作物杂志,2016, 第3期: 79–83 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.03.015

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

增施CO2对马铃薯植株光合特性及产量的影响

赵竞宇1,刘广晶2,崔世茂1,秦永林1,贾立国1,樊明寿1   

  1. 1内蒙古农业大学农学院,010019,内蒙古呼和浩特
    2内蒙古中加农业生物科技有限公司,011808,内蒙古四子王旗
  • 收稿日期:2016-04-12 修回日期:2016-05-11 出版日期:2016-06-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 樊明寿
  • 作者简介:赵竞宇,硕士研究生,主要从事植物营养生理研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31360502);内蒙古重大专项“马铃薯种薯繁育与商品薯生产中资源高效利用技术创新”;内蒙古基金(2015BS0304)

Effects of CO2 Supplements on Photosynthesis of Potato Plants and Micro Tuber Yield

Zhao Jingyu1,Liu Guangjing2,Cui Shimao1,Qin Yonglin1,Jia Liguo1,Fan Mingshou1   

  1. 1College of Agronomy,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,Inner Mongolia,China
    2Inner Mongolia Zhongjia Agricultural Biotechnology Co.,Ltd,Siziwang Banner 011808,Inner Mongolia,China
  • Received:2016-04-12 Revised:2016-05-11 Online:2016-06-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Mingshou Fan

摘要:

为检验增施CO2对马铃薯组培苗植株光合特性及微型薯产量的影响,选用马铃薯品种夏坡蒂组培苗为试验材料,于2015年在温室条件下进行了两批次试验。结果表明,增加CO2浓度可显著增加植株的叶面积、叶片净光合速率和胞间CO2浓度,且CO2 750μmol/mol处理>550μmol/mol处理>CK(空气),但增加CO2浓度降低了马铃薯植株叶片气孔导度和蒸腾速率。结果还表明,增施CO2增加了马铃薯单株结薯数、单个薯重和单株产量,其增幅随CO2量的增加而增加。上述结果充分证明在温室条件下增施CO2对加速马铃薯微型薯的繁育有积极作用。

关键词: 马铃薯, 增施CO2, 光合特性, 微型薯产量

Abstract:

The effects of CO2 supplements on photosynthetic characteristics and the micro tuber yield of the transplanted tissue-cultural potato plants were studied under the condition of the greenhouse using cultivar Shepody in 2015. The results showed that the leaf area, net photosynthetic rate and intercellular CO2 concentration with CO2 supplements were greater than those of treated with air(CK), and 750μmol/mol>550μmol/mol>CK(air). But the stomatal conductance and transpiration rate with CO2 supplements were lower than those of CK. In addition, the tuber number and tuber weight per plant treated with increasing CO2 were higher than those of CK. The results fully proved that CO2 supplements are of positive significance on micro tuber propagation via tissue-cultural potato plants under the condition of greenhouse.

Key words: Potato, CO2 supplement, Photosynthesis, Micro tuber yield

表1

不同处理马铃薯植株的叶面积"

批次Batch CO2浓度(μmol/mol)
CO2concentration
栽苗后天数Days after transplanting(d)
15 30 45 60 77 81
第一批The first batch 370 35.26a 85.24a 110.41b 175.33b 128.47b -
550 38.88a 97.50a 159.78a 219.40a 190.65a -
750 39.35a 97.56a 175.60a 247.22a 200.58a -
第二批The second batch 370 29.02a 96.93b 182.50b 247.96b - 206.53b
550 33.51a 124.18a 207.60a 255.01a - 246.68a
750 35.98a 126.01a 215.36a 256.05a - 249.93a

表2

不同处理马铃薯植株叶片净光合速率"

批次Batch CO2浓度(μmol/mol)
CO2 concentration
栽苗后天数Days after transplanting(d)
15 30 45 60 81
第一批The first batch 370 5.01b 16.82b 17.94c 13.25c -
550 8.87a 22.13a 21.23b 16.67b -
750 9.33a 22.22a 24.69a 24.56a -
第二批The second batch 370 15.54b 18.36b 16.11c 9.69c 9.19c
550 19.01b 19.60b 19.77b 13.62b 12.50b
750 22.77a 24.35a 25.56a 19.14a 18.67a

表3

不同处理马铃薯植株叶片的气孔导度"

