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关于二氧化碳(CO2)浓度和降水等单因子变化对植物生长的影响研究已很多,但多因子协同作用的影响研究仍较少,制约着植物对全球变化响应的综合理解与预测。利用开顶式生长箱(OTC)模拟研究了CO2浓度升高(450和550μmol/mol)和降水量变化(-30%、-15%、对照、+15%和+30%)的协同作用对荒漠草原优势植物短花针茅(Stipa breviflora)生长特性的影响。结果表明:550 μmol/mol CO2浓度下短花针茅植株的生物量和叶面积较对照显著增加,但450 μmol/mol CO2浓度下的变化不明显;降水增多导致植株生物量、叶面积、叶数和株高显著增加;CO2浓度与降水协同作用显著影响短花针茅植株生物量。CO2浓度升高在一定程度上缓解了降水减少对短花针茅的胁迫效应,但降水量减少30%则明显抑制了CO2浓度升高带来的效应。研究结果有助于增进荒漠草原植物对未来气候变化的适应性理解,可为制定荒漠草原应对气候变化的对策提供依据。 相似文献
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【目的】分析不同低温环境对黄瓜光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性Fv/Fo的影响,为黄瓜冷害的无损诊断提供技术支持。【方法】试验在光强140 μmol/(m2·s)、CO2浓度为400 μmol/mol及昼/夜光周期为14 h/10 h、空气相对湿度为60%/50%的CO2人工气候箱中进行,以16株不同Fv/Fo值（4.5~6.0）的黄瓜幼苗为试验样本,平均分组,分别于8,10,12和14 ℃低温条件下连续培养8 d,每天16:00采集黄瓜叶片荧光参数（Fv/Fo）,以其代表黄瓜PSⅡ潜在活性,分析低温对黄瓜叶片生理状态的影响,并采用量子遗传-支持向量机回归算法建立低温环境下黄瓜叶片Fv/Fo值预测模型。【结果】培养温度、持续时间和低温处理前黄瓜Fv/Fo值共同影响黄瓜幼苗PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）对低温的响应。低温环境下,黄瓜幼苗Fv/Fo值均在0~2 d快速下降,后随低温持续时间的延长缓慢降低,但温度越低下降速度越快。低温处理前Fv/Fo值越大,遭受低温胁迫时,黄瓜叶片PSⅡ反应中心受到的损伤越小,其对低温环境的应对能力越强。以培养温度、持续时间和低温处理前黄瓜叶片Fv/Fo为输入,当前Fv/Fo为输出建立黄瓜叶片Fv/Fo预测模型,模型在训练集和预测集上的R2分别为0.946 9和0.949 7,RMSE分别为0.231 6和0.227 6,MAE为0.316 8和0.295 2。【结论】所构建的预测模型可实现低温环境下的黄瓜叶片Fv/Fo的精准预测,为作物早期冷害胁迫的无损诊断奠定了基础。 相似文献
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为探究干旱胁迫条件下CO2浓度升高对谷子抗旱性的影响机理,设置2个CO2浓度(400 μmol/mol左右正常CO2浓度和高CO2浓度,600 μmol/mol)和2个水分(正常供水和干旱处理)处理,测定孕穗期谷子光合能力、光合色素积累、叶绿素荧光、抗氧化酶、渗透调节物质、激素、信号转导相关蛋白激酶和逆境相关基因表达量等指标。结果表明:干旱胁迫下高CO2浓度(600 μmol/mol)处理显著提高谷子叶片水分利用效率(WUE)、净光合速率(Pn)、类胡萝卜素含量(Car)和类胡萝卜素/叶绿素(the ratio of carotenoids to chlorophyll);显著增加光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(NPQ),降低蒸腾速率(Tr);显著增加谷子叶片热休克蛋白(HSP-70)含量、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)含量及其相关基因表达量。干旱胁迫下高CO2浓度(600 μmol/mol)处理可显著增加谷子叶片丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)含量及其相关基因表达量,过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性也显著增加。综上,高CO2浓度(600 μmol/mol)处理可通过缓解干旱胁迫下谷子叶片气孔导度和水分利用效率的降低、提高谷子渗透调节及信号转导能力,从而促进抗旱相关基因表达来提高谷子的抗旱能力。 相似文献
