CO2加富对不同辣椒品种光合特性的影响.pdf

CO 2 加 富 对 不 同 辣 椒 品 种 光 合 特 性 的 影 响 白 瑞 1 2 张 静 1 2 宋 红 霞 1 2 郑 少 文 1 2 李 梅 兰 1 2 侯 雷 平 1 2 1 山西农业大学园艺学院 山西太谷 030801 2 山西省设施蔬菜提质增效协同创新中心 山西太谷 030801 摘 要 以4 个 辣 椒 品 种 为 研 究 对 象 分 别 对 辣 椒 的 净 光 合 速 率 气 孔 导 度 蒸 腾 速 率 胞 间CO2 浓 度 等 光 合 特 性 进 行 测 定 利 用 曲 线 模 型 拟 合 辣 椒 光 响 应 曲 线 和CO2 响 应 曲 线 阐 明CO2 加 富 对 不 同 辣 椒 品 种 光 合 特 性 的 影 响 结 果 表 明 CO2 加 富 后 除 海 丰 长 剑 外 增 施CO2 后 其 他3 个 辣 椒 品 种 的 净 光 合 速 率 均 显 著 增 高 其 中 寿 龙1 号 的 净 光 合 速 率 增 加 最 显 著 由18 62 mol m 2 s 1 增 加 到30 11 mol m 2 s 1 增 幅 为61 70 CO2 加 富 后 皇 朝 和 寿 龙1 号 的 气 孔 导 度 显 著 降 低 寿 龙1 号 的 气 孔 导 度 降 低 最 显 著 由0 53mol m 2 s 1 降 低 到0 36mol m 2 s 1 降 幅 为 32 5 CO2 加 富 后 4 个 辣 椒 品 种 的 胞 间 CO2 浓 度 均 显 著 提 高 美 达 108 的 胞 间 CO2 浓 度 提 升 幅 度 最 显 著 由 240 51 mol mol 1 提 升 至 610 51 mol mol 1 增 幅 达 到 153 8 CO2 加 富 后 皇 朝 的 蒸 腾 速 率 由 3 99 mmol m 2 s 1 显 著 下 降 到3 13mmol m 2 s 1 同 时 其 余 辣 椒 品 种 的 蒸 腾 速 率 均 增 加 随 着 光 照 强 度 和CO2 浓 度 增 加 CO2 加 富 后 辣 椒 的 最 大 净 光 合 速 率 均 有 不 同 程 度 的 增 加 另 外 CO2 加 富 后 直 椒 和 羊 角 椒 的 光 饱 和 点 和 CO2 饱 和 点 都 有 不 同 程 度 的 增 加 螺 丝 椒 的 光 饱 和 点 和CO2 饱 和 点 都 有 不 同 程 度 的 降 低 所 有 辣 椒 品 种 的CO2 补 偿 点 都 有 不 同 程 度 的 增 加 总 之 不 同 辣 椒 品 种 对CO2 加 富 的 反 应 不 同 在 日 光 温 室 辣 椒 栽 培 中 增 施CO2 需 要 对 品 种加以选择 关键词 辣椒 CO2 加富 光合参数 光响应曲线 CO2 响应曲线 中图分类号 S641 3 文献标志码 A 文章编号 1673 2871 2020 03 043 06 Effects of CO 2 enrichment on photosynthetic characteristics of different peppervarieties BAIRui 1 2 ZHANGJing 1 2 SONGHongxia 1 2 ZHENGShaowen 1 2 LIMeilan 1 2 HOULeiping 1 2 1 College of Horticultural Science Shanxi Agricultural University Taigu 030801 Shanxi China 2 Collaborative Innovation Center ofImprovingQualityandIncreasingProfitsforProtectedVegetablesinShanxi Taigu030801 Shanxi China Abstract The net photosynthetic rate stomatal conductance transpiration rate intercellular CO2 concentration and other photosynthetic characteristics of four pepper varieties were measured Meanwhile the light response curve and the