长期根际CO2浓度升高对雾培番茄植株营养吸收及果实产量和品质的影响.pdf

江 苏 农 业 学 报 赵 旭 刘 涛 姚 慧 敏 等 长 期 根 际 浓 度 升 高 对 雾 培 番 茄 植 株 营 养 吸 收 及 果 实 产 量 和 品 质 的 影 响 江 苏 农 业 学 报 长 期 根 际 浓 度 升 高 对 雾 培 番 茄 植 株 营 养 吸 收 及 果 实 产 量 和 品 质 的 影 响 赵 旭 刘 涛 姚 慧 敏 杨 洁 山 东 省 农 业 可 持 续 发 展 研 究 所 山 东 济 南 农 业 农 村 部 华 东 都 市 农 业 重 点 实 验 室 山 东 济 南 收 稿 日 期 基 金 项 目 山 东 省 农 业 科 学 院 农 业 科 技 创 新 工 程 项 目 作 者 简 介 赵 旭 女 辽 宁 沈 阳 人 博 士 高 级 农 艺 师 主 要 从 事 设 施 蔬 菜 生 理 生 态 以 及 都 市 农 业 栽 培 模 式 研 究 通 讯 作 者 刘 涛 姚 慧 敏 摘 要 采 用 气 雾法栽 培 研 究 不 同 根 际 体 积比 处理 和 对 番 茄 植 株 根 系 营养 元 素吸 收以 及 产 量和品 质 的 影响 结 果表明 当 处理 时各 加富处理 的 根系 干 质 量 显 著 低 于 对 照 随 着 根 际 体 积 比 的 升 高 分 别 比 对 照 减 少 和 茎 叶 干 质量分别 比 对照 减 少 和 加富 处理 根 系 活 性 开始 变化 缓 慢 从处 理 开 始急剧 下降 到处 理结 束 时 对 照 根 系 的 活 性 显 著 高 于 根 际 加 富 处 理 分 别 是 和 处理的 和 倍 在 时 根 际 加 富 处 理 的 植 株 根 系 活 性 均 显 著 低 于 对照 在处 理结束时 根 际 和 处 理 显 著 低 于 处 理 和 对 照 但 二 者 间 无 显 著 差 异 根际 处理 叶 片 中 和 含 量 显 著低于 对照 其 中 和 处 理 叶 片 中 含 量分别比 对 照减 少 和 含 量 分别 比 对 照 减 少 和 根 际 加 富 处 理 植 株的单株 结 果数 与 对 照 无 显 著 性 差 异 但 对 照 植株单 株产 量和果 实 可 溶性 糖含量 显著 高于各 根际 加 富处 理 关 键 词 根 际 升 高 雾 培 番 茄 营 养 吸 收 产 量 品 质 中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 文 章 编 号 根 际 通 气 在 植 物 生 长 过 程 中 起 着 非 常 重 要 的 作 用 调 节 根 际 通 气 可 以 改 善 植 物 的 生 长 和 发 育 有 研 究 结 果 表 明 大 气 体 积 分 数 增 加 对 土 壤 中 体 积 分 数 有 显 着 影 响 同 时 在 土 壤 中 由 于 植 物 根 系 呼 吸 作 用 和 土 壤 微 生 物 的 影 响 体 积 分 数 较 高 而 体 积 分 数 较 低 这 往 往 是 植 物 生 长 发 育 的 不 利 因 素 作 为 吸 收 和 代 谢 的 重 要 器 官 根 不 仅 可 以 直 接 控 制 水 分 和 养 分 的 吸 收 还 可 以 限 制 植 物 的 生 长 李 军 等 研 究 结 果 表 明 增 加 土 壤 通 气 可 以 增 加 马 铃 薯 植 株 功 能 叶 中 的 含 量 促 进 块 茎 干 物 质 的 积 累 