批次Batch CO2浓度(μmol/mol)
CO2 concentration
栽苗后天数Days after transplanting(d)
15 30 45 60 81
第一批The first batch 370 0.24a 0.27a 0.36a 0.29a -
550 0.23a 0.23b 0.31b 0.27b -
750 0.19b 0.22b 0.29b 0.25b -
第二批The second batch 370 0.27a 0.28a 0.35a 0.33a 0.28a
550 0.24b 0.25b 0.30b 0.28b 0.20b
750 0.23b 0.24b 0.28b 0.25b 0.17b

表4

不同处理马铃薯植株叶片的胞间CO2浓度"

批次Batch CO2浓度(μmol/mol)
CO2concentration
栽苗后天数Days after transplanting(d)
15 30 45 60 81
第一批The first batch 370 278.17c 288.96c 295.93c 298.33c -
550 348.80b 401.48b 405.71b 414.95b -
750 419.13a 537.38a 552.22a 564.27a -
第二批The second batch 370 224.19c 228.54c 232.67c 301.29c 298.25c
550 329.63b 403.59b 408.23b 487.29b 456.00b
750 448.38a 568.92a 576.67a 620.42a 567.71a

表5

不同处理马铃薯植株叶片的蒸腾速率"

批次Batch CO2浓度(μmol/mol)
CO2concentration
栽苗后天数Days after transplanting(d)
15 30 45 60 81
第一批The first batch 370 3.81a 5.53a 7.75a 5.61a -
550 3.77a 5.50a 7.20a 5.08a -
750 3.10b 4.51b 6.20b 5.03a -
第二批The second batch 370 5.72a 5.84a 6.92a 5.00a 3.36a
550 5.32a 5.40a 6.56a 4.58a 3.19a
750 4.45b 4.63b 5.22b 4.45a 3.13a

表6

不同处理马铃薯块茎数量与重量"