CO2 responsecurveofpepperwerefittedbythecurvemodel andtheeffectofCO2enrichmentonthephotosyntheticcharacter istics of different pepper varieties was clarified The results showed that the net photosynthetic rate of the three pepper varieties increased significantly after CO2 enriched except for Hai feng Chang jian and the net photosynthetic rate of Shoulong No 1 was increased most significantly from 18 62 mol m 2 s 1 to 30 11 mol m 2 s 1 which increased by 61 70 The stomatal conductance of Huangchao and Shoulong 1 hao decreased significantly and that of Shoulong No 1 decreased most significantly from 0 53 mol m 2 s 1 to 0 36 mol m 2 s 1 which decreased by 32 5 AfterCO2enrichment theintercellularCO2concentrationofthefourpeppervarietiesincreasedsignificantly andthe intercellularCO2concentrationof Meida108 wassignificantlyincreasedmost from240 51 mol mol 1 to610 51 mol mol 1 which increased by 153 8 After the enrichment of CO2 the transpiration rate of huangchao decreased significantly from 3 99 mmol m 2 s 1 to 3 13 mmol m 2 s 1 while those of other pepper varieties increasing With light intensity and CO2 concentration increased the maximum net photosynthetic rate of 4 pepper varieties were also increased at different degrees after CO2 enrichment In addition the light saturation point and CO2 saturation point of both zhi jiao and yangjiaojiao wereincreasedatdifferentdegrees thelightsaturationpointandCO2saturationpointof luosijiao were decreased at different degrees and the CO2 compensation point of all pepper varieties were increased at different degrees AlltheanalysisshowedthatdifferentpeppervarietieshaddifferentresponsestoCO2 enrichment Itisnecessarytoscreen 收 稿 日 期 2019 10 29 修 回 日 期 2019 12 08 基 金 项 目 山 西 省 煤 基 重 点 科 技 攻 关 项 目 FT201402 06 作 者 简 介 白 瑞 女 在 读 硕 士 研 究 生 主 要 从 事 园 艺 育 种 和 分 子 生 物 学 方 面 的 研 究 E mail 15981899507 通 信 作 者 侯 雷 平 男 教 授 主 要 从 事 