CO_2浓度倍增和干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片转化酶活性及糖代谢的影响

【目的】揭示干旱条件下黄瓜幼苗对CO2浓度升高的生理响应及调节机制,为设施CO2施肥或未来大气CO2浓度升高及水分亏缺等逆境胁迫下,黄瓜的优质高效栽培提供理论依据和技术参数。【方法】以黄瓜(Cuc-umis sativusL.)品种津优1号三叶期幼苗为试材,在水培条件下研究CO2浓度倍增与聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片转化酶活性表达及葡萄糖、果糖和蔗糖代谢的影响。【结果】CO2浓度倍增显著提高了75 g/kg和100 g/kg PEG 6000胁迫条件下黄瓜幼苗叶片的可溶性酸性转化酶和碱性转化酶活性及葡萄糖、果糖和蔗糖含量,而且CO2浓度倍增对50 g/kg PEG 6000胁迫也具有一定的缓解作用。【结论】CO2浓度倍增能显著抵御水分胁迫逆境反应,从而提高黄瓜的抗旱性,且这种效应在中度水分胁迫时表现较为明显。

CO_2浓度倍增、高氮沉降和高降雨对南亚热带人工模拟森林生态系统土壤呼吸的影响

土壤呼吸响应全球气候变化对全球C循环具有重要作用。应用大型开顶箱(Open-top chamber,OTC)人工控制手段,研究了大气CO2浓度倍增、高氮沉降和高降雨处理对南亚热带人工森林生态系统土壤呼吸的影响。结果表明:对照箱、CO2浓度倍增处理以及高氮沉降处理下土壤呼吸速率都具有明显的季节变化,雨季(4～9月)的土壤呼吸速率显著高于旱季(10月至次年3月)(p<0.001);但高降雨处理下无明显的季节差异(p>0.05)。CO2浓度倍增能显著提高土壤呼吸速率(p<0.05),其他处理则变化不大。大气CO2浓度倍增、高氮沉降、高降雨处理和对照箱的土壤呼吸年通量分别为4241.7、3400.8、3432.0和3308.4gCO2.m–2.a–1。但在不同季节,各种处理对土壤呼吸的影响是不同的。在雨季,大气CO2浓度倍增和高氮沉降的土壤呼吸速率显著提高(p<0.05),其他处理无显著变化;而在旱季,高降雨的土壤呼吸速率显著高于对照箱(p<0.05),氮沉降处理则抑制土壤呼吸作用(p<0.05)。各处理的土壤呼吸速率与地下5cm土壤温度之间具有显著的指数关系(p<0.001);当土壤湿度低于15%时,各处理的土壤呼吸速率与地下5cm土壤湿度具有显著的线性关系(p<0.001)。

CO_2浓度倍增对AM真菌及其对绿豆接种效应的影响

在试验室CO2培养箱中模拟CO2浓度倍增环境,初步研究了CO2浓度倍增对AM真菌GlomuscaledoniumNicoison&Gerdemann及其对绿豆(PhaseolusradiatusL.)接种效应的影响。结果表明,绿豆生长14d时,CO2浓度倍增对AM真菌及绿豆生长没有显著影响。绿豆生长28d和42d后,CO2浓度倍增显著增加了AM真菌的侵染率和产菌丝量;接种AM真菌增加了地上部生物量,且在正常CO2浓度条件下达到显著水平;接种AM真菌增加了地下部生物量,且在CO2浓度倍增条件下作用显著。绿豆生长28d和42d后,CO2浓度倍增条件下,接种AM真菌增加了根冠比,且在28d时达到显著水平。而在正常CO2浓度条件下接种AM真菌对根冠比的作用不明显。绿豆生长42d后,不论是在CO2浓度倍增条件下,还是在正常CO2浓度条件下,接种AM真菌均增加了地上部分的总碳、氮含量。AM真菌和CO2浓度倍增的交互作用仅在28d时对地上部分总碳、氮含量、地下部分生物量和根冠比的作用达到显著水平。