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甘蔗光合指标与抗旱性关系研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用因子分析方法研究了甘蔗叶片净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、水分利用率（WUE）、PSⅡ原初光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）等光合参数与抗旱性的关系。结果表明,通过因子分析将7个甘蔗光合性状指标用2个因子表示,累加方差贡献率达到87.6%。因子l主要是反映Fv/Fo,Pn,Fv/Fm,Gs,Tr对甘蔗品种抗旱性起支配作用;因子2中,Ci,WUE对甘蔗品种抗旱性起主导作用。甘蔗参试品种的因子分析结果与农艺性状基本一致,表明利用因子分析甘蔗光合性状指标是可行的。 相似文献
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为了解不同磷水平下雷竹Phyllostachys violascens幼苗叶片叶绿素荧光特性的变化,试验以无性繁殖的雷竹幼苗作为试验材料,采用砂培试验方法,研究了不同磷水平（0,0.5,5.0,50.0,500.0 mg·L－1）对雷竹幼苗叶绿素荧光参数和光通量密度?鄄光合电子传递速率（PAR-ETR）响应曲线的影响。结果表明,随着磷质量浓度的升高,幼苗叶片潜在光化学活性（Fo /Fm）呈逐渐降低趋势,最大光化学效率（Fv /Fm）在0~50.0 mg·L－1磷质量浓度范围内逐渐下降。磷质量浓度为5.0 mg·L－1时,初始荧光（Fo）,最大荧光（Fm）,适时最小荧光（Ft）和可变荧光（Fv）均达到最大值,电子传递速率（ETR）和光系统Ⅱ（PSⅡ）实际光化学效率（Y）较大,光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭系数（qN和NPQ）相对较低,说明在5.0 mg·L-1磷质量浓度下,雷竹幼苗叶片的光合能力较强,接近适宜雷竹幼苗生长的磷质量浓度。磷质量浓度过高（50.0和500.0 mg·L-1）均导致雷竹幼苗叶片ETR下降,热耗散增加,光化学效率和光量子产额降低。图1表3参20 相似文献
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以内蒙古草原常见伴生种、感染内生真菌的天然禾草羽茅为研究对象,通过比较不同CO2浓度和不同养分供应条件下,带内生真菌和不带菌植物在种子发芽和幼苗生长等方面的差异,探讨带内生真菌的天然禾草对CO2浓度增加的响应。结果表明:CO2浓度增加对带菌种子发芽率和发芽速度均无显著影响,但CO2浓度增加显著降低了不带菌种子的发芽率和发芽速度,即CO2浓度升高加大了带菌和不带菌种子发芽率之间的差异;内生真菌感染显著提高了宿主植物的最大净光合速率和水分利用效率;羽茅的营养生长受CO2浓度和养分供应的交互影响,高CO2浓度对生长的促进作用只出现在充足养分供应条件下;CO2浓度升高和内生真菌感染对植物根系形态有显著的交互作用,在正常CO2浓度下,带菌植株根径>1.05 mm的根系比例显著高于不带菌植株,随着CO2浓度的升高,带菌植株上述根径根系所占比例无显著变化而不带菌植株所占比例显著升高,CO2浓度升高导致带菌和不带菌不同根径根系分配之间的差异缩小。 相似文献
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为探究碱胁迫下油菜幼苗叶片离子平衡与光合特性对外源Ca2+的响应，深入理解添加外源Ca2+缓解油菜幼苗碱胁迫的作用机制，以5叶期油菜华油杂62（耐盐品种）与湘油15（盐敏感品种）为材料，在NaHCO3（100 mmol/L）胁迫下，设置6个CaCl2水平：CK、0%、0.25%、0.5%、1%、2%（记为CK、T1、T2、T3、T4、T5），研究CaCl2对油菜幼苗叶片离子平衡及光合特性的影响。结果显示：NaHCO3胁迫下，油菜幼苗将更多的Na+储存于叶片，将较多Ca2+积累于根系，其中，湘油15体内离子的失衡较华油杂62更为显著；NaHCO3胁迫下，叶面喷施0.5% CaCl2对幼苗质膜损伤的修复最为显著，降低了幼苗叶片Na+含量，提高了叶片K+与Ca2+含量，其中对华油杂62叶片K+/Na +的提高及Ca2+的增加更为显著。除潜在光化学效率（Fv/Fo）与最大光化学效率（Fv/Fm）外，NaHCO3胁迫对湘油15光合特性的抑制均大于华油杂62，外源喷施0.5% CaCl2提高了幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、Fv/Fo、Fv/Fm、净光合速率、气孔导度及蒸腾速率，其中华油杂62对应各指标的增加量较湘油15更为显著。结果表明，叶面喷施CaCl2能调控碱胁迫下油菜幼苗叶片离子平衡与光合特性并且对耐盐品种的改善更为显著。 相似文献