设 施 园 艺 蔬 菜 栽 培 以 及 园 艺 植 物 生 物 技 术 等 方 面 的 研 究 E mail sxndhlp 中 中 国 国 瓜 瓜 菜 菜 2020 33 3 43 48 试验研究 43 中 国 瓜 菜 第33 卷 试验研究 在 设 施 栽 培 中 CO2 亏 缺 是 一 个 普 遍 现 象 会 影 响 辣 椒 的 光 合 作 用 进 而 影 响 蔬 菜 的 产 量 和 品 质 1 CO2 亏 缺 的 问 题 在 冬 春 季 的 设 施 栽 培 中 尤 其 严 重 CO2 亏 缺 会 抑 制 蔬 菜 光 合 作 用 使 蔬 菜 产 量 减 少 和 品 质 降 低 2 因 此 CO2 加 富 是 设 施 栽 培 中 促 进 蔬 菜 生 长 发 育 和 提 高 品 质 的 重 要 措 施 之 一 近 年 来 有 关 大 气CO2 浓 度 升 高 对 植 物 生 长 发 育 影 响 方 面 的 研 究 越 来 越 多 包 括 水 稻 小 麦 番 茄 茄 子 等 3 9 如 大 气CO2 浓 度 升 高 会 促 进 农 作 物 水 稻 和 小 麦 产 量 的 增 加 3 4 CO2 加 富 可 以 增 加 番 茄 的 生 长 量 5 促 进 茄 子 叶 片 光 合 速 率 的 提 高 和 叶 片 叶 绿 素 含 量 的 增 加 进 而 提 高 茄 子 的 光 合 作 用 6 CO2 加 富 可 以 提 高 干 旱 条 件 下 黄 瓜 幼 苗 净 光 合 速 率 显 著 降 低 蒸 腾 速 率 和 气 孔 导 度 提 高 黄 瓜 的 光 合 性 能 进 而 促 进 黄 瓜 的 生 长 发 育 7 以 上 皆 说 明CO2 加 富 可 以 提 高 植 物 的 光 合 速 率 促 进 植 物 的 碳 积 累 增 强 植物的光合作用 8 9 辣 椒 Capsicum annuum L 为 茄 科 辣 椒 属 起 源 于 南 美 洲 在 中 国 栽 培 面 积 较 大 10 前 人 研 究 发 现 CO2 加 富 能 提 高 辣 椒 光 合 作 用 增 加 碳 水 化 合 物 的 积 累 促 使 不 同 辣 椒 品 种 的 株 高 叶 柄 长 和 辣 椒 坐 果 率 明 显 增 加 提 高 辣 椒 的 产 量 11 13 目 前 有 关 CO2 加 富 对 不 同 辣 椒 如 螺 丝 椒 和 羊 角 椒 光 合 特 性 的 研 究 比 较 少 笔 者 通 过 研 究CO2 加 富 对 不 同 辣 椒 品 种 净 光 合 速 率 和 气 孔 导 度 等 光 和 参 数 的 影 响 及 不 同 辣 椒 品 种 在 CO2 加 富 条 件 下 和 对 照 条 件 下 的 光 响 应 曲 线 和CO2 响 应 曲 线 的 变 化 趋 势 明 确CO2 加 富 对 不 同 辣 椒 品 种 光 合 特 性 的 影 响 旨 在 为 设 施 辣 椒优质高效生产提供理论依据 1 材料与方法 1 1 材料 供 试 材 料 为 直 椒 海 丰 长 剑 和 寿 龙1 号 螺 丝 椒 美 达 108 和 羊 角 椒 皇 朝 种 子 购 自 新 绛 县 美霞种业有限公司 1 2 试验设计 试 验 于 2018 年 3 6 月 在 山 西 农 业 大 学 园 艺 站 进 行 试 验 采 用 二 因 素 完 全 随 机 设 计 设 置CO2 加 富 和 对 照2 个 处 理 将 温 室 从 中 间 隔 开 一 边 为 对 照 区 另 一 边 为CO2 加 富 区 辣 椒 幼 苗 于3 月20 日 左 右 分 别 定 植 于 对 照 区 CK 和 CO2 加 富 区 T 每 个 小 区 面 积 为11 7m 2 采 用 宽 窄 行 定 植 宽 行 80 cm 窄 行 50 cm 株 距 45 cm 每 个 小 区 种 植 1 个 品 种 种 植40 株 对 照 区 不 作 处 理 加 富 区 于 4 月 10 日 以 后 晴 天 上 午 8 00 10 00 通 过 CO2 自 动 释 放 装 置 增 施 CO2 使 加 富 区 CO2 浓 度 保 持 在 800 50 mol mol 1 其他进行常规栽培管理 1 3 方法 1 3 1 光 合 特 性 分 析 在 对 椒 形 成 期 采 用LI 6400 光 合 仪 在 晴 天9 00 左 右 对 辣 椒 净 光 合 速 率 Pn 气 孔 导 度 Gs 蒸 腾 速 率 Tr 胞 