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为研究气候变化对作物不同生育期土壤碳氮磷循环相关酶活性的影响,采用盆栽控制试验,通过人工气候室控制环境CO_2浓度和温度,设计对照(CO_2浓度为400μmol·mol~(-1)、环境温度为22℃)、CO_2浓度升高(CO_2浓度升至700μmol·mol~(-1)、环境温度22℃)、CO_2浓度和温度升高(CO_2浓度升至700μmol·mol~(-1)、环境温度升至26℃)3种气候情景和2种水分条件(充分供水和轻度干旱),研究谷子(Setaria italica)开花期、开花后10 d、灌浆期和成熟期4个生育期土壤β-葡糖苷酶(βG)、β-N-乙酰葡糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨肽酶(LAP)和碱性磷酸单脂酶(ALP)活性对CO_2浓度和温度升高的响应。结果表明:CO_2浓度升至700μmol·mol~(-1)时对土壤LAP酶有显著的抑制作用,其对土壤NAG酶活性仅在充分供水条件下有促进作用,而对ALP酶活性仅在轻度干旱条件下有促进作用。增温4℃显著抑制土壤βG和ALP酶活性,其对土壤NAG酶活性的影响与土壤水分条件有关。生育期与CO_2浓度升高的交互作用对4种土壤酶活性均具有显著影响,生育期与增温的交互作用在充分供水条件下仅对土壤βG酶活性有显著影响,而在轻度干旱条件下其对土壤βG和NAG酶活性有显著影响。研究表明,在谷子生育不同阶段,CO_2浓度升高、增温和干旱对土壤碳氮磷转化相关酶活性的影响不尽相同。 相似文献
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大气CO_2浓度和温度升高对稻麦轮作生态系统N_2O排放的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
【目的】研究大气CO_2浓度和温度升高条件下稻麦轮作生态系统N_2O排放的响应规律,以期科学评估未来气候变化情境下,CO_2浓度和温度升高对稻麦轮作生态系统N_2O排放的影响,为中国应对未来气候变化提供数据支持。【方法】依托同步模拟自由大气CO_2浓度升高和温度升高的T-FACE试验平台,设置本底大气CO_2浓度和温度(Ambient)、500μmol·mol~(-1) CO_2+本底大气温度(C)、本底大气CO_2浓度+温度增加2℃(T)和500μmol·mol-1 CO_2+温度增加2℃(C+T)等4个处理。采用静态暗箱-气相色谱法原位观测稻麦轮作生态系统N_2O排放通量,研究稻麦轮作生态系统N_2O排放对大气CO_2浓度和温度升高的响应规律。【结果】(1)CO_2浓度升高使水稻和小麦生物量和产量分别显著增加9.7%、11.3%和5.6%、5.7%(P0.05);温度升高使水稻和小麦生物量和产量分别显著减少21.1%、18.0%和31.6%、17.7%(P0.05);CO_2浓度和温度的同步升高使水稻和小麦生物量和产量分别显著降低13.5%、8.7%和26.0%、10.3%(P0.05)。(2)CO_2浓度和温度升高,均未改变稻麦轮作系统N_2O的季节排放模式。CO_2浓度升高条件下,水稻季和小麦季N_2O排放分别增加15.2%和39.9%,其中后者达显著水平(P0.05);温度升高未显著影响水稻季N_2O排放,但显著增加小麦季N_2O排放20.5%(P0.05);CO_2浓度和温度同步升高对水稻季N_2O排放的影响存在较大的年际差异,但总体上有促进N_2O排放的趋势;CO_2浓度和温度同步升高极显著增加小麦季N_2O排放(46.0%,P0.01)。(3)小麦季N_2O排放与小麦生物量密切相关,在CO_2浓度和温度升高条件下,小麦季N_2O排放与小麦地下部生物量和ΔSOC之间具有显著的正相关关系。(4)与对照组相比,CO_2浓度升高、温度升高以及两者的共同作用,分别导致稻麦轮作系统单位产量的N_2O排放强度(GHGI)分别增加29.1%、66.3%和81.8%,其中温度升高和CO_2浓度和温度同步升高处理达显著水平(P0.05)。