超高选择性CO_(2)光还原为乙醇的CuNi异核双原子催化剂的精准设计

利用光催化还原技术将CO_(2)定向转化为乙醇(CO_(2)-乙醇)是解决日益严重的环境污染和能源危机的理想途径之一.然而,CO_(2)分子的高化学惰性以及C-C耦合反应的高化学能垒导致目前CO_(2)-乙醇转化反应的产率和选择性较低.因此,设计构建能够快速活化CO_(2)分子并同时促进C-C耦合的光催化材料具有重要研究意义.尽管已有研究表明,Cu+物种在促进C-C耦合方面具有一定优势,但其在催化反应过程中的不稳定性限制了其实际应用.基于上述认识,本文通过理论模拟预测发现,相比于Cu单原子,CuNi异核双原子(CuNi HDAs)不仅在CO_(2)活化及C-C耦合方面更具优势,而且能够有效锚定并固化Cu+物种.因此,本文设计了一种三步合成策略,精准地将Cu单原子锚定在(Ni,Zr)-UiO-66-NH2材料的Ni位上,合成了以CuNi HDAs为活性位点的Cu-(Ni,Zr)-UiO-66-NH2光催化材料.在可见光照射下,Cu-(Ni,Zr)-UiO-66-NH2表现出较好的催化CO_(2)-乙醇转化活性,其乙醇的产率和选择性分别达到~3218μmol·gCu^(-1)·h^(-1)和97.3%.光谱分析和密度泛函理论计算结果表明,Cu-(Ni,Zr)-UiO-66-NH2材料较好的光催化性能来源于CuNi HDAs特殊的电子结构.首先,CuNi HDAs通过CuNi-O界面化学键与吸光组分(Ni,Zr)-UiO-66-NH2相连,利用界面Cu-Ni-O键作为快速电子传输通道,CuNi HDAs能够富集到足够的光生电子用于涉及12电子的CO_(2)-乙醇转化反应,使得乙醇产率大幅提升.其次,Cu,Ni和O三种原子由于电子亲核能的差异,导致CuNi HDAs的电子分布呈现不对称性.这种不对称的电子结构能有效诱导CO_(2)分子的极化,打破其结构的对称性,从而显著降低CO_(2)分子的活化能.再次,相比于Cu单原子,CuNi HDAs对*CO中间体的吸附能力更强,这不仅增强了活性位点表面*CO中间体的覆盖度,还抑制CO的生成,为C-C耦合创造了充分条件.最后,由于Cu-Ni双活性位电子密度的差异,CuNi HDAs表面的C-C耦合反应势能较低,有利于*OCCHO中间体的快速生成,从而使乙醇产物的选择性大幅提升.综上,本文以理论计算模拟为指导,以UiO-66-NH2材料为基底,成功设计并制备了一种具有不对称电子结构的CuNi HDAs光催化材料,实现了高选择性CO_(2)光还原为乙醇.研究表明,CuNi HDAs的不对称结构在促进分子活化和降低C-C耦合反应能垒中起关键作用,同时促进了光生电子在CuNi HDAs活性位的富集.本文的研究结果为在原子尺度上设计并合成高性能的CO_(2)还原光催化剂提供了实验和理论参考.

5Cr油套管钢在含Cl^(-)的CO_(2)环境中的腐蚀特性研究

目的掌握油气井生产中CO_(2)腐蚀对油套管的影响规律,研究兼顾耐蚀性和经济性的5Cr油套管材料在含Cl^(-)的CO_(2)环境中不同时间下的腐蚀演变规律。方法采用XRD、XPS、SEM和EDS等技术分析5Cr油套管钢在不同时间下腐蚀产物膜的演变情况,利用丝束电极(WBE)和阻抗测试(EIS)技术对其腐蚀电化学行为进行研究。结果5Cr油套管钢腐蚀后期的平均腐蚀速率约为初期的1/2,在腐蚀14 d后,腐蚀产物膜中的Cr富集大于30%,Cr、Fe质量比达到较高水平,约为基体的15倍。随着腐蚀的进行,电荷传递电阻和产物膜覆盖引起的电阻增大,电化学反应阻力增大。在腐蚀前期具有局部不均匀性,随着腐蚀的进行,电极腐蚀电位有负移现象,最终分布区间为−0.59~−0.61 V,电极表面阳极电流区域大幅减少。结论在腐蚀时间延长的条件下,5Cr油套管钢腐蚀产物膜的致密性增加,电荷传递电阻呈变大趋势。在产物膜下的5Cr油套管钢区域,电流发生由阴极向阳极极性转变的现象,产物膜存在的孔隙使5Cr油套管钢基体金属被腐蚀,从而导致阳极电流的出现。表面局部腐蚀电位阳极区的形成和扩展使其有产生点蚀的倾向,但腐蚀产物逐渐沉积在点蚀坑内壁,形成了Cr富集的保护性表面层,原发生点蚀区域由原阳极活性点位转变为阴极区,对其发展起到了抑制作用。