间CO2 浓 度 Ci 等 光 合 特 性 进 行 测 定 及 分 析 每 个 品 种 每 株 分 别 选 择 生 长 位 置 及 大 小 相 近 的 1 片 无 病 虫 害 的 功 能 叶 片 进行测定 1 3 2 光 响 应 曲 线 和CO2 响 应 曲 线 测 定 在 对 椒 形 成 期 采 用LI 6400 光 合 仪 在 晴 天9 00 12 00 分 别 测 定 对 照 组 和 处 理 组 辣 椒 的 光 响 应 曲 线 每 个 品 种 的 对 照 组 和 处 理 组 在 植 株 上 分 别 选 择 1 片 无 病 虫 害 的 功 能 叶 片 进 行 测 定 测 定 时 处 理 组 与 对 照 组 所 测 的 叶 片 大 小 位 置 大 致 相 近 对 照 组 测 定 条 件 为 CO2 浓 度 400 mol mol 1 叶 室 温 度 25 光 照 强 度 梯 度 设 置 为 2 200 2 000 1 800 1 600 1 400 1 200 1 000 800 600 400 200 150 100 50 20 0 mol m 2 s 1 共 16 个 梯 度 处 理 组 的 测 定 条 件 除 了CO2 浓 度 为 800 50 mol mol 1 以 外 其 他 条 件 均 与 对 照 组 相 同 利 用 直 角 双 曲 线 修 正 模 型 14 16 对 光 响 应 曲 线 进 行 拟 合 得 出 相 关 光 合 参 数 最 大 净 光 合 速 率 初 始 量 子 效 率 暗 呼 吸 效 率 光 补 偿 点 光 饱 和 点 等 CO2 响 应 曲 线 的 参 比 室CO2 浓 度 设 置 为 50 100 200 300 400 600 800 1000 1200 1400 1 600 1 800 2 000 mol mol 1 共 13 个 梯 度 利 用 Michaelis Menten 模 型 17 对 CO2 响 应 曲 线 进 行 拟 合 得 出 相 关 光 合 参 数 羧 化 效 率 光 呼 吸 速 率 CO2 补 偿点 CO2 饱和点等 1 4 数据统计分析 各 模 型 的 参 数 运 算 采 用 SPSS 22 0 进 行 数 据 处理与图表制作等利用Office2010 完成 2 结果与分析 2 1 CO2 加富对不同辣椒品种光和参数的影响 除 海 丰 长 剑 外 增 施CO2 后 其 他3 个 辣 椒 品 种 的 净 光 合 速 率 均 显 著 增 高 图1 A 其 中 寿 龙 varietiesifthepepperswillbecultivatedinsunlightgreenhousewithaddingCO2 Keywords Pepper CO2enrichment Photosyntheticparameters Lightresponsecurve CO2responsecurve 44 第3 期 等 CO2 加富对不同辣椒品种光合特性的影响 试验研究 白 瑞 1 号 的 净 光 合 速 率 增 加 最 显 著 由18 62 mol m 2 s 1 增 加 到 30 11 mol m 2 s 1 增 幅 为 61 70 皇 朝 的 净 光 合 速 率 增 加 最 少 由17 78 mol m 2 s 1 增 加 到21 09 mol m 2 s 1 增 幅 为18 60 CO2 加 富 对 不 同 辣 椒 品 种 的 气 孔 导 度 影 响 不 同 其 中3 个 品 种 降 低 1 个 品 种 升 高 增 施CO2 后 皇 朝 和 寿 龙1 号 的 气 孔 导 度 显 著 降 低 对 其 他 2 个 辣 椒 品 种 的 气 孔 导 度 无 显 著 性 影 响 图 1 B 寿 龙 1 号 的 气 孔 导 度 降 低 最 显 著 由 0 53 mol m 2 s 1 降 低 到 0 36 mol m 2 s 1 降 幅 为 32 50 CO2 加 富 后 4 个 辣 椒 品 种 的 胞 间CO2 浓 度 均 显 著 增 高 图1 C 其 中 美 达 108 的 胞 间 CO2 浓 度 增 高 最 显 著 由 240 51 mol mol 1 增 高 至 610 51 mol mol 1 增 幅 达 到153 8 CO2 加 富 对 不 同 辣 椒 品 种 的 蒸 腾 速 率 影 响 不 同 增 施CO2 后 皇 朝 的 蒸 腾 速 率 显 