【结论】CO_2浓度升高和温度升高均未改变稻麦轮作生态系统N_2O的季节排放模式。CO_2浓度升高导致稻麦轮作系统N_2O排放显著增加;温度升高显著增加小麦季N_2O排放,但未显著影响水稻季N_2O排放。CO_2浓度和温度升高导致稻麦轮作系统温室气体排放强度增加,各处理条件下温室气体排放强度的响应从大小依次为:C+TTC。可见,在未来CO_2浓度和温度升高情境下,为保证现有粮食供应水平不变,由稻麦生产所导致的N_2O排放强度变化可能会进一步加剧气候变化进程。 相似文献
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为促进温室枣树增产,以灵武长枣为研究对象,研究不同浓度CO_2施肥对温室枣树果实品质及产量的影响。通过预设各隔间的CO_2浓度,且在枣树果实成熟过程中维持在设定值,其中处理T1～T4依次为600,800,1 000,1 200μmol·mol~(-1),对照(CK)为400μmol·mol~(-1)。结果表明:随着CO_2浓度的升高,枣果的总糖含量、还原性糖含量、维生素C含量、糖酸比及产量有显著的增效;整体来看,当施入CO_2浓度为800μmol·mol~(-1)时,效果最佳,其中总糖含量较CK提高70.16%,还原性糖含量提高64.46%,维生素C含量提高55.81%,糖酸比提高25.71%,产量提高27.84%;差异较CK显著(P0.05),但与增施高浓度差异并不显著(P0.05)。因此,CO_2浓度施肥能有效改进温室枣树果实的品质及产量,但增施过多的CO_2并不能有效提高产量。 相似文献
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以‘兴海12号’番茄为试材,通过对生长发育期植株进行增施CO_2处理,使CK、T1、T2、T3的CO_2含量分别维持在(400±25)、(600±25)、(800±25)、(1000±25)μmol·mol~(1)水平,分析不同时期各器官中葡萄糖、果糖、蔗糖与淀粉含量,探讨增施CO_2对番茄植株‘源-库’间非结构性碳水化合物(NSC)积累的影响。结果表明:经CO_2加富处理后,番茄植株各器官中NSC含量均高于对照。随着果实的生长发育,成熟期叶片中葡萄糖含量达最大值,其中(1000±25)μmol·mol~(1)处理下成熟期叶片中葡萄糖含量较对照显著增加94%;且(1000±25)μmol·mol~(1)处理下各时期叶片中蔗糖含量均显著高于其他处理和对照;而(800±25)μmol·mol~(1)处理下叶片中淀粉含量较低。不同加富处理下,各维管器官中NSC含量均增加,尤其是(1000±25)μmol·mol~(1)处理下茎部NSC含量在果实发育的前三个时期均最高。CO_2加富处理对萼片中NSC含量的影响不是很显著,但能够加快蔗糖与淀粉的降解,促进果实成熟过程中还原糖的积累,其中(800±25)μL·L~(1)处理下成熟期果实中葡萄糖与果糖含量较对照分别显著增加46%和42%。可见,CO_2加富促进NSC在番茄植株各器官中的积累,促进光合产物向库端器官的积累,利于提高果实中糖分,其中以(800±25)μmol·mol~(1)处理效果最佳。 相似文献
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不同生育期臭氧熏蒸对水稻光合作用及生长的影响差异 总被引：2，自引：2，他引：0