开放式空气中CO_2浓度增高(FACE)对水稻生长和发育的影响

人类活动导致的大气和气候变化将极大地改变作物的生长环境,其中最大的一个变化就是大气二氧化碳(CO2)浓度的迅速上升:从工业革命前的平均270μmol/mol上升到目前的381μmol/mol,到2050年至少超过550μmol/mol。FACE(Free-air CO2 enrichment,开放式空气中CO2浓度增高)试验是目前评估未来高浓度CO2对作物生长和产量实际影响的最佳方法。水稻无疑是人类最重要的食物来源,迄今为止人类利用FACE技术开展水稻响应和适应的研究已有10a(19982008年)的历史。以生长发育为主线,首次系统综述了10a水稻FACE试验在该领域的研究成果,总结了FACE情形下高浓度CO2(模拟本世纪中叶大气CO2浓度)对主要供试水稻品种(小区面积大于4m2)光合作用、生育进程、地上部生长、地下部生长、物质分配、籽粒灌浆、产量构成以及倒伏性状等影响的研究进展,比较了FACE与非FACE研究之间以及中国和日本FACE研究(世界上唯一的两个大型水稻FACE研究)之间的异同点。根据研究进展以及当前的技术水平,文章最后提出了该领域的3个优先课题:(1)FACE情形下杂交稻生产力响应高于预期的生物学机制;(2)FACE情形下CO2与主要栽培措施的互作效应;(3)FACE情形下CO2与主要空气污染物臭氧的互作效应。这些响应的机理性解析将有助于从根本上减少人类预测未来粮食安全的不确定性,进而更加有效地制订出应对全球变化的适应策略。

开放式空气中CO_2浓度增高(FACE)对常规粳稻蛋白质和氨基酸含量的影响

为了明确未来大气CO2浓度升高对水稻蛋白质营养品质的影响,2009年利用稻田开放式空气CO2浓度增高(FACE,FreeAirCO2 Enrichment)系统,以武运粳21、扬辐粳8号和武粳15为供试品种,研究大田生长期CO2浓度升高200μmol.mol-1对常规粳稻蛋白质营养品质的影响。结果表明:大气CO2浓度增加使所有供试品种精米蛋白质含量平均下降5.6%,使氨基酸、必需和非必需氨基酸总量平均分别下降7.6%、6.7%和7.9%,均达极显著水平。大气CO2浓度增加使供试品种精米必需氨基酸占氨基酸总量百分比显著增加,使非必需氨基酸占氨基酸总量百分比显著下降,但对精米中必需和非必需氨基酸的相对含量无显著影响。从氨基酸组分看,大气CO2浓度增加使供试品种精米中7种必需氨基酸和8种非必需氨基酸的含量均显著或极显著下降。CO2处理与品种对精米蛋白质含量、氨基酸总量、必需和非必需氨基酸总量以及部分氨基酸组分有一定的互作效应,武运粳21上述参数对高浓度CO2的响应大于扬辐粳8号或武粳15对应参数的响应。以上结果说明本世纪中叶大气中的CO2浓度将使粳稻蛋白质营养品质下降,不同品种下降幅度存在一定差异。