著 降 低 由3 99mmol m 2 s 1 显 著 降 低 至3 13mmol m 2 s 1 降 幅 为21 60 另 外 其 他3 个 辣 椒 品 种 的 蒸 腾 速 率均增高 但增高不显著 图1 D 注 不同英文小写字母表示在0 05 水平差异显著 图1 CO2 加 富 对 不 同 辣 椒 品 种 光 和 参 数 的 影 响 净 光 合 速 率 mol m 2 s 1 0 00 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00 30 00 35 00 皇 朝 海 丰 长 剑 美 达108 寿 龙1 号 CDcd Dd Dd Dd CDcd BCbc ABab Aa CK T 气 孔 导 度 mol m 2 s 1 0 00 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 皇 朝 海 丰 长 剑 美 达108 寿 龙1 号 Aa Bb Bb Bb BbBb Bb Bb T CK 皇 朝 海 丰 长 剑 美 达108 寿 龙1 号 Aa Bb Bb ABb Bb ABb ABb Bb T CK 蒸 腾 速 率 mmol m 2 s 1 0 00 0 50 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 3 50 4 00 4 50 5 00 胞 间CO2 浓 度 mol mol 1 0 00 100 00 200 00 300 00 400 00 500 00 600 00 700 00 皇 朝 海 丰 长 剑 美 达108 寿 龙1 号 CK T Ee Eef Ee Ef ABab Aa BDcd ABcac 2 2 CO2 加富条件下不同辣椒的光响应曲线 通 过 直 角 双 曲 线 修 正 模 型 拟 合 出 不 同 辣 椒 品 种 在CO2 加 富 条 件 和 对 照 条 件 下 的 光 响 应 曲 线 4 个 辣 椒 品 种 的 净 光 合 速 率 随 着 光 合 有 效 辐 射 增 加 呈 现 出 几 近 相 同 的 增 长 趋 势 其 净 光 合 速 率 在 光 照 强 度 为0 500 mol m 2 s 1 时 均 表 现 为 直 线 上 升 之 后 随 着 光 照 强 度 的 增 加 净 光 合 速 率 缓 慢 上 升 并 最 终 趋 于 稳 定 CO2 加 富 条 件 下 皇 朝 和 对 照 条 件 下 海 丰 长 剑 的 光 响 应 曲 线 稳 定 后 又 有 一 段 下 滑 趋 势 图2 它 们 的 光 补 偿 点 小 于0 表1 不 符 合 实际 且待进一步分析 通 过 比 较 不 同 辣 椒 品 种 的 光 响 应 参 数 表 1 对 照 组 中 4 个 辣 椒 品 种 的 初 始 量 子 效 率 表 现 为 美 达 108 寿 龙 1 号 皇 朝 海 丰 长 剑 4 个 辣 椒 品 种 的 最 大 净 光 合 速 率 表 现 为 寿 龙 1 号 皇 朝 海 丰 长 剑 美 达108 4 个 辣 椒 品 种 的 光 饱 和 点 表 现 为 美 达108 寿 龙1 号 海 丰 长 剑 皇 朝 3 个 辣 椒 品 种 的 光 补 偿 点 表 现 为 寿 龙 1 号 美 达108 皇 朝 CO2 加 富 后 4 个 辣 椒 品 种 的 初 始 量 子 效 率 表 现 为 美 达108 寿 龙1 号 海 丰 长 剑 皇 朝 4 个 辣 椒 品 种 的 最 大 净 光 合 速 率 表 现 为 海 丰 长 剑 寿 龙 1 号 皇 朝 美 达 108 4 个 辣 椒 品 种 的 光 饱 和 点 表 现 为 海 丰 长 剑 寿 龙1 号 皇 朝 美 达108 3 个 辣 椒 品 种 的 光 补 偿 点 表 现 为 寿 龙1 号 美 达108 海 丰 长 剑 2 3 CO2 加 富 条 件 下 不 同 辣 椒 品 种 的CO2 响 应 曲 线 通 过Michaelis Menten 模 型 拟 合 出 不 同 辣 椒 品 种 在 CO2 加 富 条 件 和 对 照 条 件 下 的 CO2 响 应 曲 线 4 个 辣 椒 品 种 的 净 光 合 速 率 随 着CO2 浓 度 增 加 呈 现 出 几 近 相 同 的 增 长 趋 势 其 净 光 合 速 率 在CO2 浓 度 为0 600 mol m 2 s 