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为了研究不同温度及CO2浓度下培养的大型海藻对紫外辐射的生理学响应,选取龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)作为实验材料。实验设置两个温度梯度(20 ℃和24 ℃),两种CO2浓度(390 μL/L和1000 μL/L)以及3种辐射处理,即可见光(PAR)处理(滤除紫外线A(UV-A)、紫外线B(UV-B),400-700 nm)、可见光加紫外线A(PA)处理(滤除UV-B,320-700 nm)、PAB处理(全波长辐射280-700 nm)。结果表明,酸化、升温以及紫外辐射处理都未影响大型经济红藻龙须菜的叶绿素a和类胡萝卜素的含量。然而紫外辐射处理显著降低了龙须菜的有效光化学效率,其抑制水平在酸化处理的藻体中更为显著,并且随着温度的上升而进一步加剧;酸化与温度耦合使藻体对紫外辐射的敏感性增加,导致其较低的修复速率以及较高的损伤速率。 相似文献
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【目的】研究净化后废气作为CO2气肥对温室黄瓜植株、果实的生长性状及产量、果实品质的影响,旨在为工业废气的农业资源化利用提供实验依据。【方法】自2011-03-28开始,用自制气肥发生器净化小型民用锅炉产生废气,将废气转化为不同浓度（400（CK）,900,1 200,1 500 μmol/mol）CO2气肥并通施于温室黄瓜,气肥通施持续2个月,测定不同浓度CO2气肥处理黄瓜的株高、茎粗、瓜条长度、瓜粗、产量及果实品质。【结果】 随着通气时间的延长,各CO2气肥处理和CK黄瓜的株高、茎粗、瓜条长度、瓜粗均呈显著增大趋势,其中1 500 μmol/mol CO2气肥处理的各项生长指标均明显高于其他处理。与CK相比,900,1 200,1 500 μmol/mol CO2气肥处理黄瓜的总产量分别提高了12.1%,15.0%,19.7%。随着CO2气肥浓度的增加,黄瓜果实中的Vc和可溶性糖含量逐渐增大,硝酸盐含量明显降低,其中1 500 μmol/mol CO2气肥处理的Vc和可溶性糖含量最高,硝酸盐含量最低。【结论】 通施CO2气肥可促进温室黄瓜植株和果实的生长,提高黄瓜果实的产量和品质。CO2气肥的最佳施用浓度为1 500 μmol/mol。 相似文献
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中国已承诺大幅降低单位GDP碳排放,农业正面临固碳减排的重任。西南喀斯特地区环境独特,旱地面积占据优势比例,土壤碳循环认识亟待加强。以贵州省开阳县玉米-油菜轮作旱地为研究对象,采用密闭箱-气相色谱法对整个轮作期土壤CO2释放通量进行了观测研究,结果表明:(1)整个轮作期旱地均表现为CO2的释放源。其中油菜生长季土壤CO2通量为(178.8±104.8) mg CO2·m-2·h-1,玉米生长季为(403.0±178.8) mg CO2·m-2·h-1,全年平均通量为(271.1±176.4) mg CO2·m-2·h-1, 高于纬度较高地区的农田以及同纬度的次生林和松林;(2)CO2通量日变化同温度呈现显著正相关关系,季节变化与温度呈现显著指数正相关关系,并受土壤湿度的影响,基于大气温度计算得出的Q10为2.02,高于同纬度松林以及低纬度的常绿阔叶林;(3)CO2通量与土壤pH存在显著线性正相关关系,显示出土壤pH是研究区旱地土壤呼吸影响因子之一。 相似文献