增 加 块 茎 产 量 等 在 大 豆 的 研 究 中 发 现 在 缺 乏 的 情 况 下 根 际 和 体 积 分 数 处 理 的 植 株 高 度 分 别 减 少 了 和 根 际 体 积 分 数 升 高 可 以 减 少 根 系 中 营 养 物 质 的 吸 收 根 吸 收 和 的 生 理 过 程 受 到 高 体 积 分 数 根 际 的 抑 制 长 期 根 际 高 浓 度 的 处 理 会 削 弱 甜 瓜 根 系 活 力 降 低 产 量 从 根 部 到 茎 和 其 他 器 官 的 营 养 物 质 运 输 是 维 持 植 物 生 长 的 重 要 因 素 作 为 重 要 的 根 际 气 体 之 一 二 氧 化 碳 对 作 物 生 长 和 产 量 具 有 非 常 重 要 的 影 响 目 前 相 对 于 大 气 体 积 分 数 增 加 对 植 物 生 长 影 响 的 研 究 根 际 体 积 分 数 变 化 对 植 物 生 长 影 响 的 研 究 比 较 少 本 试 验 系 统 研 究 根 际 体 积 分 数 升 高 对 番 茄 养 分 吸 收 和 产 量 及 品 质 的 影 响 为 进 一 步 改 善 根 际 环 境 调 控 促 进 番 茄 高 产 优 质 栽 培 提 供 科 学 依 据 材 料 与 方 法 试 验 材 料 与 试 验 设 计 试 验 于 年 在 沈 阳 农 业 大 学 辽 沈 型 日 光 温 室 内 进 行 栽 培 番 茄 品 种 为 辽 园 多 丽 月 日 穴 盘 基 质 育 苗 月 日 定 植 于 栽 培 槽 中 本 试 验 采 用 气 雾 法 栽 培 以 下 简 称 雾 培 雾 培 槽 的 制 作 焊 制 长 宽 高 的 铁 架 底 部 和 四 周 放 置 厚 的 聚 苯 乙 烯 泡 沫 板 并 将 厚 的 塑 料 膜 置 于 内 部 以 防 止 漏 水 将 雾 培 槽 顶 部 的 聚 苯 乙 烯 泡 沫 板 用 胶 带 密 封 盖 板 上 放 置 银 色 塑 料 薄 膜 将 进 液 管 安 装 在 距 离 雾 培 槽 顶 部 处 并 在 管 上 每 隔 安 装 一 个 雾 化 喷 嘴 盖 板 上 制 作 直 径 的 小 孔 用 于 种 植 番 茄 幼 苗 种 植 和 管 理 使 用 基 质 穴 盘 育 苗 取 叶 心 幼 苗 洗 净 根 系 种 植 在 雾 培 槽 上 用 岩 棉 填 充 孔 的 间 隙 每 个 雾 培 槽 种 植 株 每 个 处 理 种 植 个 槽 重 复 次 全 生 长 期 的 长 效 营 养 液 采 用 日 本 园 式 配 方 制 成 由 水 泵 供 应 通 过 计 时 器 和 电 磁 阀 控 制 营 养 液 每 供 给 管 道 的 营 养 液 压 力 为 营 养 液 循 环 使 用 其 和 电 导 率 值 分 别 保 持 在 和 气 体 处 理 根 据 参 考 文 献 本 试 验 中 根 际 处 理 体 积 比 为 温 室 空 气 中 体 积 比 和 体 积 分 数 均 为 每 处 理 重 复 次 和 处 理 气 体 在 气 体 混 合 器 中 将 室 外 正 常 大 气 和 钢 瓶 中 的 气 体 通 过 气 体 流 量 计 调 节 当 第 个 花 序 的 第 朵 花 开 放 时 进 行 根 际 处 理 不 中 断 通 过 手 持 式 红 外 二 氧 化 碳 分 析 仪 测 定 雾 培 槽 内 浓 度 每 天 早 晨 中 午 和 晚 上 测 定 气 体 浓 度 并 调 节 次 根 