用BEM 1系统自动测控CO2 浓度,在塑料大棚内对国槐实生幼苗进行600、800、1000、1500和2000μmol/mol5水平CO2 气肥试验,每天施气3~5h ,持续80d。试验结果表明,CO2 气肥显著促进国槐幼苗的生长,以1500μmol·mol-1 CO2 气肥促生效果最佳,与对照比较,干重增加41.45% ,淀粉含量增加44.95% ,光合速率增加160% ;CO2 气肥同时使气孔阻力增加,这可能有利于提高植物水分利用率;CO2 气肥使叶绿素含量下降,电镜照片显示,高浓度CO2 气肥处理的国槐叶绿体内,淀粉颗粒既多且大,对基粒造成挤压,可能对光合作用产生反馈抑制作用,CO2 气肥使国槐幼苗氨基酸含量下降,增加C N ,建议对国槐幼苗生长宜采用1000~1500μmol·mol-1 水平CO2 气肥,配合施用氮肥,会取得较好的促生效果。
Sophora japonica L. Seedlings were grown under atmospheric CO2 enrichment levels of 600、800、1000、1500 and 2000?μmol·mol-1 within film greenhouse with monitorring CO2 concentration by BEM 1 system for 3~5 hours every day and lasted 80 days CO2 enrichment promoted significantly seedling growth,1500?μmol·mol -1 CO22 level was proved to be best one among 5 CO2 enrichment levels,with 41.45%、 44.95% and 160% increase of dry weight、starch content and photosynthetic rate respectively. stomatal resistances of seedlings grown under high CO2 enrichment levels were higher than the control,which was benefical to improve water use efficiency(WUE),total amino acid contents was lower,which increased C/N of seedlings,microstructure of chloroplast shown that starch acclimation of the seedlings grown under high CO2 level reduced grana formation,which may result in down regulation on photosynthesis,thus,1000~1500?μmol·mol-1 CO2 enrichment level with N fertilizer was recommended to Sophora japonica L. seedling cultivation
全 文 :第 v{卷 第 t期
u s s u年 t 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1v{ o²1t
¤±qou s s u
增施 ≤u 气肥对国槐幼苗生长与生理特性的影响
冷平生 马世超 李树蓉
k北京农学院园林系 北京 tsuusyl
郭 平
k北京市林业局 北京 tsssu|l
摘 要 } 用
∞2t系统自动测控 ≤u 浓度 o在塑料大棚内对国槐实生幼苗进行 yss !{ss !tsss !txss和 usss
Λ°²¯Π°²¯ x水平 ≤u 气肥试验 o每天施气 v ∗ x «o持续 {s §∀试验结果表明 o≤u 气肥显著促进国槐幼苗的生
长 o以 txss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥促生效果最佳 o与对照比较 o干重增加 wt1wx h o淀粉含量增加 ww1|x h o光合速
率增加 tys h ~≤u 气肥同时使气孔阻力增加 o这可能有利于提高植物水分利用率 ~≤u 气肥使叶绿素含量下
降 o电镜照片显示 o高浓度 ≤u 气肥处理的国槐叶绿体内 o淀粉颗粒既多且大 o对基粒造成挤压 o可能对光合
作用产生反馈抑制作用 o≤u 气肥使国槐幼苗氨基酸含量下降 o增加 ≤Πo建议对国槐幼苗生长宜采用 tsss ∗
txss Λ°²¯#°²¯ p t水平 ≤u 气肥 o配合施用氮肥 o会取得较好的促生效果 ∀
关键词 } ≤u 气肥 o国槐 o幼苗生长 o光合作用
收稿日期 }t|||2ts2s{ ∀
基金项目 }林业部重点项目 o项目编号 }{y2suy ∀
ΕΦΦΕΧΤΣ ΟΦ ΧΟu ΕΝΡΙΧΗΜΕΝΤ ΟΝ ΓΡ ΟΩΤΗ ΑΝ∆ ΠΗΨΣΙΟΛΟΓΙΧΑΛ
ΠΡ ΟΠΕΡΤΙΕΣ ΟΦ ΣΟΠΗΟΡΑ ϑΑΠΟΝΙΧΑ Λ qΣΕΕ∆ΛΙΝΓΣ
¨±ª°¬±ª¶«¨ ±ª ¤≥«¬¦«¤² ¬≥«∏µ²±ª
k ∆επαρτµεντ οφ Φορεστρψo Βειϕινγ Αγριχυλτυραλ Χολλεγε Βειϕινγ tsuusyl
∏² °¬±ª
k Βειϕινγ Μυνιχιπαλ Φορεστρψ Βυρεαυ Βειϕινγ tsssu|l
Αβστραχτ } Σοπηοραϕαπονιχαq≥¨ §¨¯¬±ª¶º¨ µ¨ ªµ²º±∏±§¨µ¤·°²¶³«¨µ¬¦≤u ±¨µ¬¦«°¨ ±·¯ √¨¨ ¶¯²©yss !{ss !tsss !