1 时 均 表 现 为 直 线 上 升 之 后 随 着CO2 浓 度 的 增 加 净 光 合 速 率 呈 缓 慢 上 升 并 最终趋于稳定 图3 通 过 对 不 同 辣 椒 品 种 CO2 响 应 参 数 的 比 较 A C B D a b a a a b b a a a a a a a b b b a b a a b a b a b a a a a a a 品 种 品 种 品 种 品 种 45 中 国 瓜 菜 第33 卷 试验研究 净 光 合 速 率 mol m 2 s 1 5 00 0 00 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00 30 00 35 00 40 00 A CK A T B CK B T C CK C T D CK D T A 皇 朝 B 海 丰 长 剑 C 美 达108 D 寿 龙1 号 光 照 强 度 mol m 2 s 1 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 图2 不 同 辣 椒 品 种 的 光 响 应 曲 线 5 00 0 00 5 00 10 00 15 00 20 00 25 00 30 00 35 00 40 00 45 00 50 00 净 光 合 速 率 mol m 2 s 1 A 皇 朝 B 海 丰 长 剑 C 美 达108 D 寿 龙1 号 A CK A T B CK B T C CK C T D CK D T 0 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 1800 2000 CO2 浓 度 mol mol 1 图3 不 同 辣 椒 品 种 的CO2 响 应 曲 线 表 2 对 照 组 中 4 个 辣 椒 品 种 的 羧 化 效 率 表 现 为 海 丰 长 剑 寿 龙1 号 皇 朝 美 达108 4 个 辣 椒 品 种 的 最 大 净 光 合 速 率 表 现 为 美 达108 寿 龙1 号 海 丰 长 剑 皇 朝 4 个 辣 椒 品 种 的CO2 饱和点 表现为 美达108 寿龙1 号 皇朝 海 丰 长 剑 4 个 辣 椒 品 种 的 CO2 补 偿 点 表 现 为 皇 皇朝 海丰长剑 美达108 寿龙1 号 CK T CK T CK T CK T 决定系数 0 9840 0 9920 0 9830 0 9870 0 9960 0 998 0 0 9998 0 9980 初始量子效率 mol mol 1 0 03 0 04 0 02 0 05 0 07 0 06 0 06 0 06 最大净光合速率 mol m 2 s 1 18 41 30 21 17 83 34 51 17 13 26 27 23 65 31 91 光饱和点 mol m 2 s 1 1436 56 1454 08 1470 55 1886 37 2029 96 1389 73 1614 66 1661 38 光补偿点 mol m 2 s 1 24 20 5 87 2 10 13 06 36 27 17 67 40 99 18 98 暗呼吸速率 mol m 2 s 1 0 81 0 22 0 04 0 61 2 36 1 09 2 37 1 12 处理 辣椒品种 表1 CO2 加 富 条 件 下 不 同 辣 椒 品 种 的 光 响 应 曲 线 参 数 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 46 第3 期 等 CO2 加富对不同辣椒品种光合特性的影响 试验研究 朝 美 达108 寿 龙1 号 海 丰 长 剑 CO2 加 富 后 4 个 辣 椒 品 种 的 羧 化 效 率 表 现 为 寿 龙1 号 美 达 108 海 丰 长 剑 皇 朝 4 个 辣 椒 品 种 的 最 大 净 光 合 速 率 表 现 为 美 达 108 寿 龙 1 号 皇 朝 海 丰 长 剑 4 个 辣 椒 品 种 的CO2 饱 和 点 表 现为 皇朝 海丰长剑 美达108 寿龙1 号 4 个 辣 椒 品 种 的CO2 补 偿 点 表 现 为 皇 朝 寿 龙1 号 海丰长剑 美达108 表2 不 同CO2 浓 度 条 件 下4 个 辣 椒 的CO2 响 应 曲 线 参 数 皇朝 海丰长剑 美达108 寿龙1 号 CK T CK T CK T CK T 决定系数 