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【目的】花青素苷是月季花瓣呈红色或粉色的重要因素。R2R3-MYB蛋白是调控植物花青素苷合成的关键转录因子。从月季花瓣中克隆花青素苷调控相关的R2R3-MYB蛋白同源基因,并分析这些基因与月季花瓣颜色和花青素苷合成的关系,为花色基因工程改良奠定基础。【方法】根据植物花青素苷调控相关R2R3-MYB蛋白的保守序列设计简并引物,结合3'-RACE和Y-RACE方法从月季花瓣中扩增同源基因的全长编码序列。用植物第四(Sg4)和第六(Sg6)亚家族的R2R3-MYB蛋白、拟南芥次生代谢调控相关的R2R3-MYB序列和克隆基因的编码蛋白进行多序列比较和进化分析。通过比较不同颜色的月季花瓣中花青素苷含量和R2R3-MYB蛋白基因的表达水平,分析月季花瓣中R2R3-MYB蛋白基因与花青素苷调控的关系。【结果】从月季‘红胜利’的红色花瓣中克隆了2个R2R3-MYB蛋白基因(Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1,Gen Bank登录号分别为KJ664810和KJ664811)。序列分析表明,Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1蛋白均含有保守的R2R3-MYB结构域,分别与植物Sg4和Sg6 R2R3-MYB蛋白同源。Rh MYBs4-1具有Sg4 MYB蛋白典型的C1、C2抑制子和锌指结构。Rh MYBs6-1具有Sg6 MYB蛋白特有的(A/S/G)NDV和KPRPR(T/S)基序。表达分析显示Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1均在月季‘红胜利’的花瓣中高水平表达,在叶片和花药中表达水平很低。比较7种不同颜色月季花瓣中的花青素苷含量和Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1的表达水平,发现红色花瓣中花青素苷含量远高于其他材料,相应地,Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1均在红色花瓣中具有最高的表达水平。在粉红色月季花瓣中,花青素苷含量不到红色花瓣的10%,Rh MYBs4-1的表达水平极低,而Rh MYBs6-1的表达水平与红色花瓣相当。【结论】月季Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1分别编码Sg4和Sg6亚家族的R2R3-MYB蛋白,均在红色月季花瓣中高水平表达,可能是月季花青素苷合成和花瓣颜色的重要调控基因。 相似文献
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为了推进可再生资源的综合利用,本文以水稻秸秆为原料,利用高温热解有机前驱体法成功制备磁性Fe_3O_4纳米粒子/生物炭复合材料。用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、综合物性测量系统(PPMS)、元素分析仪(EA)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)及全自动快速比表面与孔隙度分析仪(BET)对其进行了表征。结果表明:复合材料上生成了形貌均一、结晶度较高、粒径范围为3~10 nm的Fe_3O_4纳米粒子;复合材料的饱和磁化强度达到26.64 emu·g~(-1);复合材料相比于原始生物炭具有更好的热稳定性和更大的比表面积;复合材料的微孔数量少于原始生物炭,孔隙结构以中大孔为主;铁元素在复合材料上的含量为12.08 mg·g~(-1)。通过对两种材料物理化学性质的比较与归纳,以期为复合材料的合成及应用提供参考。 相似文献
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采用埋袋法对蒙古栎(Quercus mongolica)、白桦(Betula platyphylla)两个树种粗根(＞10 mm)、中粗根(5-10 mm)、中根(2-5 mm)和细根(＜2 mm)的分解速率和养分动态进行研究.结果表明,根系的重量保持率随时间增加呈下降趋势,这种趋势可用Olson指数衰减模型来拟合,即:Xt/X0=e-kt(t为分解时间,X0为根系初始干重,Xt为分解t时间的残留干重,k为年分解系数),通过拟合计算出年分解系数k.在本研究中,蒙古栎粗根、中粗根、中根、细根的年分解系数分别为:0.2928、0.2562、0.2928、0.3660;白桦依次分别为:0.2196、0.3294、0.3660、0.4392,基本呈现随直径增加分解速率减小的趋势.根系分解过程中,两树种各径级均是N浓度增加,可溶性糖浓度减小.在根系分解的不同时期两树种各径级N表现出不同程度的释放或富集,没有明显的规律性;可溶性糖却一直处于释放状态.分解1a时间,蒙古栎各径级根系表现为释放N元素;白桦表现为细根和中根释放N元素,中粗根和粗根富集N元素.蒙古栎、白桦细根和中根可溶性糖的释放率达90％以上,中粗根和粗根的释放率达80％以上. 相似文献