CO_2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗膜脂过氧化及抗氧化系统的影响

为了探明CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗氧化损伤的缓解机理,为未来大气CO2浓度升高或温室CO2施肥以及干旱、半干旱地区水分亏缺等逆境胁迫下黄瓜的优质高效栽培提供理论依据和技术参数,以温室专用黄瓜品种津优1号(Cucumissativus L.var.Jinyou No.1)为试材,采用裂区设计,主区因素为CO2浓度处理,设2个CO2浓度水平:大气CO2浓度(≈380μmol/mol,表示为Ambient[CO2])和倍增CO2浓度((760±20)μmol/mol,表示为Doubled[CO2]);裂区因素为水分处理,用PEG6000模拟根际干旱胁迫,设3个水分处理水平:对照(营养液,表示为C)、中度干旱胁迫(含5%PEG6000的营养液,相当于水势ψw=-0.05MPa,表示为M)和重度干旱胁迫(含10%PEG6000的营养液,相当于水势ψw=-0.15MPa,表示为S),研究了CO2浓度倍增对干旱胁迫条件下黄瓜幼苗叶片渗透调节物质含量、膜脂过氧化及抗氧化系统的影响,结果表明:(1)干旱胁迫导致黄瓜幼苗活性氧积累,质膜透性增大,丙二醛含量升高,同时幼苗叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性总糖含量显著增加,抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT、APX和GR)显著提高,抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著升高;(2)CO2浓度倍增不仅有利于促进干旱胁迫条件下黄瓜叶片渗透调节物质的积累,而且能够促进干旱胁迫条件下黄瓜叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX和GR)活性的表达,减轻干旱胁迫下活性氧的积累,使膜脂过氧化程度下降,质膜相对透性降低,丙二醛含量减少,对防止植物的氧化损伤具有一定的保护作用。综上所述,推测温室CO2施肥或未来CO2浓度升高可在一定程度上增强黄瓜幼苗的抗旱性和缓解干旱胁迫的负效应。

CO_2浓度倍增条件下土壤干旱对两种沙生灌木碳氮含量及其适应性的影响

研究利用大型环境生长箱模拟了两种沙地优势灌木柠条和羊柴对 CO2 浓度倍增和土壤干旱交互作用的响应。 CO2 浓度倍增使柠条和羊柴的生物量分别增加了 6 2 .90 %和 5 0 .0 0 % ,使植株叶面积分别增加了 4 1.86 %和 4 5 .84 %。 CO2 浓度的倍增效应随着土壤干旱的增加而下降。 CO2 浓度倍增和土壤干旱都增加单位叶面积质量 (L MA) ,但 CO2 浓度倍增主要增加了水分充足时的 L MA。 CO2 倍增使柠条和羊柴叶片含氮量分别降低了 10 .4 0 %和 5 .0 6 %。柠条叶片含氮量在所有土壤干旱条件下均呈现出增加的趋势 ,而羊柴叶片的含氮量仅在严重干旱条件下增加。 CO2 倍增使叶片的碳氮比显著增加 ,但土壤干旱使之降低。CO2 浓度倍增降低叶肉细胞质膜的过氧化产物丙二醛 (MDA )的含量 ,干旱使之增加。叶片含氮量与 MDA呈显著正相关。研究表明 CO2 倍增有保护叶片免受严重土壤干旱的作用 ,但干旱的负面影响是 CO2

CO_2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380μmol.mol-1)和倍增CO2浓度(760±20μmol.mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P<0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和TPU,降低CO2补偿点(Γ*)和呼吸速率(Rd),而在干旱胁迫条件下各项指标之间差异不显著(中度干旱胁迫条件下Γ*显著降低4.9%除外)。【结论】中度干旱胁迫条件下黄瓜叶片Pn的降低主要是气孔限制,而重度干旱胁迫条件下则是气孔和非气孔因素共同作用的结果,干旱胁迫可导致黄瓜幼苗光合电子传递和光合磷酸化能力显著降低;CO2浓度倍增可通过提高黄瓜叶片的净光合速率和降低蒸腾速率来提高干旱胁迫条件下叶片水分利用效率,在适度的干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增也可以通过提高叶片表观量子效率和光饱和的最大同化速率而提高光合性能。因此,推测在干旱或半干旱地区,设施CO2施肥技术或未来逐渐升高的大气CO2浓度可在一定程度上改善作物的水分状况和增强抗旱能力,提高水分利用效率,从而部分缓解干旱胁迫引起的负面效应。