txss ¤±§usss Λ°²¯#°²¯ p t º¬·«¬±©¬¯° ªµ¨ ±¨«²∏¶¨ º¬·« °²±¬·²µµ¬±ª ≤u ¦²±¦¨±·µ¤·¬²± ¥¼
∞2t ¶¼¶·¨° ©²µv ∗ x
«²∏µ¶ √¨¨ µ¼ §¤¼ ¤±§ ¤¯¶·¨§{s §¤¼¶1 ≤u ±¨µ¬¦«°¨ ±·³µ²°²·¨§¶¬ª±¬©¬¦¤±·¯¼ ¶¨ §¨¯¬±ªªµ²º·«otxss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u
¯¨ √¨ ¯ º¤¶³µ²√¨ §·² ¥¨ ¥¨¶·²±¨ ¤°²±ªx ≤u ±¨µ¬¦«°¨ ±·¯ √¨¨ ¶¯oº¬·«wt1wx h !ww1|x h ¤±§tys h ¬±¦µ¨¤¶¨ ²©§µ¼
º¨ ¬ª«·!¶·¤µ¦«¦²±·¨±·¤±§³«²·²¶¼±·«¨·¬¦µ¤·¨ µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯1 ¶·²°¤·¤¯ µ¨¶¬¶·¤±¦¨¶²©¶¨ §¨¯¬±ª¶ªµ²º± ∏±§¨µ«¬ª« ≤u
±¨µ¬¦«°¨ ±·¯ √¨¨ ¶¯ º¨ µ¨ «¬ª«¨µ·«¤±·«¨ ¦²±·µ²¯ oº«¬¦« º¤¶¥¨ ±¨ ©¬¦¤¯ ·²¬°³µ²√¨ º¤·¨µ2∏¶¨ ©¨©¬¦¬¨±¦¼k • ∞l o·²·¤¯
¤°¬±²2¤¦¬§¦²±·¨±·¶º¤¶ ²¯º¨ µoº«¬¦«¬±¦µ¨¤¶¨§≤Π²©¶¨ §¨¯¬±ª¶o°¬¦µ²¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©¦«¯²µ²³¯¤¶·¶«²º±·«¤·¶·¤µ¦«¤¦2
¦¯¬°¤·¬²± ²©·«¨ ¶¨ §¨¯¬±ª¶ªµ²º± ∏±§¨µ«¬ª« ≤u ¯¨ √¨ ¯µ¨§∏¦¨§ªµ¤±¤©²µ°¤·¬²±oº«¬¦« °¤¼ µ¨¶∏¯·¬± §²º±2µ¨ª∏¯¤·¬²±
²± ³«²·²¶¼±·«¨¶¬¶o·«∏¶otsss ∗ txss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u ±¨µ¬¦«°¨ ±·¯ √¨¨ ¯ º¬·«©¨µ·¬¯¬½¨ µº¤¶µ¨¦²°°¨ ±§¨§·² Σοπηο2
ραϕαπονιχα q¶¨ §¨¯¬±ª¦∏¯·¬√¤·¬²±1
Κεψ ωορδσ} ≤u ±¨µ¬¦«°¨ ±·o Σοπηοραϕαπονιχα qo≥¨ §¨¯¬±ªªµ²º·«o°«²·²¶¼±·«¨¶¬¶
≤u 是绿色植物进行光合作用的基本原料之一 o目前大气中的 ≤u 浓度一般为 vxx Λ°²¯#°²¯ p t o而
在温室中 o由于植物光合作用的大量消耗 o白天 ≤u 浓度常常降至 vss Λ°²¯#°²¯ p t以下 o而成为温室植物
生长的限制因子 ∀西方一些发达国家早在 us世纪 ys年代就开始了 ≤u 气肥试验 o在一些温室植物上
获得了较明显的增产效果 o但同时由于气源的不洁净和 ≤u 浓度过高产生污染 o使植物受害 ~进入 {s年
代后 o由于设施技术的进步 o特别是北欧国家开始较大规模在园艺作物上应用 ≤u 气肥增产技术
k²µ·¨±¶¨±ot|{zl ∀ ¬°¥¤¯ k¯t|{vl收集了 vz种植物kuw种为农作物l的资料 o得出大气 ≤u 浓度倍增条
件下 o植物产量相对增长率为 vv h o但植物种间差异极显著 o不同植物种对 ≤u 气肥的反应差异 o也与