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在开顶式气室OTC(Opentopchamber)平台下,构建微宇宙水环境模拟系统,初步研究了当大气CO2浓度升高200μL·L-1、O3浓度升高50 nL·L-1及其复合作用下,水体理化参数(pH、Eh、可溶态Zn、Mg、Fe以及可溶态总氮、总磷)、沉积物理化性质(pH、Eh、Zn、Mg和Fe的形态)的变化。经5个月的持续观察发现,与正常大气条件相比,CO2升高(600±10)μL·L-1,水体pH下降,可溶态Zn、Mg浓度升高,可溶态总磷浓度无明显变化;O3升高(125±20)nL·L-1,水体pH无明显变化,可溶态Zn、Mg、总磷浓度无明显变化;CO2和O3复合升高[(600±10)μL·L-1CO2,(125±20)nL·L-1O3],水体pH下降,可溶态Zn浓度无明显变化,可溶态Mg、总磷浓度升高。结果表明:CO2单独升高可降低水体pH,促进沉积物对金属元素的释放;O3单独升高对水体pH、沉积物释放元素无明显影响;而CO2+O3复合升高可降低水体pH,促进沉积物对Mg和磷的释放。 相似文献
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针对城市河道污染水体治理这一问题,采用自主研发的自然水体原位收集装置对微生物和微生物-植物联合修复过程中气体N2O、N2及O2释放的特征进行野外原位监测。结果表明:微生物菌剂和微生物-植物联合净化期间水体氧化亚氮(N2O)释放速率均值分别为10.68、5.91 μmol·m-2·h-1,与对照比,降幅分别为16.37%和53.86%;氮气(N2)释放速率均值分别为1.49、0.87 mmol·m-2·h-1,降幅分别为5.70%和67.54%;氧气(O2)释放速率均值分别为1.14、0.69 mmol·m-2·h-1,降幅分别为14.93%和72.06%;微生物菌剂及微生物-植物联合净化期间,目测水体透明度转好,藻类含量降低,水体溶氧由超饱和状态(17.17 mg·L-1)降至正常水体溶氧水平(9.49 mg·L-1),降幅达到50%,可能是水体氧气释放速率降低的原因。因此,微生物-植物联合净化能显著降低水体N2O、N2及O2的释放速率,推测是由于微生物和水生植物对水体养分的同化作用产生营养竞争,抑制了微生物反硝化作用产生N2O、N2并抑制藻类生长产生O2及增加水体溶氧的原因。 相似文献
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为探究锶(Sr~(2+))和硼酸(H_3BO_3)对罗氏沼虾幼体发育的影响,以含7组不同浓度Sr~(2+)和H_3BO_3的育苗用水进行了25 d育苗实验,分析了两者对幼体变态发育、存活及仔虾体内代谢酶活性的影响。育苗实验结果表明,育苗水Sr~(2+)和H_3BO_3浓度高、低不同明显影响幼体存活率与出苗率,高浓度影响强于低浓度,均不宜用作育苗。当Sr~(2+)质量浓度≥6. 53 mg/L、H_3BO_3质量浓度≥155. 60 mg/L时,幼体成活率和出苗率显著低于对照组(P 0. 05);同时发现当育苗用水中Sr~(2+)和H_3BO_3质量浓度接近0时,幼体仍分别有11. 7%与11. 3%的出苗率。可适育苗质量浓度范围分别为0. 72～3. 90 mg/L与2. 38～9. 66 mg/L,相应出苗率为12. 3%～16. 0%与12. 1%～16. 3%;其中最适浓度分别为(2. 80±0. 05) mg/L与(9. 66±0. 14) mg/L,与按大洋水和人工育苗水盐度比值换算得到的Sr~(2+)和H_3BO_3质量浓度接近。Sr~(2+)对碱性磷酸酶(AKP)活力有显著影响(P 0. 05),对Ca~(2+)-ATP活力无显著影响(P 0. 05),但Sr~(2+)质量浓度为1. 29～3. 90 mg/L,AKP和Ca~(2+)-ATP均表现较高活力,且低质量浓度(小于0. 72 mg/L)时酶活较低。H_3BO_3对AKP和SOD活力均有显著影响(P 0. 05),质量浓度在9. 66～49. 50 mg/L时,AKP活力显著高于低质量浓度组(P 0. 05),和对照组相近;质量浓度在5. 60～9. 66 mg/L时,SOD活力较低。由代谢酶结果表明,Sr~(2+)和H_3BO_3的育苗水质量浓度范围分别为1. 29～3. 90 mg/L和5. 60～49. 50 mg/L时,代谢酶具良好活力。实验结果为罗氏沼虾人工海水配方的优化提供了实践指导。 相似文献