臭氧胁迫使两优培九倒伏风险增加——FACE研究

近地层臭氧(O3)浓度升高使作物生长发育受到抑制进而使产量下降,但O3胁迫条件下作物抗倒性状的变化及其可能原因均不清楚。FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)试验在很少扰动的自然农田实施,其特有的空间优势为研究这一问题提供了最好的机会。依托全球唯一的稻田臭氧FACE技术平台,以杂交稻两优培九为供试材料,设置大气背景O3浓度和高O3浓度两个水平首次对这一问题进行了实验研究。结果表明:高O3浓度使水稻抽穗期单茎(去除叶鞘)倒5、倒4和倒3节间的平均倒伏指数分别增加25%、16%和14%,使抽穗后35 d对应节间倒伏指数分别增加13%、12%和2%,除抽穗后35 d倒3节间外均达显著或极显著水平;高浓度O3使水稻抽穗期和抽穗后35 d植株倒5、倒4和倒3节间的抗折力和弯曲力矩均下降,前者降幅明显大于后者;高O3浓度对抽穗期和抽穗后35 d倒5、倒4、倒3和倒2和倒1节间的长度和粗度影响较小,但使各节间单位长度鲜重和干重一致下降,以单位长度干重降幅更大;高O3浓度使结实期倒5、倒4、倒3、倒2和倒1节间可溶性糖和淀粉含有率均下降,抽穗后35 d降幅大于抽穗期。以上数据表明,未来高浓度臭氧环境条件下两优培九结实期的倒伏风险明显增加,这主要与基部节间抗折能力明显削弱有关,而后者可能又与节间充实程度下降有关。

二氧化碳、施氮量和移栽密度对汕优63产量形成的影响--FACE研究

大气二氧化碳(CO2)浓度升高使水稻产量增加,但这种影响是否因不同栽培条件而异尚不清楚。2011年利用中国稻田FACE(Free Air CO2Enrichment)系统平台,以敏感水稻品种汕优63为供试材料,二氧化碳设环境CO2浓度(Ambient)和高CO2浓度(Ambient+200μmol·mol-1),施氮量设低氮(15 g·m-2)和高氮(25 g·m-2),移栽密度设低密度(16穴·m-2)和高密度(24穴·m-2),研究了不同栽培条件下大气CO2浓度升高对杂交水稻产量形成的影响。结果表明:高浓度CO2对水稻抽穗期和成熟期没有影响,但使结实期株高显著增高(+7%);使单位面积穗数(+8%)和每穗颖花数(+19%)明显增多,进而使单位面积颖花量大幅增加(+29%)。高浓度CO2条件下穗数增多主要与最高分蘖数明显增加有关,而分蘖成穗率显著下降;穗型增大主要由单茎干重而非单位干重形成的颖花数增加所致。高浓度CO2环境下水稻结实能力呈增加趋势,其中平均粒重的增幅达显著水平。大气CO2浓度升高使水稻籽粒产量平均增加36%,其中在低氮低密度、低氮高密度、高氮低密度和高氮高密度条件下分别增加43%、46%、34%、23%。增施氮肥或增加移栽密度使水稻产量略有下降,但均未达显著水平。以上结果表明,高浓度CO2环境下杂交水稻因库容量增大导致产量大幅增加,调整施氮水平和移栽密度可在一定程度上改变这种肥料效应。

FACE下二氧化碳、施氮量、密度和锌肥对Ⅱ优084稻米锌浓度及有效性的影响

利用稻田FACE(FreeAirCO2Enrichment)平台,以Ⅱ优084为供试材料,主区CO2处理设置环境CO2浓度(AmbiGent)和高CO2浓度(比Ambient高50%)两个水平,裂区设置施氮量(15和25g/m2)、移栽密度(16和24株/m2,单本栽插)以及叶面施锌(0%和0.2%ZnSO4)处理,研究大气CO2浓度升高对超级稻精米和糙米锌浓度和有效性的影响.精米锌浓度、植酸含量以及植酸与锌的摩尔比均明显低于糙米.大气CO2浓度升高使精米和糙米锌浓度平均下降5%和7%,锌处理使对应部位锌浓度分别增加40%和63%,差异均达极显著水平,但施氮量或栽插密度处理对两部位锌浓度影响未达显著水平.CO2浓度和锌处理对精米和糙米的植酸含量均无显著影响,但增加施氮量和移栽密度使糙米植酸含量分别下降8%和6%,差异均达极显著水平.大气CO2浓度升高使精米和糙米中植酸与锌的摩尔比平均增加6%和7%,锌处理使对应部位植酸与锌的摩尔比分别下降28%和40%,增加施氮量和移栽密度使糙米中植酸与锌的摩尔比平均下降10%和7%.说明高浓度CO2环境下超级稻Ⅱ优084食用部位微量元素锌含量下降且生物有效性降低,但适当增加施氮量或移栽密度特别是结实期叶面喷施锌肥,可不同程度地改善该品种稻米的锌营养水平.