实验设计方案及实验条件不尽一致有关k刘世荣 ot||{l o不过有关植物生长与光合作用对高浓度 ≤u 的
反应机理仍不十分清楚 o有关木本植物的资料更是稀少k林舜化等 ot||z ~׬¶¶∏¨ ετ αλqot||vl ∀本课题利
用酒厂的制酒废气作为 ≤u 源 o选择北京地区的主要造林绿化树种国槐 o在塑料大棚内进行 ≤u 气肥
试验 o以求变废为宝 o促进林业生产 o对探究木本植物对未来全球 ≤u 浓度增加的反应也有重要意义 ∀
t 材料与方法
111 试验地点与设施
t|{z ∗ t|{|年连续 v ¤进行试验 o试验在北京农学院苗圃塑料大棚内进行 ∀棚体为 °
2u小型 o长
tv ° o宽 x ° o高 u1z ° o采用防老化聚乙烯薄膜 o厚 s1tu °° o棚体南北向 ~设置 yss !{ss !tsss !txss和 usss
Λ°²¯#°²¯ p t等 x水平 ≤u 气肥处理 o用自行研制的
∞2t系统自动测控 ≤u 浓度 o误差 [ xs Λ°²¯#°²¯ p t o
气源为瓶装液化 ≤u 气 o纯度 ||1| h o同时自动监测温度与光照强度 o当塑料大棚内温度超过 vx ε o则
报警通风降温 ∀
112 试验方法
v月下旬用温水浸泡国槐种子过夜 o选大小一致种子播于营养杯中 o营养杯高 tt ¦°o直径 y ¦°o营
养基质为草炭Β砂子Β苗圃土kvΒtΒu o√Β√Β√l ∀w月中旬国槐全部长出子叶 o此后至 z月初 o每天 y }vs时
开始施 ≤u 气肥 o自动测控各处理棚 ≤u 浓度稳定在设定值 o直至中午开门通风 ~x月中旬以后 o由于大
棚内温度过高 o开门通风时间提前到 ts }ss ∗ tu }ss o到 y月中旬后 o采用卷棚法通风降温 ∀对国槐苗进
行常规田间管理 ∀
113 分析方法
y月中旬晴天 o在 ≤u 气肥处理棚与对照棚内选取国槐幼苗叶龄一致叶片 o用 ¬2yuss光合作用测
定系统测定其光合速率 o测定光合作用在 | }ss ∗ ts }ss进行 o棚内光合有效辐射为 zss Λ°²¯ ³«²·²±¶#
°u¶pt左右 o同时在早晨与中午分别采国槐成熟叶样测定碳水化合物含量以及叶绿素与氨基酸含量 o另
于中午采 tsss Λ°²¯#°²¯ p t处理棚与对照棚内成熟叶样迅速冷冻 o待进行电镜分析 ∀
z月初 o采各处理棚与对照棚内国槐苗全株苗 o洗干净 o分茎叶与根 o在烘箱中烘干 o分别称重 ∀叶
绿素用丙酮乙醇混合液提取 oµ²±法测定含量 ∀水溶性糖与淀粉含量用水提取 o斐林试剂滴定法测定 ∀
氨基酸总量采用茚三酮比色法测定 ∀
电镜分析 }于叶片中脉两侧切取 t °° ≅ t °°小块 o先后放入 v h戊二醛磷酸缓冲液和 u h锇酸水溶
液中固定 o在各级浓度丙酮浓液中顺序脱水 o用 xs h丙酮混合 ¶³∏µµ氏树脂液过度 otss h ¶³¨µµ氏树脂包
埋 o在 zs ε 烘箱中固化 o用
2x型超薄切片机切片 o用醋酸双氧铀和柠檬酸铅双染 o在 ∞2wss×透视
电镜下观察并照相 ∀
u 结果与分析
211 ΧΟ2 气肥对国槐干物质的影响
一般太阳出来后 o由于植物光合作用的消耗 o塑料大棚内 ≤u 浓度迅速下降 o不通风时 o白天 ≤u
浓度常低于 vss Λ°²¯#°²¯ p t ∀从春季开始对塑料大棚内国槐幼苗连续 {s §进行 ≤u 气肥处理 o结果k表
tl表明 o增施 ≤u 气肥能显著增加国槐幼苗生物量 o随着 ≤u 气肥浓度提高 o幼苗生物量相应增加 o到
txss Λ°²¯#°²¯ p t时达最大值 o为 w1uyy ªo比大棚对照kv1sty ªl高出 wt1wx h o当 ≤u 浓度为 usss Λ°²¯#
