大气 (5～ 1 5m)CO2 上升了 4～ 1 1 μl·L- 1 .马尾松和荷木叶片的可溶性糖和非结构性碳水化合物随人类活动的加强而下降 ,其下降趋势与CO2 上升趋势基本一致 .树木上层 (1 5m)叶片的可溶性糖和淀粉受影响较明显 ,纤维素含量受人类干扰相对较小 .荷木和马尾松的碳水化合物代谢对人类活动的响应不同     

CO2 浓度升高对两种沈阳城市森林树种光合特性的影响

利用开顶式气室, 研究了CO2浓度升高条件下城市森林主要树种油松(Pinus tabulaefomis)和银杏(Ginkgo biloba)主要光合特性的变化。结果表明, 整个生长季, CO2浓度升高(700 mmol.mol-1)条件下2树种叶片的净光合速率、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均接近或高于相应对照(自然CO2浓度)值, 但不同树种增加的幅度不同; 而2树种的叶绿素含量和Chl a/Chl b值对CO2浓度升高反应不一, 表现为CO2浓度升高条件下油松的叶绿素含量较对照值高, Chl a/Chl b值降低, 银杏的叶绿素含量为前期升高, 后期降低, Chl a/Chl b值变化与之正好相反, 说明城市森林组成树种对CO2浓度升高的响应具有复杂性。CO2浓度升高条件下, 两树种均未发生光合适应现象。     

Na2CO3胁迫下青海星星草种子萌发过程中淀粉酶活性等的变化

对Na2CO3胁迫下青海星星草种子萌发过程中淀粉酶活性、可溶性糖含量、呼吸强度的变化进行了研究。结果表明在Na2CO3胁迫下,种子萌发过程中淀粉酶活性、可溶性糖含量、呼吸强度与空白对照相比均下降,当Na2CO3浓度大于5.00%时,青海星星草种子在播种后至测量结束时,淀粉酶活性、可溶性糖含量、呼吸强度几乎都没有变化,三者与Na2CO3胁迫浓度的负相关关系均极其显著。在播种后的1～8d可溶性糖含量的变化与淀粉酶活性的变化基本趋于一致,两者呈显著的正相关关系。第8天以后,可溶性糖含量开始降低,而淀粉酶活性继续升高,说明可溶性糖已被利用、转化或合成新物质,Na2CO3胁迫下可溶性糖含量减少主要是因为淀粉酶活性受到了抑制。水解酶活性降低、储藏物质不能动员导致其不能水解、呼吸代谢受抑制是Na2CO3胁迫下青海星星草种子萌发受抑制的主要原因。     

CO_2和温度升高及干旱对小麦叶片化学成分的影响

研究了 CO2 浓度升高、高温和干旱对干旱区小麦叶片化学成分的影响 ,结果表明 :CO2 浓度升高时各化学成分之间的差异只有在 40 %田间持水量时才表现显著 ,说明未来 CO2 浓度升高对干旱区小麦化学成分的影响可能大于在非干旱区的影响 ;CO2 浓度升高可减小因为土壤水分不同而造成的小麦化学成分之间的差异 ;高温对小麦化学成分的主要影响是引起 N含量的显著降低 ;CO2 浓度升高、高温和干旱三因子对干旱区小麦化学成分的复合影响是 N含量下降和 C/ N的显著上升 ,这可能对未来农田生态系统的分解速率产生影响     

模拟大气CO2浓度升高对虎耳草生理特性和药用品质的影响

探究大气CO2浓度升高对虎耳草(Saxifraga stolonifera Curt)生长及药用成分含量的影响, 以期为未来大气CO2浓度升高环境下虎耳草的优质栽培及药物配伍使用提供理论依据。以一年生虎耳草为试验材料, 设置目前大气CO2浓度(400±10) μmol·mol-1和升高CO2浓度(800±10) μmol·mol-1 2个处理, 对比分析不同CO2浓度条件下, 虎耳草生长、生物量、叶绿素含量、酶活性、渗透调节能力、N、P、K含量及药用成分含量变化。结果表明: 升高CO2浓度使虎耳草生长和药用品质发生显著变化。相比对照CO2浓度, 升高CO2显著提高虎耳草的株高、根长、叶片数、叶柄长和叶厚, 并且根、茎、叶和总生物量显著增加, 较对照分别增加9.86%、69.65%、14.26%和23.46%。升高CO2浓度处理后, 虎耳草的叶绿素含量显著增加, 较对照增加2.17%。相比对照CO2, 升高CO2处理使MDA含量显著下降, 较对照下降3.25%, 而可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量及SOD均显著升高。CO2浓度升高对虎耳草叶片K含量无显著影响, N和P含量显著下降, 较对照分别下降11.44%和18.65%。另外, CO2浓度升高使虎耳草中没食子酸和岩白菜素含量及生物产量显著增加, 使得虎耳草的药用品质显著提高。综上, 未来大气CO2浓度升高后, 虎耳草的形态指标和生物量积累将显著增加, 药用成分积累提高, 使得虎耳草的药用价值和经济价值升高。