硅和CO_(2)加富对Ca(NO_(3))_(2)胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

[目的]本文旨在研究外源硅(Si)和CO_(2)加富对Ca(NO_(3))_(2)胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响,探讨Si和CO_(2)加富缓解番茄Ca(NO_(3))_(2)胁迫的作用机制。[方法]采用水培法,以2叶1心的“中杂9号”番茄幼苗为试材,CO_(2)浓度分别设置为常规(400±20)μmol·mol^(-1)(以4表示)和加富(800±20)μmol·mol^(-1)(以8表示),Si浓度设置为1.5 mmol·L^(-1)的Na_(2)SiO_(3)·9H_(2)O(以Si表示),以常规CO_(2)浓度、正常营养液为对照(以CK表示),研究外源Si和CO_(2)加富处理对100 mmol·L^(-1)Ca(NO_(3))_(2)胁迫(以Ca表示)下番茄幼苗生长、光合特性、水分代谢、活性氧及抗氧化系统的影响。[结果](1)与4⁃CK相比,4⁃Ca处理显著抑制了番茄幼苗的生长,主要表现在总鲜质量、总干质量、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、叶片水势、相对含水量、根系水力学导度及根系超氧化物歧化酶(SOD)活性的显著下降,叶片和根系中超氧阴离子(O_(2)^(-))产生速率、过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量及电解质渗漏率的显著升高。(2)与4⁃Ca相比,4⁃Ca⁃Si或8⁃Ca处理后番茄幼苗总鲜质量、总干质量、叶片水势、Pn及根系SOD活性均显著增加,4⁃Ca⁃Si后叶片中O_(2)^(-)产生速率、H_(2)O_(2)和MDA含量均显著降低,8⁃Ca处理后叶片中H_(2)O_(2)、MDA含量及电解质渗漏率均显著降低;8⁃Ca⁃Si处理后效果最显著,其中总鲜质量、总干质量均显著提高,叶片Pn、相对含水量、叶片水势、叶片和根系SOD活性显著增加;O_(2)^(-)产生速率、H_(2)O_(2)和MDA含量、电解质渗漏率均显著下降。[结论]外源施Si或CO_(2)加富可以通过提高净光合速率、水分代谢及抗氧化酶活性,降低活性氧的积累,从而缓解Ca(NO_(3))_(2)胁迫对番茄生长发育的抑制,促进植株生长,其中8⁃Ca⁃Si处理的缓解效果最佳。

高温、加富CO_(2)条件对黄瓜幼苗碳水化合物分配规律的影响机制

为探究温室黄瓜幼苗碳水化合物在高温条件下对CO_(2)加富响应的分配规律和机制,为培育优质种苗奠定理论基础,以津春4号黄瓜品种为试验材料,在高温(温度35~45℃,大气CO_(2)浓度)、高温加富CO_(2)(温度35~45℃,CO_(2)浓度700~900μL/L)、常温加富CO_(2)(温度15~25℃,CO_(2)浓度700~900μL/L)以及常温(温度15~25℃,大气CO_(2)浓度)条件下,研究高温、加富CO_(2)对黄瓜幼苗叶片和根系光合作用、碳水化合物分配以及其代谢酶活性的影响。结果表明,高温条件下,增施CO_(2)可以缓解高温胁迫,提升幼苗的净光合速率(Pn),使幼苗的生物量、叶片和根系中的可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖、果糖以及淀粉含量显著提升,蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、酸性转化酶(AI)以及淀粉酶活性显著提高。表明高温加富CO_(2)有利于幼苗碳水化合物由源组织叶片向库组织根系的转运。

CO_(2)加富与外源ABA对受旱黄瓜幼苗生长及叶片内源激素含量的影响

以‘津优35号’水培黄瓜幼苗为试材,在营养液中添加PEG-6000模拟干旱胁迫,研究了CO_(2)加富与外源ABA对干旱胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片内源激素含量的影响。结果表明,CO_(2)加富可以显著促进干旱胁迫下黄瓜幼苗的生长,增加植株的株高、茎粗、叶面积以及干鲜重,提高生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)和乙烯(ETH)的含量,降低脱落酸(ABA)的含量,提高(IAA+GA+CTK)/ABA的比值;外源喷施ABA显著提高了黄瓜幼苗的茎粗及干鲜重,增加了ETH和ABA的含量而降低了IAA、CTK、GA含量和(IAA+GA+CTK)/ABA的比值。综上所述,CO_(2)加富与外源ABA可通过对内源激素的调控来维持黄瓜幼苗在干旱胁迫条件下的生长。