°²¯ p t时 o国槐幼苗生物量为 v1{yxªo比对照高 u{1tx h o但比 tsss与 txss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理低 o显
然 o过高的 ≤u浓度并不有利于国槐幼苗的生长 ∀
≤u 气肥对国槐幼苗地上部分与地下部分的影响有所不同 ∀由表 t可知 o≤u 气肥处理的国槐幼
苗根冠比比对照略低 o一般随 ≤u 处理浓度增加 o根冠比呈下降趋势 otsss与 txss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u浓度
处理的幼苗根冠比相对较低 o分别为 s1w{和 s1wz o比对照ks1xwl低 tu1tw h和 tx1xu h o根冠比最大的是
露天幼苗 o为 s1zw ∀在 x !y !z月份分别对国槐幼苗的高生长量与粗生长量进行调查时也得到类似结果 o
≤u 气肥对高生长量的促进作用显著大于对粗生长的促进作用 o而且随着幼苗生长时间的延长 o≤u 气
xw 第 t期 冷平生等 }增施 ≤u 气肥对国槐幼苗生长与生理特性的影响
肥处理下幼苗高生长量的增加值与粗生长量的增加值的差距在加大k数据另文发表l ∀
表 1 增施 ΧΟ2 气肥对国槐幼苗干重的影响 ≠
Ταβ .1 Εφφεχτ οφ ΧΟ2 ενριχηµεντ ον τηε δρψ ωειγητ οφ Σοπηοραϕαπονιχα Λ . σεεδλινγσ
处理
×µ¨¤·°¨ ±·
露天
ƒ¬¨ §¯
对照
≤
yss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
{ss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
tsss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
txss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
usss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
茎叶 ¨¤©n ¶·¨°kªl t1vw t1|x u1wv u1xw u1zu u1|t u1xu
根 ²²·kªl s1|| t1sy t1uy t1vv t1vs t1vx t1vw
总重 ײ·¤¯ ¥¬²°¤¶¶kªl u1vv v1su v1y| v1{z w1su w1uz v1{z
占露天 °¨ µ¦q²©©¬¨ §¯k h l tss1ss tu|1xx tx{1wy tyy1tt tzu1{t t{v1ux tyy1su
占对照 °¨ µ¦q²© ≤k h l tss1ss tuu1vt tu{1uu tvv1v| twt1wx tu{1tx
根冠比 ²²·Π¯ ¤¨©n ¶·¨° s1zw s1xw s1xu s1xu s1w{ s1wz s1xv
≠ ts棵国槐幼苗的平均值 √ µ¨¤ª¨ √¤¯∏¨ ²©ts Σοπηοραϕαπονιχα q¶¨ §¨¯¬±ª¶q
212 ΧΟ2 气肥对国槐光合作用的影响
对 ≤u 气肥处理棚与对照棚国槐幼苗的光合作用指标进行测定 o结果见图 t ∀≤u 气肥对国槐幼苗
的光合速率有极显著促进作用 o随着 ≤u 气肥浓度的增加 o幼苗光合速率迅速增加 o当 ≤u 气肥浓度为