C_4作物FACE(free-air CO_2 enrichment)研究进展

持续迅速上升的大气二氧化碳浓度([CO2])是全球变暖最大的驱动因子,但其作为光合作用底物直接增加了作物的生产力。相比C3作物,人们对未来高浓度CO2情形下C4作物的响应规律认识较少。与封闭或半封闭气室研究相比,FACE(free-airCO2 enrichment)试验在空气自由流动的大田条件下对作物表现进行研究,它提供了对未来作物生长环境的真实模拟,因此提供了评估CO2肥料效应以及揭示植物响应机制的最好机会。作为人类重要的粮食和饲料来源,高粱和玉米是最重要的C4作物。在简介美国玉米和高粱FACE系统的基础上,综述了FACE情形下高浓度CO2(模拟本世纪中叶大气CO2浓度,即550μmol/mol)对两大作物生理、生长和产量以及土壤特性等方面的影响,同时比较了与气室研究结果的异同点。(1)FACE使干旱条件下两作物光合作用显著增强,但湿润条件下没有影响;FACE条件下高粱出现光合适应现象,而玉米没有;(2)FACE使两作物气孔导度大幅下降,导致叶温升高、蒸腾速率下降、蒸发蒸腾总量减少或没有变化、叶片总水势和水分利用效率增加或没有变化;(3)FACE对两作物物候期和化学组分影响很少;(4)FACE使干旱条件下两作物生长和产量略有增加,但湿润条件下没有影响;(5)FACE使高粱田土壤丛枝状菌根真菌的长度和易提取胶状物质浓度显著增加,导致水稳性土壤团聚体增加;FACE对高粱田N2O或含氮气体(N2O+N2)的排放没有影响;(6)高浓度CO2对两作物气孔导度的影响FACE试验明显大于气室试验,而对生长和产量的影响呈相反趋势。阐明CO2与基因型、土壤湿度和大气温度间的互作效应及其机制是下一轮C4作物FACE研究优先考虑的方向,技术的不断进步已为利用大型FACE系统来研究这些互作效应提供了可能。

开放式空气CO_2浓度增高(FACE)对稻田土壤微生物的影响

1 引言公元1750年前,大气CO@浓度基钱保持280μmol·mol-1左右.

十年水稻FACE研究的产量响应

联合国政府间气候变化专业委员会(IPCC)最新报告预测20世纪中叶全球大气二氧化碳(CO2)浓度将由目前的381μmolmol-1至少上升到550μmolmol-1,CO2浓度不断升高将对世界粮食生产和安全产生深刻影响。与封闭和半封闭气室相比,FACE(FreeAir CO2 Enrichment,开放式空气中CO2浓度增高)技术平台,在完全开放的大田条件下运行,代表了人们对未来高CO2浓度环境的最好模拟。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,在过去10a中(1998～2007年),全球有两个大型水稻FACE平台(直径12m)在运行,一个在温带地区的日本岩手,另一个在亚热带地区的中国江苏。以FACE研究为重点,系统收集和整理了高CO2浓度对水稻产量影响的研究进展,比较了FACE与各种气室研究结果的异同点,评估了CO2与生物(品种、病虫和杂草)和非生物因子(肥料、水分、温度和臭氧)的互作效应,提出了未来大气CO2浓度升高情形下水稻生产的适应策略,并讨论了该领域有待深入研究的方向。

开放式空气CO_2浓度增高(FACE)对水稻灌浆动态的影响

【目的】揭示大气CO2浓度升高对水稻籽粒灌浆动态的影响。【方法】利用农田开放式空气CO2浓度增高(FACE,free-air carbon dioxide enrichment)系统,以武香粳14为供试材料,CO2浓度设正常CO2(Ambient)和高CO2(FACE,Ambient+200μmol·mol-1)2个水平,施N量设低氮、中氮和高氮(150、250、350kg·ha-1)3个水平,测定各处理稻穗不同部位籽粒的灌浆进程,利用Richards方程拟合。【结果】(1)FACE处理明显提高了低氮水平实测最终米粒重,稻穗上、中、下部米粒增重分别为11.1%、10.9%和9.4%,全穗平均增重10.6%,而对中、高氮水平下粒重的影响较小;(2)FACE处理普遍提高了稻穗各部位籽粒灌浆的相对起始势;(3)FACE处理明显提高籽粒最大灌浆速率,低、中、高3种施氮条件下,全穗平均增幅分别为32.9%、36.9%和40.4%,稻穗上部籽粒增幅高于中、下部籽粒;同时明显提高了籽粒平均灌浆速率,低、中、高3种施氮条件下增幅分别为20.3%、25.8%和31.0%;(4)FACE处理总体上延迟了灌浆速率峰值出现的时间,最大灌浆速率时间的粒重增加,实灌时间缩短;从水稻籽粒灌浆阶段划分特征来看,FACE明显延长了灌浆前期持续时间,缩短了灌浆中期及后期持续时间。【结论】FACE处理提高了灌浆相对起始势、最大及平均灌浆速率,灌浆前期时间延长而灌浆中、后期时间缩短,总灌浆时间明显缩短,各粒位米粒重在低氮条件下明显增加而中、高氮条件下无明显变化。