已有大量研究探究臭氧(O_3)对水稻生长的不利影响,但O_3对不同生育期水稻的影响是否相同尚不清楚。本研究利用开顶式气室,设置两个O_3处理(CF:过滤大气;NF40:环境大气+40 nmol·mol~(-1)O_3),在水稻生长的不同生育期(分蘖拔节期和抽穗灌浆期)对两种盆栽水稻(汕优63和武育粳3号)进行O_3熏蒸试验。共设置3种试验处理:水稻全生育期处于CF处理(CF);分蘖拔节期O_3熏蒸,其他生育期处于CF(O_3-1);抽穗灌浆期O_3熏蒸,其他生育期处于CF(O_3-2),其中O_3-1和O_3-2处理的O_3剂量AOT40值(试验期间小时O_3浓度超过40 nmol·mol~(-1)的累计值)相近,分别为(9.54±0.41)μmol·mol~(-1)·h和(9.61±0.23)μmol·mol~(-1)·h。通过测定水稻的生长及光合指标,探究O_3对水稻不同生育期的影响差异。结果表明,相对于CF处理,两个水稻品种在O_3-2处理下降幅更大,最大羧化速率(V_(cmax))和PSⅡ反应中心激发能捕获效率(F′v/F′m)的平均值显著下降43.2%和10.8%,汕优63在O_3-2处理下的饱和光合速率(A_(sat))、气孔导度(Gs)和最大电子传递速率(J_(max))分别显著下降44.3%、55.2%和51.8%,武育粳3号的PSⅡ实际光化学量子效率(PhiPS2)显著下降25.8%,但不同处理下两个品种水稻的比叶重、叶绿素含量和氮浓度差异未达到显著水平,所有指标均显示不同O_3处理与品种间未达到显著的交互作用。由此可见,O_3对水稻的抽穗灌浆期影响更大,且对两个水稻品种的影响相似。 相似文献
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[目的]探究大气CO_2浓度与温度升高对茶树光合系统及品质成分的影响,为未来气候变化条件下茶树栽培管理和茶叶加工提供科学依据。[方法]以‘龙井长叶’茶苗为材料,通过开顶式气室模拟高CO_2浓度(648~658μmol·mol-1)和温度升高(+0.57℃),测定不同处理下茶树叶片光合参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量和品质成分含量,研究茶树光合系统及品质成分的变化情况。[结果]CO_2浓度升高、温度升高、CO_2浓度和温度共同升高,茶树叶片光合参数、叶绿素荧光参数与对照相比有显著变化。CO_2浓度升高、温度升高能促进茶树叶片叶绿素a、叶绿素b合成,但与对照相比无显著变化,CO_2浓度和温度共同升高能显著增加茶树叶片叶绿素a、叶绿素b含量。CO_2浓度升高、温度升高、CO_2浓度和温度共同升高均显著降低了茶树叶片中游离氨基酸和咖啡碱含量,而使茶多酚含量显著增加,酚氨比显著升高。[结论]CO_2浓度升高、温度升高、CO_2浓度和温度共同升高都能通过改善茶树叶片光系统结构促进光合作用,进而影响茶叶品质成分。在对茶树光合系统和品质成分的影响中,CO_2浓度升高和温度升高表现出协同作用。 相似文献
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[目的]研究增施不同浓度CO_2对温室黄瓜生长发育与产量的影响。[方法]以"兴海7号"黄瓜为材料,通过对温室隔间进行4个不同浓度CO_2施肥处理,观测其对黄瓜植株生长与产量的影响。[结果]冬春季设施黄瓜的栽培,随着增施CO_2浓度的升高,黄瓜的株高、茎粗、叶面积、地上部干重、鲜重、果实发育及产量有明显的增长,且增施CO_2能够显著提升黄瓜净光合速率;整体来看,CO_2施肥浓度为800μmol·mol-1最为合适,株高较CK(400μmol·mol-1)的增长36.8%;茎粗增长26.7%;叶面积增长16.2%,地上部鲜重增加57.47%,干重增加40.08%;Amax增长70.05%;产量增长43.3%;差异较CK显著(P0.05),与增施高浓度1 200μmol·mol-1和1 600μmol·mol-1差异并不明显(P0.05)。[结论]CO_2施肥能有效提高黄瓜叶片的净光合速率,促进黄瓜的生长及产量形成,但过多的增施CO_2并不能有效提高产量,反而会增加施用CO_2的成本。 相似文献