txss Λ°²¯#°²¯ p t时 o光合速率达最大值 o为 tt1sv Λ°²¯#°pu¶p t o比对照 w1ux Λ°²¯#°pu¶p t高出 tys h倍 ∀
光合速率的增加主要是叶内 ≤u 浓度增加所导致的 o叶内 ≤u 浓度与 ≤u 气肥处理浓度基本呈正相线
性相关关系 o随着 ≤u 气肥浓度增加 o国槐幼苗叶片气孔阻力增加 o气孔导度下降 o在 txss Λ°²¯#°²¯ p t
≤u 浓度下 o气孔阻力最大 o为 t1wy °u¶#°²¯ p t o比对照 s1xt °u¶#°²¯ p t高出 t{y h ∀
图 t 增施 ≤u 气肥对国槐幼苗光合速率与气孔阻力的影响
ƒ¬ªqt ∞©©¨¦·²© ≤u ±¨µ¬¦«° ±¨·²±·«¨ ³«²·²¶¼±·«¨·¬¦µ¤·¨ ¤±§¶·²°¤·¤¯ µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ²© Σοπηοραϕαπονιχα q
213 ΧΟ2 气肥对国槐幼苗叶绿素含量影响
增施 ≤u 气肥使国槐幼苗叶绿素含量下降k表 ul o当 ≤u 气肥浓度较大时 o叶绿素含量下降较多 o
yss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理的幼苗叶绿素含量为 t1{vy °ª#ªpt o比对照 u1sw °ª#ªpt低近 ts h ~tsss ∗
usss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理的叶绿素含量为 t1zuv ∗ t1zz| °ª#ªpt o比对照低 tu1{ h ∗ tx1wx h ∀增施
≤u 气肥也使 ≤«¯ ¤Π¥k叶绿素 ¤Π¥l比值降低 o在不同浓度 ≤u 气肥处理下 ≤«¯ ¤Π¥比值的变化与叶绿素
含量的变化相类似 o但变幅较小 o这可能显示增 ≤u 气肥更不有利于 ≤«¯ ¤的合成 ∀
214 ΧΟ2 气肥对国槐幼苗碳水化合物与氨基酸含量的影响
在 ≤u 气肥处理后 x«ktt }vsl采叶样测定还原糖 o蔗糖与淀粉含量 o结果k表 vl表明 o增施 ≤u 气肥
能普遍增加国槐幼苗碳水化合物含量 o碳水化合物含量与对照相比增加 {1uy h ∗ wy1wu h o其中对还原
糖影响相对较小 o其次是蔗糖 !对淀粉的增加作用最为显著 ∀随着 ≤u 气肥浓度的增加 o碳水化合物含
量相应增加 o在 tsss ∗ txss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥浓度处理范围 o碳水化合物含量达最大值 o其还原糖 !蔗
糖与淀粉含量最大值分别比对照高出 |1tu h !wx1t| h和 ww1|x h ∀
yw 林 业 科 学 v{卷
表 2 增施 ΧΟ2 气肥对国槐叶绿素含量的影响
Ταβ .2 Εφφεχτ οφ ΧΟ2 ενριχηµεντ ον τηε Χηλ χοντεντ οφ Σοπηοραϕαπονιχα Λ . (°ª#ª− 1 ƒ • )
处理
×µ¨¤·°¨ ±·
露天
ƒ¬¨ §¯
对照
≤
yss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
{ss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
tsss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
txss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