CO_2浓度倍增及干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的协同影响

为探讨CO_2浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿(Medicago sativa)生理作用的协同效应,采用人工气候室和控水试验模拟CO_2浓度倍增和干旱胁迫,分析了植物光合和抗逆生理特征的变化规律。结果表明:干旱胁迫与CO_2浓度倍增对苜蓿光响应参数影响显著,二者之间具有一定的交互作用,在干旱胁迫下,CO_2浓度倍增减缓了苜蓿叶片气孔导度(G_s)、蒸滕速率(T_r)和光饱和点(LSP)的降低幅度,而对最大净光合速率(P_(max))、胞间CO_2浓度(C_i)和表观量子效率(AQE)没有减缓作用。CO_2浓度倍增下的水分利用效率(WUE)高于正常CO_2浓度,而与水分含量关系不大。干旱胁迫与CO_2浓度倍增对苜蓿光合色素、丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量影响显著,干旱胁迫在一定程度上降低了叶绿素a(chl a)、叶绿素b(chl b)的含量和叶绿素总量,显著增加了叶片MDA和Pro含量,CO_2浓度倍增有增加这些光合色素含量、降低MDA和Pro的趋势;但2个因素之间没有显著交互作用。干旱胁迫和CO_2浓度倍增对苜蓿叶绿素荧光参数影响不一,干旱胁迫和CO_2浓度倍增对叶绿素荧光参数具有较强的交互作用,CO_2浓度倍增对植物体光合电子传递过程中的保护作用在植物受到干旱胁迫时更加明显。因此,在干旱、半干旱地区,干旱胁迫对苜蓿光合生理功能产生不利的影响,而CO_2浓度倍增对苜蓿的生长具有一定的施肥效应,当2个因素共同发生时,CO_2浓度倍增可以减缓水分胁迫对苜蓿的伤害,增强其抗旱能力,提高水分利用效率,缓解干旱胁迫的负面效应。

大气CO_2浓度倍增和施氮对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

采用开顶式气室,通过土培盆栽实验研究了不同大气CO2浓度(背景空气浓度375μmol·mol-1和倍增浓度750μmol·mol-1)和氮素水平(不施氮和施氮0.25 g/kg)下两个冬小麦品种(小偃6号和小偃22)主要生育期(拔节、孕穗、扬花、灌浆期)叶片叶绿素含量和荧光动力学参数的变化.结果显示,与背景CO2浓度相比,在不施氮条件下大气CO2浓度倍增处理的小麦叶片出现明显的光合下调现象,而施氮时变化不明显;同时,CO2浓度倍增后小麦各主要生育期叶片叶绿素含量均有不同程度地下降,荧光参数初始荧光(F0)值明显提高,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值均显著降低.施氮可提高冬小麦各个时期叶片叶绿素含量、Fm、Fv、和Fv/F0值,降低F0值;不施氮条件下,大气CO2浓度倍增对冬小麦各主要生育时期叶绿素含量和荧光参数的影响明显,而施氮后影响微弱.研究表明,大气CO2浓度升高对冬小麦光合速率、叶绿素含量和光系统Ⅱ(PSⅡ)的光合电子传递和潜在活性具有一定抑制作用,通过施氮可以有效地缓解其负面效应.

厚壁毛竹光合作用对CO_2浓度倍增的短期响应

采用Li-6400P光合测定仪对比测定了大气CO2浓度和短期CO2浓度倍增下不同季节厚壁毛竹的光合特性,结果表明:CO2浓度加倍促使最大净光合速率、净光合速率、水分利用率、光合量子效率和光饱和点升高,年平均增幅分别为62.79%、48.74%、94.41%、8.70%和16.67%;CO2浓度加倍促使蒸腾速率、暗呼吸速率和光补偿点下降,年平均降幅分别为17.60%、37.25%和40.50%。不同季节厚壁毛竹光合生理特性参数在CO2浓度加倍后的增加幅度或降低幅度与叶片生理活性和气候变化密切相关。CO2浓度的倍增并未明显改变厚壁毛竹光合特性的季节变化规律,除光补偿点外,其它光合参数的季节大小顺序仍与大气CO2浓度下的相同。厚壁毛竹光合作用对短期CO2浓度升高的响应特征与C3植物光合作用对短期CO2浓度升高响应的普遍规律相符。