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以6种草本植物泥胡菜Hemistepta lyrata,网果酸模Rumex chalepensis,野豌豆Vicia Sepium,藜Chenopodium album,风轮菜Clinopodium chinense和玉米石Sedum album为研究对象,利用步入式CO_2浓度控制生长室模拟研究了"过去(150μmol/mol)-现在(400μmol/mol)-将来(700μmol/mol)"CO_2浓度对植物生长特性的影响.结果表明:CO_2浓度升高刺激了6种植物的总生物量和相对生长速率,但CO_2浓度从过去的低浓度升高到目前浓度水平时,其升高幅度大于CO_2浓度从目前浓度升高到将来浓度水平.在过去水平下CO_2浓度升高刺激了6种植物的根质量分数,但将来水平下CO_2浓度升高对6种植物的根质量分数没有产生显著性影响.研究结果表明植物对过去CO_2浓度的适应性响应会抑制植物对将来CO_2浓度的生长响应,但不同物种之间存在差异.该研究结果有助于理解草本植物在未来气候变化下的响应,为评估和预测全球气候变化对植物的生理生态影响提供理论依据. 相似文献
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《江苏农业学报》2016,(2)
为揭示不同钾效率基因型甘薯在低钾条件下叶片光合性能及其响应效应,以黄潮土区长期定位试验处理[正常钾处理(NPK处理)和低钾处理(NP处理)]下甘薯为对象,研究低钾条件下不同钾利用效率基因型甘薯光照度与CO_2响应曲线及其特征参数变化。结果显示,2个钾处理下甘薯叶片净光合速率都随光照度的增加迅速上升,当光照度达到1 000μmol/(m~2·s)后渐趋平缓,增大至光饱和点,出现最大净光合速率,光照度达到光饱和点后净光合速率略有下降;NP处理下,胞间CO_2浓度小于200μmol/mol时甘薯叶片净光合速率随胞间CO_2浓度的增加而缓慢升高,200~400μmol/mol时净光合速率随胞间CO_2浓度的增加迅速升高,随后又缓慢升高,直至CO_2饱和点出现最大净光合速率。直角双曲线修正模型拟合分析结果显示,低钾条件下3个不同钾利用效率基因型品种(徐薯18、徐薯32、宁紫薯1号)间最大净光合速率、CO_2补偿点与光补偿点差异显著(P0.05),饱和光照度与光响应曲线初始斜率差异不显著。与NPK处理相比,NP处理下叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度与叶绿素含量显著下降,且不同钾利用效率品种间的光合特性存在一定差异。不同钾利用效率品种对光照度与CO_2响应强度次序相同,均表现为:NPK-徐薯18NPK-徐薯32NPK-宁紫薯1号NP-徐薯32NP-徐薯18NP-宁紫薯1号。低钾条件下徐薯32叶片有最大净光合速率、饱和光照度与饱和CO_2浓度以及最低CO_2补偿点和光呼吸速率,叶绿素含量受影响小,因此徐薯32较适宜于低钾条件下种植。 相似文献
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随着全球气候变暖，高温已成为威胁寒地水稻生产的主要气候因素之一。利用六角形开口玻璃房模拟日间增温，并用耐热高产品种龙稻21和热敏感优质品种龙稻18为试验材料，进行了不同生育时期的增温处理试验。结果表明，模拟增温设施能够实现日间平均1.2~2.6 ℃的增温效果。全生育期增温使龙稻21和龙稻18的产量分别提高7.4和4.5 t·hm-2，增产效应主要是通过增加生物量、有效穗数和每穗颖花数实现的。进一步分析不同生育时期增温对产量的影响发现，分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期的增温使龙稻21的产量分别增加1.2、3.9、0.8和1.1 t·hm-2。拔节期、抽穗期和灌浆期的增温能使龙稻18的产量分别增加1.5、2.5和1.8 t·hm-2。孕穗期增温导致龙稻21和龙稻18的产量分别减少0.2和1.2 t·hm-2。各生育时期增产主要通过增加生物量、有效穗数和每穗颖花数实现。不同耐热品种对增温的响应不同，主要受结实率的影响。同时也发现，增温对千粒重存在负向作用。分蘖期和拔节期增温能够增加糙米率和精米率，而孕穗期、抽穗期和灌浆期的增温导致糙米率、精米率下降以及垩白米率、垩白度升高。增温对稻米食味值、蛋白质含量和直链淀粉含量的影响较小。未来如果高温出现在寒地水稻生育前期危害较弱，而且还有部分有利作用。但如果高温发生在孕穗期、抽穗期和灌浆期，对寒地优质稻谷的生产危害较大，应进一步加强对寒地水稻生育后期高温的研究和耐高温品种的选育。 相似文献