usss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
≤«¯¤ t1tv{ t1xtv t1vwz t1vyt t1uxt t1u|x t1ux{
≤«¯¥ s1v|v s1xuz s1w{| s1w|x s1wzu s1w{w s1wy{
≤«¯ ¤n ¥ t1xvt u1sw t1{vy t1{xy t1zuv t1zz| t1zuy
≤«¯ ¤Π¥ u1{|y u1{zt u1zxx u1zw| u1yxs u1yzy u1y{{
清晨 y }vs时碳水化合物含量的变化表明k表 vl o ≤u 气肥处理的国槐幼苗还原糖 !蔗糖与淀粉含
量皆比对照略高 o其中淀粉含量差异较显著 otxss Λ°²¯ #°²¯ p t ≤u 气肥处理的淀粉含量为 tz{1vu °ª#
ªpt o比对照的 txy1tt °ª#ªpt高 tw1uu h o其差异与中午 tt }vs时的数据相比较小得多 ∀比较当天 ≤u 气
肥处理前后幼苗碳水化合物含量的变化 o经过几小时的光合作用后 o中午碳水化合物含量普遍比早晨
高 o其中还原糖与蔗糖含量差异不显著 o中午 tt }vs时叶片淀粉含量比早晨 y }vs时高出 us1ts h ∗
wt1wu h o而对照同期高出 tz1yz h ∀
表 3 增施 ΧΟ2 气肥对国槐幼苗碳水化合物含量影响
Ταβ .3 Εφφεχτ οφ ΧΟ2 ενριχηµεντ ον τηε χαρβονηψδρατε χοντεντ οφ Σοπηοραϕαπονιχα Λ . σεεδλινγσ (°ª#ª− 1 )
处理
×µ¨¤·°¨ ±·
露天
ƒ¬¨ §¯
对照
≤
yss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
{ss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
tsss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
txss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
usss
kΛ°²¯#°²¯ p tl
y }vs
还原糖 §¨∏¦¬±ª¶∏ª¤µ tu1yw ty1tx ty1uv ty1{z tz1xw tz1x| ty1uv
蔗糖 ≥∏¦µ²¶¨ vs1vy vu1u{ vv1yx vz1{| v{1tu wv1vt vx1xy
淀粉 ≥·¤µ¦« txy1tt txw1vt tyt1{w tyz1vt tzx1ut tz{1vu txx1vx
碳水化合物 ≤¤µ¥²±«¼§µ¤·¨ t||1tt usu1zw utt1zu uuu1sz uvs1{z uv|1uu usz1tw
tt }vs
还原糖 §¨∏¦¬±ª¶∏ª¤µ tv1su tz1yx ty1sv tz1ws t|1uy t{1st ty1ty
蔗糖 ≥∏¦µ²¶¨ vt1xy vx1vy vz1yw wv1zv v|1zs xt1vw vz1xy
淀粉 ≥·¤µ¦« t{u1us t{x1xx uss1yt uuu1xu uyx1vt uy{1|y uu{1yz
碳水化合物 ≤¤µ¥²±«¼§µ¤·¨ uuy1z{ uv{1xy uxw1u{ u{v1yx vuw1uz vv{1vt u{u1v|