CO_2浓度倍增与干旱胁迫对油松(Pinus tabulaeformis)相对分枝级水力结构的影响

在密闭式生长箱内经过13个月高CO2浓度培养的5年生油松(Pinus tabulaeformis)为实验对象,采用改良冲洗法研究了CO2浓度倍增(720μmolmol-1)与干旱胁迫交互作用对油松相对分枝级水力结构参数的影响。通过测定油松不同分枝级的水力结构参数分别在720μmolmol-1CO2和380μmolmol-1CO2(大气现有CO2浓度)浓度下随着干旱胁迫的变化,得出不同分枝级的导水率(Kh)、比导率(Ks)和胡伯尔值(Hv)在2个CO2浓度下均随着干旱胁迫的增加而逐渐下降,叶比导率(Lsc)在720μmolmol-1CO2浓度下随着干旱胁迫的增加非线性变化(0级>2级>1级)不同于380μmolmol-1CO2(0级>1级>2级)。同期干旱胁迫条件下,720μmolmol-1CO2浓度下的Kh、Ks、Lsc和Hv均大于380μmolmol-1CO2且差异显著。根据整株苗木的水势将苗木的水分状况分为4个梯度,在正常水分(-0.45^-0.65MPa)、轻度干旱(-1.15^-0.75MPa)和中度干旱(-1.95^-1.35MPa)胁迫时,3个分枝级均在720μmolmol-1CO2条件下的Kh和Ks较380μmolmol-1CO2增加,说明交互作用能提高导水能力,同时加快水分运输效率。在重度干旱(<-2.80MPa)胁迫时Kh比380μmolmol-1CO2增加,而Ks比380μmolmol-1CO2减小,即交互作用提高了水分运输的安全性,却减少了有效性。

CO_2浓度倍增对垂柳和杜仲叶绿体吸收光能和激发能分配的影响

研究了CO_2浓度倍增对垂柳(Salix babylonica L.)和杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)叶片光合色素含量、叶绿体对光能吸收能力和激发能在两个光系统之间分配的影响。结果表明,CO_2 浓度倍增能提高垂柳叶片单位鲜重和单位叶面积叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量;提高杜仲Chl含量,降低Car含量。CO_2浓度倍增能提高含等量Chl的叶绿体对光能的吸收和激发能在两个光系统间分配的调节能力。

CO_2浓度倍增下毛竹光合作用对光照强度的季节响应

采用Li-6400测定了在短期CO2浓度倍增下毛竹光合作用对光照强度的季节响应,并对比同一测定毛竹在相同时期大气CO2浓度下的光响应曲线特征,结果表明:CO2浓度的增加促使毛竹最大净光合速率和光饱和点升高,光补偿点下降,而对光合量子效率的影响因季节而异,在夏、秋两季光合量子效率升高,冬季持平,春季降低,但全年来看还是具有促进作用;在相同的光照强度下,CO2浓度的倍增会使毛竹的净光合速率和水分利用率升高,而蒸腾速率和暗呼吸速率下降。CO2浓度倍增后,各光合生理特征参数的季节变化基本和大气CO2浓度下的季节变化相同,均与毛竹叶片的生理活性密切相关;而在不同季节,毛竹对CO2浓度升高的响应差异性是造成季节变化规律稍有不同的主要原因之一,证实了植物对短期CO2浓度升高的光合生理响应行为。

CO_2浓度倍增对谷子拔节期和灌浆期光合色素含量和PSⅡ功能的影响

研究了CO_2浓度倍增对谷子(Setaria italica (L.)Beauv.)叶片单位鲜重和单位叶面积叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)的含量以及PSⅡ功能的影响。结果表明,CO_2浓度倍增能提高拔节期成熟叶片和灌浆期成熟旗叶的Chl和Car的含量,并且能提高这两种叶片PSⅡ反应中心开放部分的比例。然而拔节期叶片和灌浆期旗叶的qN值和PSⅡ总的光化学量子产量,以及 F_v/F_o、F_v/F_m和F_d/F_s的值对CO_2浓度倍增的响应不同,表明CO_2浓度倍增对拔节期叶片光合功能的改善优于灌浆期的旗叶。