际 高 处 理 持 续 植 株 根 系 和 茎 叶 干 质 量 的 测 定 在 根 际 处 理 和 时 取 样 从 雾 培 槽 中 取 出 番 茄 苗 用 水 洗 涤 根 系 分 解 成 根 和 茎 叶 在 烘 箱 中 干 燥 至 恒 质 量 测 量 干 物 质 质 量 每 处 赵 旭 等 长 期 根 际 浓 度 升 高 对 雾 培 番 茄 植 株 营 养 吸 收 及 果 实 产 量 和 品 质 的 影 响 理 取 株 植 株 作 为 个 重 复 植 株 产 量 和 品 质 的 测 定 在 番 茄 成 熟 期 每 处 理 取 株 测 定 单 株 产 量 及 第 穗 第 果 的 可 溶 性 糖 含 量 蒽 酮 法 有 机 酸 含 量 滴 定 法 计 算 糖 酸 比 测 定 维 生 素 含 量 可 溶 性 固 形 物 含 量 等 品 质 指 标 根 系 和 活 性 的 测 定 在 根 际 气 体 处 理 和 时 取 根 尖 液 氮 速 冻 超 低 温 冰 箱 保 存 备 用 用 于 根 系 和 活 性 的 测 定 每 个 处 理 取 株 植 株 作 为 个 重 复 植 株 叶 片 和 含 量 的 测 定 定 植 后 取 植 株 叶 片 每 槽 取 样 株 共 次 重 复 在 杀 青 后 于 烘 干 采 用 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 测 定 钾 钙 镁 含 量 全 氮 全 磷 含 量 用 流 动 分 析 仪 测 定 数 据 处 理 应 用 软 件 处 理 数 据 和 作 图 采 用 统 计 软 件 的 邓 肯 氏 新 复 极 差 法 对 各 指 标 进 行 方 差 分 析 结 果 与 分 析 根 际 不 同 体 积 比 处 理 对 番 茄 茎 叶 和 根 系 干 质 量 的 影 响 在 处 理 时 各 加 富 处 理 茎 叶 干 质 量 显 著 低 于 对 照 且 处 理 显 著 低 于 处 理 图 当 处 理 时 和 处 理 显 著 低 于 对 照 且 各 处 理 之 间 差 异 显 著 此 时 其 茎 叶 干 质 量 分 别 比 对 照 减 少 了 和 在 气 体 处 理 结 束 时 各 加 富 处 理 的 根 系 干 质 量 显 著 低 于 对 照 分 别 比 对 照 减 少 和 说 明 根 际 不 同 体 积 比 处 理 对 番 茄 植 株 茎 叶 和 根 系 干 质 量 有 显 著 的 影 响 且 这 种 影 响 随 着 处 理 时 间 的 增 加 而 加 强 同 时 根 际 不 同 体 积 比 对 植 株 根 系 的 影 响 大 于 茎 叶 图 根 际 不 同 体 积 比 处 理 对 番 茄 植 株 茎 叶 和 根 系 干 质 量 的 影 响 根 际 不 同 体 积 比 处 理 对 番 茄 植 株 根 系 活 性 和 活 性 的 影 响 由 图 可 知 对 照 根 系 活 性 呈 现 先 上 升 后 缓 慢 下 降 的 趋 势 在 处 理 时 达 到 最 大 值 在 处 理 时 根 际 加 富 处 理 的 植 株 根 系 活 性 显 著 低 于 对 照 在 处 理 结 束 时 根 际 处 理 显 著 低 于 处 理 和 对 照 但 二 者 间 无 显 著 差 异 根 际 加 富 处 理 的 根 系 活 性 在 初 期 先 升 高 后 降 低 变 化 较 平 缓 处 理 后 开 始 急 剧 下 降 在 处 理 时 处 理 根 系 活 性 