增施 ≤u 气肥会降低国槐幼苗叶片氨基酸含量k图 ul otxss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理下总氨基酸含
量最低 o为 yu1ut °ª#ktssªlp t o比对照的 zs1ww °ª#ktssªlp t低 tv1yu h ∀在高浓度 ≤u 气肥处理下 o氨
基酸含量的减少 o说明施用 ≤u 气肥能增加国槐幼苗 ≤Π比 o这可能是植物生物量增加导致植物组织
内氮含量稀释所引起 ∀
图 u ≤u 气肥对国槐幼苗总氨基酸含量的影响
ƒ¬ªqu ∞©©¨¦·²© ≤u ±¨µ¬¦«° ±¨·²±·«¨ ·²·¤¯ ¤°¬±²p ¤¦¬§¦²±·¨±·²© Σοπηοραϕαπονιχα q¶¨ §¨¯¬±ª¶
zw 第 t期 冷平生等 }增施 ≤u 气肥对国槐幼苗生长与生理特性的影响
215 高浓度 ΧΟ2 下国槐幼苗叶绿体结构变化
在 ts }ss时采样分析国槐幼苗叶绿体显微结构k图 vl otsss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理下的叶绿体内
淀粉颗粒数量明显多于对照 o且淀粉颗粒较大 o这与 ≤u 气肥处理下国槐淀粉含量明显高于对照的结
果是一致的 o在 ≤u 气肥处理下叶绿体内的淀粉颗粒既大且多 o对基粒形成挤压现象 o这可能对光合作
用产生不利影响 ∀
¤ ¥
图 v 生长在k¤l对照条件下与k¥ltsss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理的国槐幼苗叶绿体电镜照片 ≅ tzsss
ƒ¬ªqv ∞¯ ¦¨·µ²±2°¬¦µ²ªµ¤³«¶²©¦«¯²µ²³¯¤¶·¶¬± ¯¨ ¤©·¬¶¶∏¨ ²© Σοπηοραϕαπονιχα qªµ²º± ∏±§¨µ
k¤l ≤¤±§k¥l tsss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u ±¨µ¬¦«° ±¨·≅ tzsss
v 讨论
²µ·¨±¶¨±kt|{zl综述指出 yss ∗ |ss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥浓度适宜大部分植物种生长 o过高的 ≤u 浓
度会对植物产生伤害 ∀本试验中国槐幼苗生长的最适 ≤u 气肥浓度为 txss Λ°²¯#°²¯ p t o其干重比对照
高 wt1wx h o而 ≤u 气肥浓度为 usss Λ°²¯#°²¯ p t时 o幼苗生长明显减弱 o但并没有显示伤害症状 ∀这可能
与每天 ≤u 气肥处理时间长短相关 ∀考虑到高浓度 ≤u 更易泄漏 o建议适合国槐幼苗的 ≤u 气肥浓度
为 tsss ∗ txss Λ°²¯#°²¯ p t ∀
高浓度 ≤u 对光合速率的促进作用十分显著 otxss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理国槐幼苗光合速率比
对照高 t1ys倍 o这主要是增加了光合作用的底物 p叶内 ≤u 浓度所致 o这种光合速率的增加最后表现
在光合产物淀粉含量的增加 ∀几小时的高浓度 ≤u 气肥处理后国槐叶绿体内淀粉含量明显高于对照 o
即使经过一夜的淀粉向蔗糖转化 o在清晨淀粉含量仍明显高于对照 o电镜照片显示 tsss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u
浓度下叶绿体内淀粉颗粒既多且大 o对基粒造成挤压现象 o这可能会对光合作用产生反馈抑制作用k≥²2