0 9990 0 9980 0 9970 0 9940 0 9200 0 9990 0 9950 0 9940 羧化效率 mol mol 1 0 07 0 03 0 08 0 04 0 06 0 06 0 07 0 07 最大净光合速率 mol m 2 s 1 63 24 52 34 64 22 51 88 81 16 73 79 68 63 69 85 CO2 饱和点 mol m 2 s 1 970 01 1956 73 813 58 1263 26 1394 80 1204 25 1025 07 1143 14 CO2 补偿点 mol m 2 s 1 60 01 87 50 55 39 67 94 59 95 61 94 58 46 68 55 暗呼吸速率 mol m 2 s 1 6 36 3 73 9 44 4 41 1 08 4 09 8 83 9 10 处理 辣椒品种 白 瑞 3 讨 论 杨 志 刚 18 研 究 表 明 与 对 照 组 相 比 处 理 组 辣 椒 的 净 光 合 速 率 会 随 着CO2 浓 度 的 升 高 而 升 高 处 理 组 辣 椒 的 净 光 合 速 率 较 对 照 组 提 高 16 10 36 60 从 而 增 强 辣 椒 的 光 合 作 用 包 长 征 等 13 同 样 发 现 增 施CO2 会 促 进 辣 椒 净 光 合 速 率 提 高 高 宇 等 19 研 究 表 明 高 浓 度CO2 处 理 会 促 使 辣 椒 幼 苗 的 净 光 合 速 率 提 升71 59 袁 蕊 等 12 研 究 表 明 增 施 CO2 会 促 使 不 同 时 期 辣 椒 叶 片 的 净 光 合 速 率 提 升 72 74 88 33 本 试 验 结 果 显 示 4 个 辣 椒 品 种 皇 朝 海 丰 长 剑 美 达108 以 及 寿 龙1 号 的 叶 片 在 CO2 加 富 处 理 后 净 光 合 速 率 分 别 提 升 了 18 60 20 27 47 34 和61 71 这 与 前 人 研 究 结 果 相 符 CO2 加 富 处 理 后 净 光 合 速 率 提 升 幅 度 差 异 极 其 明 显 本 试 验 中 辣 椒 净 光 合 速 率 提 升 幅 度 不 同 初 步 分 析 可 能 是 由 于 不 同 类 型 辣 椒 对CO2 浓 度 的 适 宜 范 围 不 同 因 此 在 同 一 浓 度CO2 加 富 处 理 下 不同类型辣椒的净光合速率产生的响应不同 已 有 研 究 表 明 CO2 加 富 处 理 使 辣 椒 苗 期 开 花 坐 果 期 的 叶 片 气 孔 导 度 提 升 12 13 然 而 也 有 研 究 表 明 CO2 加 富 处 理 使 辣 椒 叶 片 的 气 孔 导 度 下 降 18 19 本 试 验 研 究 结 果 表 明 CO2 加 富 使 皇 朝 海 丰 长 剑 和 寿 龙 1 号 辣 椒 叶 片 的 气 孔 导 度 降 低 美 达108 气 孔 导 度 上 升 这 与 前 人 的 研 究 结 果 一 致 蒋 高 明 研 究 发 现 植 物 气 孔 导 度 对CO2 浓 度 增 加 比 较 敏 感 20 且 不 同 类 型 辣 椒 可 能 对CO2 浓 度 变 化 的 敏 感 度 不 同 因 此CO2 浓 度 的 改 变 对 不 同 类 型辣椒气孔导度的影响不同 经 过 长 时 间CO2 加 富 处 理 辣 椒 叶 片 胞 间CO2 浓 度 呈 现 递 增 趋 势 12 18 19 本 试 验 研 究 结 果 表 明 皇 朝 海 丰 长 剑 美 达108 和 寿 龙1 号 的 辣 椒 叶 片 经CO2 加 富 处 理 后 胞 间CO2 浓 度 分 别 提 升 了 110 50 127 51 153 84 和 92 93 这 与 前 人 研 究 结 果 相 符 但 4 个 辣 椒 品 种 的 胞 间 CO2 浓 度 提 高 幅 度 存 在 一 定 差 异 可 能 由 于 辣 椒 品 种 差 异 造 成的 已 有 研 究 表 明 CO2 加 富 处 理 使 辣 椒 叶 片 的 蒸 腾 速 率 增 加 12 然 而 也 有 研 究 表 明 CO2 加 富 处 理 使 辣 椒 苗 期 开 花 坐 果 期 的 叶 片 蒸 腾 速 率 降 低 18 19 本 试 验 研 究 结 果 表 明 CO2 加 富 使 海 丰 长 剑 美 达108 和 寿 龙1 号 