不同时期CO_(2)加富对番茄果实生长的影响

以番茄CM160为试验材料,设育苗期加富CO_(2)(MC)、结果期加富CO_(2)(GC)、整个时期加富CO_(2)(C)处理,不施CO_(2)为对照(CK),研究不同时期施CO_(2)对番茄果实生长的影响。结果表明,不同时期施CO_(2)都能增加番茄的横径、纵径;但使番茄在不同成熟期果实硬度降低;不同时期施CO_(2)番茄果实可溶性糖、可溶性蛋白、维C含量增加,与CK相比,分别平均提高25.5%~96.4%、13.3%~91.3%、11.3%~80.7%;可滴定酸含量减少,与CK相比,平均降低9.8%~40.4%;不同处理均使番茄开花数,结果数与产量增加。试验表明:无论在什么时期增施CO_(2),都可提高番茄果实品质与产量,尤其是整个时期加富CO_(2)使番茄果实生长最好。但各项指标与在结果期增施CO_(2)相比差异不显著,苗期加富CO_(2)比不加富CO_(2)果实品质有所增加,但差异不显著。

CO_(2)加富与LED光对黄瓜幼苗抗氧化特性的影响

以‘津优35号’黄瓜品种为试材,采用裂区试验设计,主区因素为CO_(2)浓度处理,分为大气CO_(2)浓度(≈400μmol·mol-1)和加富CO_(2)浓度(≈800μmol·mol^(-1))2个水平。裂区因素为光配方处理,分为白光(W)、红蓝光(RB=7:3)和红蓝光加UV-A(RBU=7:3+20μmol·m^(-2)·s^(-1))3个光配方,研究了CO_(2)加富与LED光配方对黄瓜幼苗抗氧化性的影响。试验结果表明:CO_(2)加富和RBU处理可以显著提高SOD、POD、CAT、APX、GPX、GR、DHAR等抗氧化酶的活性以及可溶性糖、游离氨基酸、可溶性蛋白和脯氨酸等渗透调节物质的含量,提高ASA、GSH含量以及ASA/DHA、GSH/GSSG的比值,促进ASA-GSH循环,从而降低RBU处理下MDA及ROS的含量,减缓添加UV-A后对黄瓜幼苗所造成的氧化损伤。综上所述,CO_(2)加富和RBU处理可以通过提高抗氧化酶活性以及渗透调节物质的含量来减少活性氧的积累,提高植物的抗氧化性,从而有利于幼苗的健壮生长,培育壮苗。

CO_(2)加富及亏缺灌溉对菜豆中期与后期生长的影响

为了探明菜豆中期与后期生长对CO_(2)加富与亏缺灌溉的生理响应,试验设两个CO_(2)水平:正常大气浓度和倍增CO_(2)浓度,两个灌溉水平:自然灌溉12次和亏缺灌溉6次,研究CO_(2)加富及亏缺灌溉对菜豆生长的影响。结果表明,CO_(2)加富显著提高菜豆生长中期株高与干质量,净光合速率(Pn)与胞间CO_(2)浓度(Ci)分别显著降低15.48%、37.67%,气孔导度(Gs)显著提高95.83%,菜豆生长后期的叶绿素a/b(Chla/b)显著提高12.29%,水分利用效率(WUE)显著提高46.51%,Ci显著降低12.87%。CO_(2)加富显著提高亏缺灌溉下生长中期菜豆的株高与干质量,但显著降低根冠比,显著提高叶绿素含量以及Gs;CO_(2)加富下生长后期的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)及果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)活性分别显著提高78.05%与88.69%,CO_(2)加富使亏缺灌溉下碳酸酐酶(CA)与FBPase活性分别显著提高83.73%与64.84%。综上所述,CO_(2)加富提高菜豆生长中期对亏缺灌溉的适应性,对生长后期影响作用减小。

CO_(2)加富对温室小型黄瓜光合特性和幼苗质量的影响

为探讨小型黄瓜幼苗对CO_(2)浓度倍增的响应情况,以两个小型黄瓜品种为试材,研究CO_(2)倍增对温室小型黄瓜幼苗形态指标、壮苗指标和光合参数的影响。结果表明,CO_(2)加富提高了黄瓜的净光合速率、胞间CO_(2)浓度和光饱和点,降低了气孔导度、蒸腾速率、光补偿点和CO_(2)补偿点。CO_(2)加富使小型黄瓜幼苗的茎粗和株高显著增大,叶片数和叶面积增大,干物质积累量显著增加,净同化率和壮苗指数升高,根冠比增大。CO_(2)加富提高了小型黄瓜的光合性能和幼苗质量。亘青27号较多福对CO_(2)加富更为敏感。

高温、CO_(2)加富对黄瓜光合作用及气孔运动日变化的影响

以温室嫁接黄瓜为试材,设置高温、高温+CO_(2)加富、常温+CO_(2)加富及对照4个处理,研究了不同处理下温室黄瓜叶片光合作用及气孔运动日变化规律,以期为后续气孔运动调节机制的研究提供参考依据。结果表明:10:00—16:00期间,高温+CO_(2)加富处理下的黄瓜叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度及气孔开度均显著高于对照。高温处理下的净光合速率显著低于对照,常温+CO_(2)加富处理虽使净光合速率提高但差异不显著。高温与CO_(2)加富共同作用可促进黄瓜叶片气孔开放并显著提高其光合作用,而单纯高温处理或CO_(2)加富效果不明显。