CO_2浓度倍增对10种禾本科植物叶片形态结构的影响

在CO_2正常浓度(350μL/L)和倍增(700μL/L)条件下,对小麦(Triticum aestivum L.)、半野生小麦(T.aestivum ssp.tibeticum)、大麦(Hordeum vulgare L.)、野大麦(H.brevisubulatum(Trin.)Link)、水稻(Oryza sativa L.)、野生稻(O.meyeriana subsp.granulata)、谷子(Setaria italica(L.)Beauv)、狗尾草(S.viridis (L.)Beauv)、高粱(Sorghum vulgare Pers.)和玉米(Zea mays L.)等10种禾本科植物幼苗期叶的形态结构进行比较研究。结果表明,在CO_2浓度倍增条件下,除野大麦和玉米外,其它几种禾本科植物的叶片厚度普遍增加;表皮细胞密度下降(野大麦和谷子的远轴面除外)。其中C_3种类的平均气孔密度和气孔指数下降,C_4种类则呈相反趋势。在CO_2浓度倍增条件下,栽培种类表皮细胞密度和维管束鞘细胞中的叶绿体数明显增加,野生种类则呈相反趋势。气孔密度与气孔指数基本呈正相关。

白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量对CO_2浓度倍增和干旱胁迫的响应

【目的】探明CO_2浓度倍增对干旱胁迫下白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量的影响,为未来大气CO_2浓度升高以及干旱、半干旱地区水分亏缺等逆境下白羊草的生长提供理论依据和技术参数。【方法】盆栽试验采用裂区设计,研究了黄土丘陵区典型草本植物白羊草光合特性和非结构性碳水化合物(NSC)及其组分(可溶性糖和淀粉)的含量对不同CO_2浓度(400μmol/mol和800μmol/mol)和不同水分处理[35%~40%FC(重度干旱胁迫)、55%~60%FC(轻度干旱胁迫)和75%~80%FC(对照)]的响应。【结果】CO_2浓度倍增和干旱胁迫对白羊草光合–光响应曲线参数和NSC及其组分含量有显著影响,但2个因素之间没有显著的交互作用。CO_2浓度倍增显著提高了白羊草叶片最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)(P<0.01),而干旱胁迫则显著降低了Pmax、AQY和LSP(P<0.01)。CO_2浓度倍增和干旱胁迫均提高了白羊草地上部分可溶性糖含量。在正常CO_2浓度条件下,与对照相比,轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫均显著降低了白羊草地上部分和根系部分淀粉含量。CO_2浓度倍增使对照、轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下白羊草地上部分淀粉含量分别提高了17.4%、44.2%和18.7%,根系部分淀粉含量分别提高了17.3%、88.4%和54.4%。轻度和重度干旱胁迫均显著降低了正常CO_2浓度条件下白羊草根系部分NSC含量。CO_2浓度倍增显著提高了对照处理和轻度干旱胁迫处理下白羊草地上部分以及轻度干旱胁迫处理和重度干旱胁迫处理下白羊草根系部分NSC含量。在正常CO_2浓度下,轻度和重度干旱胁迫导致白羊草地上部分和根系部分可溶性糖含量与总NSC含量比值的显著提高。在倍增CO_2浓度下,重度干旱胁迫显著提高了白羊草地上部分可溶性糖含量与总NSC含量的比值,而对照处理和轻度干旱胁迫处理无显著差异。【结论】干旱胁迫促进了白羊草体内淀粉向可溶性糖的转化,导致可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低。CO_2浓度倍增促进了白羊草地上部分和根系部分淀粉和NSC含量的积累,为干旱胁迫下白羊草生理代谢活动所需可溶性糖提供了来源。CO_2浓度升高能够缓解干旱胁迫造成的不利影响,提高了白羊草的抗旱性。

大气CO_2浓度倍增对植物暗呼吸的影响

以长期生长于350和700μmolCO_2·mol^(-1)空气的开顶式培养室的杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、玉米(Zea mays L.)等10种植物的离体成熟叶片或整株为材料,研究不同测定温度(15～35℃)下,CO_2浓度倍增对植物暗呼吸的影响。结果表明:在较低温度(15℃、20℃)下,CO_2浓度倍增对植物暗呼吸没有显著效应,在较高温度(30℃、35℃)下多数被测植物的暗呼吸显著增强。讨论了实验所得结果在未来全球气候变化中的可能的意义。