辣 椒 叶 片 的 蒸 腾 速 率 增 加 使 皇 朝 的 蒸 腾 速 率 下 降 这 与 前 人 研 究 结 果 一 致 4 个 辣 椒 的 蒸 腾 速 率 变 化 不 一 的 原 因 可 能 是不同辣椒品种对CO2 浓度变化的敏感性造成的 直 角 双 曲 线 修 正 模 型 拟 合 所 得 表 观 量 子 效 率 参 数 为 光 响 应 曲 线 的 初 始 量 子 效 率 表 观 量 子 效 率 反 映 了 植 物 叶 片 对 弱 光 的 利 用 情 况 与 植 物 叶 片 的 光 合 作 用 有 关 21 叶 片 的 最 大 净 光 合 速 率 反 映 植 物 叶 片 的 光 合 能 力 22 光 补 偿 点 和 光 饱 和 点 反 映 了 植 物 利 用 光 照 的 能 力 23 由 表1 可 知 寿 龙1 号 的 表 观 量 子 效 率 在 CO2 加 富 前 后 均 处 于 较 高 的 水 平 说 明 寿 龙 1 号 对 光 的 响 应 比 较 敏 感 对 光 能 利 用 比 较 高 CO2 加 富 前 后 寿 龙1 号 的 最 大 净 光 合 速 率 和 光 饱 和 点 均 维 持 在 较 高 水 平 说 明 寿 龙1 号 能 在 高CO2 浓 度 下 有 效 地 利 用 强 光 进 行 光 合 作 用 对强光的适应能力比较强 羧 化 效 率 反 映 了 植 物 叶 片 利 用CO2 的 能 力 羧 化 效 率 越 高 光 合 作 用 对 CO2 的 利 用 越 高 21 CO2 补 偿 点 和 CO2 饱 和 点 是 反 映 植 物 利 用 CO2 的 能 47 中 国 瓜 菜 第33 卷 试验研究 力 23 由 表2 可 知 CO2 加 富 前 后 美 达108 的 羧 化 效 率 最 大 净 光 合 速 率 和CO2 饱 和 点 始 终 维 持 在 较 高 水 平 说 明 美 达 108 对 CO2 的 利 用 水 平 比 较 高 CO2 补 偿 点 较 低 说 明 美 达108 在 较 低 的CO2 浓度下就能进行光合作用和碳水化合物的积累 另 外 前 人 研 究 表 明 由 于 光 抑 制 和 CO2 抑 制 现 象 的 存 在 光 响 应 曲 线 有 下 滑 趋 势 且 光 补 偿 点 小 于 零 直 角 双 曲 线 修 正 模 型 能 很 好 地 拟 合 出 该 抑 制 现 象 24 所 以CO2 加 富 条 件 下 皇 朝 和 对 照 条 件 下 海 丰 长 剑 的 光 响 应 曲 线 的 变 化 趋 势 是 符 合 实 际的 4 结 论 综 上 所 述 CO2 加 富 后 气 孔 导 度 和 蒸 腾 速 率 降 低 可 以 减 少 辣 椒 叶 片 水 分 的 蒸 发 胞 间CO2 浓 度 和 净 光 合 速 率 的 提 高 可 以 有 效 促 进 辣 椒 叶 片 的 光 合 作 用 CO2 加 富 可 以 提 高 寿 龙1 号 和 美 达108 的 光 合 速 率 即 CO2 加 富 有 利 于 辣 椒 的 生 长 发 育 CO2 加 富 条 件 下 不 同 辣 椒 品 种 的 光 响 应 曲 线 和CO2 响 应 曲 线 变 化 趋 势 几 近 相 同 随 着 光 照 强 度 和CO2 浓 度 增 加 最 大 净 光 合 速 率 均 有 不 同 程 度 的 增 加 直 椒 和 羊 角 椒 光 饱 和 点 和 CO2 饱 和 点 都 有 不 同 程 度 的 增 加 螺 丝 椒 的 光 饱 和 点 和CO2 饱 和 点 都 有 不 同 程 度 的 降 低 所 有 辣 椒 品 种 的CO2 补 偿 点 都 有 不 同 程 度 的 增 加 总 之 不 同 辣 椒 品 种 对CO2 加 富 的 反 应 不 同 在 设 施 辣 椒 栽 培 中 增 施CO2 需 要 对 品 种 加以选择 参考文献 1 常 义 军 毛 久 庚 王 东 升 等 棚 室 废 弃 物 发 酵 增 施CO2 技 术 研究初探 J 上海蔬菜 2011 5 63 65 2 刘 志 华 蒋 海 燕 程 建 峰 CO2 肥 对 保 护 地 茄 果 类 蔬 菜 光 合 作 用和产量形成的效应 J 安徽农学通报 2009 15 5 81 83 3 黄 建 晔 杨 洪 建 杨 连 新 等 开 放 式 空 气 CO2 浓 度 增 加 FACE 对 水 稻 产 量 形 成 的 影 响 及 其 与 氮 的 互 作 效 应 J