分 别 比 对 照 减 少 和 在 处 理 结 束 时 对 照 根 系 的 活 性 显 著 高 于 各 根 际 加 富 处 理 分 别 是 和 处 理 的 倍 倍 和 倍 说 明 根 际 加 富 处 理 显 著 降 低 了 根 系 活 性 和 活 性 显 著 地 削 弱 了 植 株 根 系 吸 收 能 力 降 低 了 雾 培 番 茄 植 株 根 系 对 营 养 的 吸 收 不 同 根 际 体 积 比 处 理 对 雾 培 番 茄 植 株 叶 片 中 营 养 元 素 含 量 的 影 响 由 图 可 以 看 出 根 际 处 理 后 番 茄 叶 片 中 和 营 养 元 素 含 量 呈 现 先 上 升 后 下 降 江 苏 农 业 学 报 年 第 卷 第 期 的 趋 势 和 在 处 理 后 达 到 最 大 值 在 处 理 后 达 到 最 大 值 在 处 理 结 束 时 各 加 富 处 理 叶 片 中 含 量 显 著 低 于 对 照 和 处 理 分 别 比 对 照 减 少 和 叶 片 中 含 量 在 处 理 和 时 和 处 理 就 显 著 高 于 对 照 处 理 与 对 照 无 显 著 差 异 在 处 理 结 束 时 和 处 理 含 量 分 别 比 对 照 减 少 和 各 加 富 处 理 植 株 叶 片 中 含 量 在 处 理 时 显 著 低 于 对 照 在 处 理 结 束 时 和 处 理 显 著 低 于 对 照 分 别 是 对 照 的 和 倍 不 同 体 积 比 根 际 处 理 对 叶 片 中 含 量 的 影 响 不 显 著 在 处 理 及 处 理 结 束 时 处 理 与 对 照 无 显 著 差 异 在 处 理 结 束 时 和 处 理 叶 片 中 含 量 分 别 比 对 照 减 少 和 说 明 根 际 体 积 比 提 高 可 以 显 著 降 低 番 茄 植 株 叶 片 中 含 量 且 这 种 作 用 随 着 处 理 时 间 的 延 长 和 体 积 比 的 增 加 而 更 加 显 著 图 根 际 不 同 体 积 比 处 理 番 茄 根 系 中 和 活 性 变 化 图 根 际 不 同 体 积 比 处 理 番 茄 叶 片 中 和 含 量 的 变 化 赵 旭 等 长 期 根 际 浓 度 升 高 对 雾 培 番 茄 植 株 营 养 吸 收 及 果 实 产 量 和 品 质 的 影 响 根 际 不 同 体 积 比 处 理 对 番 茄 产 量 和 品 质 的 影 响 对 照 与 各 根 际 加 富 处 理 植 株 的 单 株 结 果 数 无 显 著 差 异 但 对 照 单 株 果 实 产 量 显 著 高 于 各 加 富 处 理 同 时 各 加 富 处 理 果 实 可 溶 性 糖 含 量 也 显 著 低 于 对 照 有 机 酸 含 量 显 著 高 于 对 照 根 际 和 处 理 的 糖 酸 比 显 著 低 于 处 理 和 对 照 表 说 明 根 际 长 期 根 际 加 富 处 理 降 低 了 果 实 单 果 重 因 而 显 著 降 低 了 果 实 产 量 同 时 也 显 著 影 响 了 果 实 品 质 表 根 际 不 同 体 积 比 处 理 对 番 茄 产 量 和 品 质 的 影 响 处 理 单 株 结 果 数 单 株 产 量 可 溶 性 糖 含 量 有 机 酸 含 量 糖 酸 比 对 照 同 列 不 同 小 写 字 母 表 示 差 异 显 著 讨 论 李 胜 利 等 在 研 究 根 际 通 气 环 境 对 盆 栽 黄 瓜 生 长 的 影 响 时 