不同盐度下水华束丝藻对CO_2浓度倍增的生理响应

本文研究了在盐度分别为2‰和4‰的条件下,CO2浓度倍增对水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)生长速率、光合活性及光合色素比例与丙二醛含量的影响。结果表明随着盐度的增加水华束丝藻的生长速率和光合活性受到显著抑制,叶绿素a与藻蓝素比例大幅降低,丙二醛含量明显提高。在实验盐度范围内,CO2浓度倍增显著促进水华束丝藻的生长速率和最大光合电子传递速率(ETRmax)与色素比例,而且盐度越高促进效果越明显。此外CO2浓度倍增能显著降低丙二醛(MDA)含量。从而减少膜脂过氧化,缓解盐度胁迫。

CO_2浓度倍增对宁夏枸杞种植地土壤养分及微生物的影响

为研究宁夏枸杞种植地土壤养分与土壤微生物及土壤酶对CO2浓度倍增的响应,测定倍增CO2浓度[(720±20)μmol/mol]和自然环境大气CO2浓度[(360±20)μmol/mol,对照]条件下宁夏枸杞种植地土壤养分含量和土壤微生物量、土壤酶活性等指标,并进行分析。结果表明:CO2浓度倍增处理下,第1个生长周期内,土壤pH及土壤养分含量与对照没有显著差异;第2个生长周期结束时,全氮和全磷含量极显著增加,但pH及其他养分含量没有显著变化。土壤微生物和土壤酶活性在第2生长周期结束时测定,与对照相比,CO2浓度倍增处理的土壤细菌、放线菌数量极显著减少,真菌数量有增加趋势;土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性显著降低,过氧化氢酶活性显著升高。本试验中CO2浓度倍增条件下土壤微生物和几种土壤酶活性与多数研究者的结果存在一定出入,这可能与植物品种以及CO2浓度倍增处理时间长短不同所致。

CO_2浓度倍增对几种植物叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响

研究了CO_2浓度倍增对大豆(Glycine max L.,C_3植物)、黄瓜(Cucumis sativus L.,C_3植物)、谷子(Setaria italica (L.) Beauv.,一种不很典型的C_4植物)和玉米(Zea mays L.,C_4植物)叶片的叶绿素蛋白质复合物的影响。实验植物盆栽于聚乙烯薄膜(或玻璃)的开顶式培养室中。播种后对照室的CO_2浓度立即保持在大气浓度(350±10)×10^(-6)中,CO_2浓度倍增处理室则保持在(700±10)×10^(-6)下。研究结果表明,对于大豆、黄瓜和谷子,CO_2浓度倍增均使其PSⅡ捕光叶绿素a/b-蛋白质复合物(LHCⅡ)的聚合体态的量增多,单体态的量减少。但C_4植物玉米对CO_2浓度倍增没有这样的反应。作者认为在大豆等植物中,LHCⅡ的上述状态变化可能是植物的光合机构对长期高CO_2浓度的一种适应效应,这样能提高光合作用中光能的吸收、传递和转换的效率,并支持高效的光合碳素同化作用。

O_3与CO_2浓度倍增对大豆叶片及其总生物量的影响研究

利用OTC-1型开顶式气室研究CO2和O3浓度倍增对大豆叶片及其总生物量的影响结果表明,CO2和O3浓度倍增均可致使大豆黄叶率增加,绿叶率下降;CO2浓度倍增使大豆总叶片干物质量和总叶面积、绿叶和黄叶干物质量及总生物量均明显增加;O3浓度倍增使大豆总叶干物质量和总叶面积、绿叶和黄叶干物质量及总生物量均下降;CO2与O3交互作用处理对大豆生物量的影响均表现为CO2>O3;CO2与O3持续倍增处理对大豆叶片老化的影响为O3>CO2,CO2与O3逐渐达倍增的处理在大豆鼓粒前CO2的缓解作用明显,鼓粒后CO2与O3的影响逐渐接近;大豆总生物量增长遵循自然增长曲线。