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大气CO2浓度升高对粳稻稻米物性及食味品质的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
在2009和2010年利用独特的稻/麦轮作系统FACE(Free Air CO2 Enrichment,开放式空气CO2浓度增高)平台,以武运粳21、扬辐粳8号、武香粳14和武粳15为供试材料,研究了高浓度CO(2比大气背景CO2浓度高200 μmol·mol-1)对粳稻蒸煮米的硬度、粘性、香气、光泽、完整性、味道和口感等的影响。物性分析仪测定结果表明,高浓度CO2环境下粳稻熟米的硬度和粘性总体呈增加趋势,其中扬辐粳8号两指标的增幅均达显著水平。食味计测定结果显示,高浓度CO2对蒸煮稻米香气、光泽度、完整性、味道和口感等食味品质指标均没有影响。相关分析表明,CO2与品种的互作对米饭硬度和粘性有显著影响,但对食味品质参数均没有影响。CO2与年度、CO2与年度和品种间的互作对所有测定参数均无显著影响。两年数据一致表明,未来高浓度CO2环境下粳稻蒸煮米的硬度和粘性将呈增加趋势,增幅因品种而异,但米饭食味品质无显著变化。 相似文献
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为揭示毛竹Phyllostachys pubescens在全球气候变化大背景下对气候因子的响应,通过模拟不同温度、相对湿度、二氧化碳摩尔分数环境,利用Li-6400测定拟合毛竹的光响应曲线和二氧化碳响应曲线。结果表明：在短期二氧化碳摩尔分数倍增的条件下,毛竹的气体交换参数,包括光饱和点均成倍增加,蒸腾速率下降,且二氧化碳响应曲线符合米氏方程;温度在其稳定基础上突然增加或降低都会导致毛竹气孔导度增加,净光合速率减小,而蒸腾速率与温度呈正相关;在大气湿度突然降低的情况下,气孔导度增加,净光合速率有所增加,但蒸腾速率增加的幅度达7倍之多。由此推断,在短期二氧化碳摩尔分数增加的情况下,“施肥效应”会使毛竹的净光合速率增加,但是二氧化碳摩尔分数增加所带来的“温室效应”,及由此可能带来的干旱,使得毛竹的气孔灵敏度和活化的Rubisco数量成为限制性因子,最终限制毛竹的正常生理生长活动。图4表3参21 相似文献
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采用箱法对栗钙土、灰钙土、粗骨土和山地灰褐土4种有代表性的干旱土壤表面CO2通量进行观测和研究。结果表明:森林土壤(粗骨土和山地灰褐土)的通量显著大于草原土壤(栗钙土和灰钙土)。干旱区土壤表面CO2通量的平均值为230.05μmol/(m2·h),变化范围为-147.27～2319.55μmol/(m2·h)。不同土壤类型之间存在差异,粗骨土(351.82μmol/(m2·h))>山地灰褐土(347.33μmol/(m2·h))>栗钙土(193.36μmol/(m2·h))>灰钙土(162.37μmol/(m2·h))。土壤表面CO2通量存在季节变化,趋势呈"S"形。9月份最高(516.79μmol/(m2·h)),以土壤向大气释放为主;1月份最低(-7.09μmol/(m2·h)),以大气进入土壤为主;具有春夏秋冬交替规律,与气候变化趋势基本一致,土壤表面CO2通量稍有后滞。全天候土壤表面CO2通量呈"山峰"形变化,04:00最小(154.13μmol/(m2·h)),12:00最大(349.65μmol/(m2·h)),具有昼夜交替规律,比气候日变化稍有滞后。