发 现 在 盆 底 安 装 一 透 气 盆 托 可 以 明 显 改 善 容 器 的 通 气 状 况 降 低 根 际 的 含 量 很 好 地 改 善 盆 栽 黄 瓜 根 系 的 生 长 状 况 从 而 更 好 地 发 挥 根 系 的 生 产 潜 力 有 通 气 装 置 处 理 的 根 鲜 质 量 根 干 质 量 根 长 和 根 系 活 力 与 对 照 相 比 有 明 显 的 提 高 根 际 通 气 处 理 玉 米 地 上 和 地 下 部 分 鲜 质 量 和 干 质 量 均 大 于 不 通 气 处 理 穗 长 穗 质 量 根 数 也 大 于 不 通 气 处 理 说 明 通 气 处 理 可 促 进 玉 米 地 上 部 分 和 地 下 部 分 干 物 质 的 积 累 在 高 体 积 比 下 甘 薯 根 部 块 根 的 形 成 受 到 抑 制 并 且 与 在 正 常 生 长 条 件 下 甘 薯 相 比 整 株 植 株 和 须 根 的 干 质 量 明 显 降 低 土 壤 中 体 积 比 为 以 上 时 草 坪 根 系 生 物 量 下 降 本 研 究 结 果 表 明 在 整 个 生 长 发 育 过 程 中 对 照 植 株 茎 叶 及 根 系 干 物 质 积 累 量 明 显 大 于 根 际 加 富 处 理 且 随 着 根 际 体 积 比 的 增 大 和 高 体 积 比 处 理 时 间 的 延 长 这 种 作 用 越 显 著 说 明 长 期 根 际 高 体 积 比 对 番 茄 的 生 长 发 育 产 生 了 一 定 的 抑 制 作 用 与 前 人 研 究 结 果 基 本 一 致 质 膜 和 是 的 一 个 重 要 调 节 剂 它 能 将 由 胞 内 泵 到 胞 外 维 持 一 个 细 胞 内 外 的 梯 度 直 接 参 与 信 号 转 导 过 程 的 调 控 此 外 在 介 导 外 排 的 同 时 会 伴 随 着 的 向 内 运 输 在 调 节 胞 质 酸 化 过 程 中 可 能 也 发 挥 着 一 定 作 用 根 际 高 体 积 比 会 抑 制 大 豆 根 系 对 营 养 物 质 吸 收 和 离 子 运 输 能 力 导 致 根 系 吸 收 的 水 分 和 矿 质 营 养 元 素 向 地 上 部 运 输 受 阻 生 长 受 到 抑 制 本 试 验 结 果 表 明 随 着 根 际 处 理 体 积 比 的 增 加 和 处 理 时 间 的 延 长 根 系 和 活 性 显 著 降 低 根 系 吸 收 和 转 运 营 养 元 素 的 能 力 降 低 叶 片 中 营 养 元 素 含 量 下 降 门 福 义 等 的 盆 栽 马 铃 薯 试 验 结 果 表 明 黏 土 加 沙 处 理 的 马 铃 薯 根 数 根 长 根 质 量 与 地 上 茎 比 值 分 别 比 不 加 沙 的 分 别 增 多 和 左 右 产 量 也 提 高 李 军 等 研 究 结 果 表 明 土 壤 通 气 性 提 高 可 增 加 马 铃 薯 植 株 功 能 叶 片 含 量 促 进 干 物 质 在 块 茎 中 的 分 配 率 从 而 增 加 块 茎 产 量 等 进 行 的 根 际 短 期 富 积 试 验 结 果 不 尽 相 同 他 们 以 正 常 大 气 为 对 照 用 和 对 马 铃 薯 根 际 处 理 处 理 后 第 周 调 查 发 现 富 积 显 著 促 进 了 马 铃 薯 匍 匐 茎 长 度 块 茎 质 量 和 数 量 以 及 生 物 量 的 增 加 但 是 第 周 的 调 