¦¬¤¶ ετ αλqot||vl oƒ¤µ´∏«¤µkt|{ul认为限制光合速率的因素一是与 ≤u 供应相关的气孔因素 o二是与光
能转化和碳同化相关的叶肉因素 o尽管由于测定条件限制未得到 usss Λ°²¯#°²¯ p t ≤u 气肥处理国槐幼
苗光合速率数据 o但其生长量相对较低表明可能受到这种反馈抑制作用的影响 o这与在一些试验中观察
到长期 ≤u 气肥处理下植物光合速率反而下降可能有着相似的原因 k׬¶¶∏¨ ετ αλqot||v ~冷平生 o
t|{{l ∀ ≤u 气肥对气孔阻力有明显增加作用 o随着 ≤u 浓度增加 o气孔导度下降 o气孔阻力增加 o但叶
内 ≤u 浓度仍维持较高值 o因此 o在高浓度 ≤u 下国槐气孔阻力的增加不会直接引起光合速率的下降 o
却会降低叶片蒸腾作用 o这将有利于提高植物的水分利用率k⁄¨ ∏¯¦¬¤ ετ αλqot|{x ~刘世荣 ot||{ ~林舜华
等 ot||zl ∀
增施 ≤u 气肥会减少国槐叶绿素含量 o这与多数试验结果k≥²¦¬¤¶ ετ αλqot||v ~ • ∏¯©© ετ αλqot|{u ~
⁄¨ ∏¯¦¬¤ ετ αλqot|{xl一致 o这表明高浓度 ≤u 下光合速率的增加可能主要是光合作用底物增加与
°
{w 林 业 科 学 v{卷
羧化酶活性提高及
°加氧酶活性下降的结果k׬¶¶∏¨ ετ αλqot||v ~≥¤ª¨ ετ αλqot|{| ~²¦¥ ετ αλqo
t|{yl o而叶绿素含量的减少 o可能与淀粉颗粒的挤压有关 o这与强光下植物叶绿素含量低于弱光下似
属同一类生理生态反应 ∀张其德等人kt||zl试验得出高浓度 ≤u 下柽柳与杜仲叶绿素含量增加 o也可
能反应了植物种间的差异 ∀
本试验得到 ≤u 气肥更有利于国槐幼苗地上部分的生长 o即降低了苗木根冠比 o其原因仍不十分
清楚k冷平生 ot|{{l ∀ µ³等 kt||tl报导 o高浓度 ≤u 对植物生长的促进作用与容器体积大小有正相关
关系 o¦≤²±±¤∏ª«¤¼等人kt||vl的研究进一步指出 o细高容器内生长植物的根茎比显著低于同体积粗矮
容器内生长的 o显然 o容器大小与形状的限制 o会影响到植物根系的生长 o刘世荣等kt||{l的研究指出 o
当 素供应充足时 o根茎比不受高浓度 ≤u 的影响 o因此 o≤u 气肥明显促进国槐幼苗的生长 o可能加剧
容器空间和养分的抑制作用 o从而影响到国槐幼苗根冠比 ∀
≤u 气肥处理降低国槐幼苗的总氨基酸含量 o即增加了 ≤Π比 o在其它植物上也有类似结果 o较高
的 ≤Π比 o会降低食叶昆虫的取食性 o影响到植物与昆虫的关系k冷平生 ot|{{l o同时也表明增施 ≤u 气
肥应补施氮肥 o会带来更明显的增产效果 ∀
参 考 文 献
冷平生 q≤u 施肥与植物生长 q北京农学院学报 ot|{{ ovktl }z{ ∗ {y|
林舜化 o项 斌 o高雷明等 q辽东栎对大气 ≤u 倍增的响应 o植物生态学报 ot||z outkwl }u|z ∗ vsv
刘世荣 q大气 ≤u 浓度增加对树木生长和生理的可能影响 q中国林业科学研究院编 o面向 ut 世纪的林业 p可持续发展全球战略下的林
业科学技术 o北京 }中国农业科技出版社 ot||{ ouyx ∗ u{s
张其德 o卢从明 o刘丽娜等 q≤u 浓度倍增对柽柳和杜仲叶绿体吸收光能和激发能分配的影响 q植物学报 ot||z ov|k|l }{wx ∗ {w{
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|w 第 t期 冷平生等 }增施 ≤u 气肥对国槐幼苗生长与生理特性的影响