FACE对三系杂交籼稻汕优63根系活性影响的研究

2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125kg·hm-(2LN)、250kg·hm-(2NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系活性的影响。结果表明:(1)FACE处理使汕优63不同生育时期单位干质量根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均极显著小于对照。由于FACE处理促进汕优63根系发生量的大幅度增加,因此分蘖期、拔节期其单穴根系活性与对照多无明显差异,到抽穗期FACE处理单穴根系活性显著大于对照;(2)拔节期、抽穗期汕优63每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积、根干质量与单位干质量根系活性的关系密切,根量越大单位干质量根系活性越低;(3)不同生育时期汕优63植株含氮率与单位干质量的根系活性多呈正相关,植株碳氮比与单位干质量的根系活性多呈负相关;(4)FACE处理汕优63根系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干质量根系活性低于对照的重要原因。

二氧化碳浓度增高对作物影响研究方法(FACE)的问题与讨论

综述了全球范围内CO2浓度增高对作物影响的主要研究方法,讨论了开放式CO2富集系统(Free-airCO2Enrichment,FACE)的原理结构特点、先进性和不足。文章认为,FACE系统是当前研究CO2肥效作用最接近自然状况的模拟系统,对研究作物生理生态、品质与环境关系等问题具有重要的适用性和先进性。但该系统也存在着CO2浓度与自然变幅不吻合、与温度等环境因子不匹配等人为调控的局限性。作者结合近年来对FACE系统和半开放式梯度实验系统(CO2-Temperature Gradient Chambers,CTGC)的使用和调试,对2个系统做了比较。建议FACE系统与CTGC系统配合使用,更利于解决模拟环境真实性,提高实验精度;在FACE系统中,建议把CO2的目标浓度改为幅度值以解决与自然变幅相符合的问题。在研究对象方面,建议开展作物世代研究和环境综合研究,以求精确阐明CO2浓度增高对作物影响机理与影响程度,为准确判断气候变化背景下粮食生产和粮食安全提供科学依据。

稻麦轮作FACE系统平台Ⅱ.系统控制和数据分析软件

稻麦轮作水稻田建立开放式空气CO2 增加即FACE系统 (FreeAirCO2Enrichment)的管理、系统所测定及系统控制过程中每天都产生大量数据 .用汇编语言和VisualBASIC语言编写的FACE数据采集控制和分析处理软件包能够自动操作任务并利用OLE技术开发Office应用程序的功能 ,具有系统平台控制、数据采集、原始数据存储备份、日数据处理、月数据处理和任意时间段的FACE系统控制状态分析等功能 ,FACE系统控制人员可以及时了解FACE系统的控制状态和改善控制精度 ,研究人员借助软件包可以随时便利地获取所需数据 .

FACE条件下冬小麦的光合适应

利用开放式CO2浓度升高(Free Air Carbon dioxide Enrichment)系统平台,于冬小麦开花期、乳熟期对旗叶进行气体交换测量,根据光合模型计算光合参数,研究550μL.L-1CO2对冬小麦旗叶光合能力的影响。结果表明,无论是在冬小麦开花期还是乳熟期,FACE圈内的小麦叶片在短时间高CO2浓度下初始出现的光合速率增强逐渐减弱或消失,即FACE圈内的小麦叶片表现出对高CO2浓度的光合适应现象。低氮、常规施氮水平下均发现了小麦旗叶的光合适应现象,但是光合适应现象与施氮量没有显著的线性关系。另外,研究发现,FACE系统中,冬小麦旗叶的SPAD值和叶绿素含量降低,这可能是导致FACE系统中小麦叶片出现光合适应现象的原因。