查 结 果 却 显 示 根 系 质 量 比 对 照 降 低 其 原 因 可 能 在 于 长 期 高 体 积 比 可 能 影 响 根 系 的 有 氧 呼 吸 抑 制 根 系 的 生 长 发 育 从 而 阻 碍 根 系 营 养 物 质 的 吸 收 利 用 以 及 代 谢 最 终 限 制 了 马 铃 薯 植 株 的 生 长 发 育 本 研 究 中 根 际 加 富 处 理 显 著 地 降 低 了 果 实 产 量 与 品 质 但 各 处 理 和 对 照 植 株 的 单 株 结 果 数 均 无 显 著 差 异 说 明 根 际 体 积 比 加 富 处 理 主 要 通 过 影 响 单 果 质 量 来 显 著 降 低 果 实 产 量 同 时 江 苏 农 业 学 报 年 第 卷 第 期 根 际 加 富 处 理 植 株 果 实 可 溶 性 糖 含 量 显 著 下 降 有 机 酸 含 量 显 著 提 高 糖 酸 比 显 著 降 低 参 考 文 献 刁 一 伟 郑 循 华 王 跃 思 等 开 放 式 空 气 浓 度 增 高 条 件 下 旱 地 土 壤 气 体 浓 度 廓 线 测 定 应 用 生 态 学 报 陆 时 万 徐 祥 生 沈 敏 健 植 物 学 北 京 高 等 教 育 出 版 社 李 军 李 长 辉 刘 喜 才 等 土 壤 通 气 性 对 马 铃 薯 产 量 的 影 响 及 其 生 理 机 制 作 物 学 报 李 天 来 陈 亚 东 刘 义 玲 等 根 际 浓 度 对 网 纹 甜 瓜 根 系 生 长 和 活 力 的 影 响 农 业 工 程 学 报 石 元 豹 曹 兵 宋 丽 华 浓 度 倍 增 对 宁 夏 枸 杞 种 植 地 土 壤 养 分 及 微 生 物 的 影 响 江 苏 农 业 学 报 郝 建 军 刘 延 吉 植 物 生 理 学 实 验 技 术 沈 阳 辽 宁 科 学 技 术 出 版 社 上 海 市 植 物 生 理 学 会 现 代 植 物 生 理 学 实 验 指 南 北 京 科 学 出 版 社 鲍 士 旦 土 壤 农 化 分 析 北 京 中 国 农 业 出 版 社 李 胜 利 齐 子 杰 王 建 辉 根 际 通 气 环 境 对 盆 栽 黄 瓜 生 长 的 影 响 河 南 农 业 大 学 学 报 蒋 倩 朱 建 国 朱 春 梧 等 大 气 浓 度 升 高 对 糙 米 和 精 米 中 矿 质 营 养 元 素 含 量 的 影 响 江 苏 农 业 学 报 牛 文 全 郭 超 根 际 土 壤 通 透 性 对 玉 米 水 分 和 养 分 吸 收 的 影 响 应 用 生 态 学 报 潘 有 强 李 杨 瑞 陈 如 凯 等 甘 蔗 节 间 酶 活 性 与 节 间 生 长 的 关 系 福 建 农 林 大 学 学 报 郝 鲁 宁 余 叔 文 大 麦 根 细 胞 质 膜 酶 和 转 运 系 统 的 特 性 植 物 生 理 学 报 肖 平 张 旭 家 沈 昕 质 膜 的 活 性 和 功 能 中 国 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 报 门 福 义 蒙 美 莲 刘 梦 云 等 马 铃 薯 不 同 品 种 淀 粉 积 累 生 理 基 础 研 究 品 种 淀 粉 含 量 与 叶 部 氮 磷 钾 浓 度 的 关 系 马 铃 薯 杂 志 责 任 编 辑 张 震 林 赵 旭 等 长 期 根 际 浓 度 升 高 对 雾 培 番 茄 植 株 营 养 吸 收 及 果 实 产 量 和 品 质 的 影 响