影响土壤表面CO2通量的环境因子有地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)、土壤含水量(0～10cm、10～20cm和20～30cm);其中,地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)和土壤含水量(0～10cm)分别与土壤表面CO2通量呈正相关关系,而10～20cm和20～30cm深度的土壤含水量与土壤表面CO2通量呈负相关关系,地表空气相对湿度与土壤表面CO2通量的关系不显著。大气与土壤之间的CO2存在双向转移机制,CO2不仅从土壤向大气转移,而且也从大气向土壤转移,热量在地球表面的差异性分布,导致温带和寒带地区的土壤具有平衡大气CO2浓度的功能,是温带、寒带地区的显著特征。 相似文献
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人工气候箱模拟低温对水稻抗冷性的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为深入研究黑龙江省水稻主栽品种不同生育时期耐冷性变化趋势,采用人工气候箱模拟低温条件对5个水稻品种于芽期、苗期及孕穗期进行低温处理。结果表明:不同水稻品种对低温的反应存在差异,供试品种空育131和龙粳29在芽期、苗期及孕穗期耐冷性相对较强。 相似文献
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人工模拟机械开沟穴直播提高早籼稻茎秆抗倒伏能力及产量 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究机械开沟穴直播对早籼稻茎秆抗倒伏能力及产量的影响,为水稻机械化直播技术提供理论依据与技术支撑。【方法】试验以常规稻中嘉早17和杂交稻株两优171品种为材料,系统比较人工模拟机械开沟穴直播（MFP）、表面穴直播（SBP）与覆土穴直播（SCP）对直播早籼稻出苗率、植株抗倒性能及产量与产量构成的影响。【结果】与表面穴直播和覆土穴直播相比,人工模拟机械开沟穴直播可提高早籼稻供试品种的出苗率,增幅为5.19%—13.89%,且与表面穴直播处理差异显著（P<0.05）。同时,人工模拟机械开沟穴直播有利于提高直播水稻品种产量,两品种增产幅度为4.52%—11.20%;从产量构成因素分析,产量的提高主要得益于单位面积有效穗数、千粒重提高。此外,人工模拟机械开沟穴直播有利于提高供试品种植株抗折力,降低植株倒伏指数,尤其是第3节间;有利于增加株高、重心高度与第3节间（I3）茎壁厚度和节间粗度,提高不同节间的单位长度节间干重、单位体积节间干重以及木质素含量。大部分节间的节间干重与抗折力有显著的正相关,而与倒伏指数为显著的负相关。节间干重与单位长度节间干重是影响植株倒伏的主要因素,而株高、重心高度、节间长度和节间粗度并不能同时影响植株抗倒伏能力与倒伏指数,木质素与各节间抗折力有显著或极显著正相关。【结论】人工模拟机械开沟穴直播不仅有利于提高直播早籼稻产量,还显著提高植株抗倒伏能力,降低倒伏风险,可在生产中推广使用。 相似文献
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研究在低温条件下不同耐寒性茄子品种的光合特性及其变化规律。以兰州长茄(强耐寒性)、荷苞长茄(中等耐寒性)和美国红茄(弱耐寒性)为试材,研究低温胁迫对不同耐寒性茄子品种的光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度的影响。5℃低温下,3种茄子光合速率减少、呼吸速率增加,兰州长茄、荷苞长茄和美国红茄的光合速率比对照分别降低了2.61、2.67和3.46μmol/(m2.s)。低温处理2 d后3种茄子气孔导度均急剧降低,兰州长茄、荷苞长茄和美国红茄分别比对照降低52.78%、57.35%和73.78%,且差异均极显著。经低温处理3种茄子叶片胞间CO2浓度均有增加,兰州长茄、荷苞长茄和美国红茄比对照分别增加11.92%、10.16%和18.87%,差异均极显著。耐寒性强的茄子品种在低温下能维持较强的光合作用,这可降低低温对它的伤害程度。 相似文献