近地层臭氧浓度升高对常规稻颖花形成的影响：FACE研究

FACE(free air gas concentration enrichment)研究使用标准的作物管理技术,在完全开放的大田条件下运行,代表了目前人类对未来大气环境的最好模拟。利用独特的大型稻田FACE平台,以典型的常规水稻品种武粳15(粳稻)和扬稻6号(籼稻)为供试材料,研究近地层臭氧(O3)浓度升高(比大气背景臭氧浓度平均增高26%)对常规水稻颖花形成的影响。结果表明:(1)高浓度O3对供试品种全穗以及一、二次枝梗颖化分化数均无显著影响;(2)高浓度O3使供试品种全穗和二次枝梗颖花退化数和退化率均显著增加,颖花退化增多是由于现存一次枝梗上二次枝梗大量退化而引起的二次颖花退化所造成;(3)颖花退化数在颖花分化数中所占比例很低,故高浓度O3对两供试品种全穗和一、二次枝梗颖花现存数以及稻穗构成均无显著影响。结合前报可知,选用常规水稻品种以及增施保花肥可能是未来近地层高浓度O3环境下稻作生产重要的适应措施。

FACE对三系杂交籼稻汕优63根系生长动态的影响

CO2浓度增高影响水稻生长。2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125kg·hm-(2LN)、250kg·hm-(2NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系生长动态的影响。结果表明:(1)FACE处理使汕优63够苗期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干物质质量均极显著大于对照;(2)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根数和每穴根体积极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴不定根数和每穴根体积大幅度增加;(3)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根总长度极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间、无效分蘖期间、拔节长穗期间每穴不定根总长度均大幅度增长;(4)FACE处理使汕优63抽穗期每穴根干物质质量极显著大于对照,主要是由于FACE处理使汕优63拔节长穗期间每穴根干物质质量的增长量大幅度增加;(5)FACE处理使汕优63抽穗期每条不定根长极显著大于对照,是因为FACE处理使汕优633个生长期间每条不定根的生长量均明显增加。FACE处理能够显著促进汕优63根系的发生和生长。

全球FACE实验的进展与展望

FACE实验是最近十几年开始发展起来的,为研究二氧化碳浓度升高对生态系统和植物生长的影响提供了另一种方法。文中对FACE实验技术进行了概述,分析了FACE实验的特点及优势;在此基础上,从生态系统、植物个体和微生物等领域对国内外FACE科学的研究进展进行了综述;最后对FACE今后的研究重点和方向进行了展望,以期对今后的研究起到指导和借鉴作用。

冬小麦光合作用对开放式空气CO_2浓度增高(FACE)的非气孔适应

在同样CO2 浓度下测定时 ,开放式空气CO2 浓度增高 (FACE ,5 80 μmolCO2 /mol)条件下生长的冬小麦叶片的净光合速率、气孔导度和羧化效率都显著低于普通空气 ( 3 80 μmolCO2 /mol)中生长的对照叶片。与此相一致 ,FACE叶片的可溶性蛋白、二磷酸核酮糖羧化酶 /加氧酶 (Rubisco)和Rubisco活化酶含量也都显著低于对照叶片。这些结果表明 ,在根系生长不受限制的田间条件下 ,冬小麦叶片的光合作用对高浓度CO2 产生了适应现象 ,其主要原因可能是碳同化的关键酶Rubisco等含量的降低。

FACE对三系杂交籼稻汕优63氮素吸收利用的影响

在水稻品种中,杂交籼稻因其杂种优势强、抗逆性好、穗型大、产量潜力高,在稻作生产中占有重要的、不可替代的作用。2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125kg·hm-2(LN)、250kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63不同生育时期N素含量、N素吸收、N素分配和N素效率的影响。结果表明:(1)FACE处理使汕优63各生育时期稻株含N率显著下降,使各生育时期N素吸收量显著增加,生育中期的增幅明显小于生育前、后期;(2)FACE处理对汕优63N素在不同器官中分配比例无明显影响;(3)FACE处理使汕优63不同生育期N素干物质生产效率极显著提高,使N素子粒效率显著提高,但对N素收获指数无显著影响;(4)增施N肥,使汕优63不同生育时期的植株N素含量和吸N量均得到显著或极显著的增加,使N素干物质生产效率和N素子粒效率下降;(5)CO2×Y、N×Y对植株含N率、吸N量的影响有互作效应,FACE处理使汕优63稻株含N率显著下降;使N素吸收量、N素干物质生产效率、N素子粒效率显著提高。