批次Batch CO2浓度(μmol/mol)
CO2concentration
单株结薯数
Tuber number per plant
单个薯重(g)
Weight per tuber
单株产量(g)
Tuber yield per plant
第一批The first batch 370 2.02c 11.38b 23.02c
550 2.16b 13.79a 29.44b
750 2.38a 14.69a 34.94a
第二批The second batch 370 1.98c 12.82b 25.34c
550 2.42b 13.41ab 32.42b
750 2.87a 13.98a 39.96a
[1] Drake B G, Gonzalez-Meler M A, Long S P ,More efficient plants:a consequence of rising atmospheric CO2. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 1997,48(1):609-639.
doi: 10.1146/annurev.arplant.48.1.609 pmid: 15012276
[2] 林伟宏, 白克智, 匡廷云 . 大气CO2增加对水稻光合、蒸腾及水分利用率的影响. 生态农业研究, 1996,4(2):40-43.
[3] Bowes G . Facing the inevitable:plants and increasing atmospheric CO2. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 1993,44(1):309-332.
doi: 10.1146/annurev.pp.44.060193.001521
[4] 郝兴宇, 李萍, 林而达 , 等. 大气CO2浓度升高对谷子生长发育与光合生理的影响. 核农学报, 2010,24(3):589-593.
[5] Kimball B A ,La Morte R L,Seay R S,et al.Effects of free-air CO2 enrichment on energy balance and evapotranspiration of cotton. Agricultural and Forest Meteorology, 1994,70:259-278.
doi: 10.1016/0168-1923(94)90062-0
[6] Kilpelainen A, Peltola H, Ryyppo A , et al. Scot pine responses to elevated temperature and carbon dioxide concentration:growth and wood properties. Tree Physiology, 2004,25:75-83.
[7] Saxe R F, Sharkey T D, Seeman J R . Acclimation of photosynthesis to elevated CO2 in five C3 species. Plant Physiology, 1989,89:590-596.
doi: 10.1104/pp.89.2.590
[8] Reich P B, Hobbie S E, Lee T , et al. Nitrogen limitation constrains sustainability of ecosystem response to CO2. Nature, 2006,400:922-925.
[9] Horie T, Baker J T, Nakagawa H , et al. Crop ecosystem responses to climatic change:rice.Wallingford,United Kingdom:CAB International Press, 2000: 81-106.
[10] 王春乙, 潘亚茹, 白月明 , 等. CO2浓度倍增对中国主要作物影响的试验研究. 气象学报, 1997,55(1):86-94.
doi: 10.1088/0256-307X/13/9/012
[11] Cure J D, Acock B . Crop responses to carbon dioxide doubling.A literature survey. Agricultural and Forest Meteorology, 1986,38:127-145.
doi: 10.1016/0168-1923(86)90054-7
[12] 张丽红, 宋阳, 张之为 , 等. 长期增施CO2条件下黄瓜叶片淀粉积累对光合作用的影响. 园艺学报, 2015,42(7):1321-1328.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0011
[13] 贾立国, 石晓华, 秦永林 , 等.内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量潜力的估算.作物杂志,2015(1):109-113.
[14] 薛青武, 陈培元 . 土壤干旱条件下氮素营养对小麦水分状况和光合作用的影响. 植物生理学报, 1990,16(1):49-56.
doi: 10.1007/BF03008874
[15] 邱磊, 吴丽丽 . 大豆不同时期不同节位叶片光合速率、气孔导度、蒸腾速率的研究. 黑龙江农业科学, 2009,26(3):35-37.
doi: 10.3969/j.issn.1002-2767.2009.03.013
[16] 潘瑞炽 . 植物生理学.北京:高等教育出版社, 2004: 298-324.
[17] 孟凡超, 张佳华, 郝翠 , 等. CO2浓度升高和不同灌溉量对东北玉米光合特性及产量的影响. 生态学报, 2015,35(7):2126-2135.
doi: 10.5846/stxb201306041336
[18] 张建华, 贾文锁, 康绍忠 . 根系分区灌溉和水分利用效率. 西北植物学报, 2001,21(2):191-197.
[19] 刘静, 李凤霞, 王连喜 , 等. 灌溉对春小麦蒸腾速率的影响及其生理原因. 麦类作物学报, 2003,23(1):58-62.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2003.01.024
[20] 李发虎, 贾立国, 樊明寿 .水分对马铃薯源、库、流调控的研究进展.作物杂志,2015(6):16-20.
doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2015.06.003
[1] 张一中, 周福平 张晓娟 邵 强 杨 彬 柳青山. 高粱种质材料光合特性和水分#br# 利用效率鉴定及聚类分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 45–53
[2] 宿飞飞 张静华 李 勇 刘尚武 刘振宇 王绍鹏 万书明 陈 曦 高云飞 胡林双 吕典秋. 不同灌溉方式对两个马铃薯品种#br# 生理特性和水分利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 97–103
[3] 隋阳辉, 高继平 刘彩虹, 徐正进 王延波 赵海岩. 东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻#br# 光合、干物质积累及氮素吸收的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 137–143
[4] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102–105
[5] 柴莹,徐永清,付瑶,李秀钰,贺付蒙,韩英琦,冯哲,李凤兰. 马铃薯干腐病病原镰孢菌体内产细胞壁降解酶特性研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 154–160
[6] 张晓勇,杨友联,李树江,熊荣川,向红. 外源激素对低温胁迫下脱毒马铃薯扦插苗早衰的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 95–101
[7] 张姣,吴奇,周宇飞,王艺陶,张瑞栋,黄瑞冬. 苗期和灌浆期干旱-复水对高粱光合特性和物质生产的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 148–154
[8] 田荟遥,蒋继志,李成斌,申芬,侯宁. 中国东北地区马铃薯致病疫霉遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 168–173
[9] 陈芳,刘宇鹏,谷晓平,胡家敏,于飞,张波. 低温对茶树光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 155–161
[10] 梁淑敏,王颖,潘哲超,张磊,徐宁生,李燕山,杨琼芬,李先平,白建明,姚春光,卢丽丽,隋启君. 不同栽培模式的土壤水热效应对马铃薯产量及结薯规律的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 90–96
[11] 叶怡然,达布希拉图,沙本才,王文祥,叶宏达,耿世娴,成京晋,海梅荣. 不同肥料对冬马铃薯光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 135–140
[12] 石晓华,杨海鹰,康文钦,秦永林,樊明寿,贾立国. 不同施氮量对马铃薯-小麦轮作体系产量及土壤氮素平衡的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 108–116
[13] 崔勇. 马铃薯连作造成的影响及连作障碍防控技术[J]. 作物杂志, 2018, (2): 87–92
[14] 梁淑敏,张磊,和生鼎,杨群擎,李燕山,和平根,王绍林,王颖,杨琼芬,隋启君. 滇西北马铃薯不同栽培模式下产量及经济效益分析[J]. 作物杂志, 2017, (6): 79–83
[15] 何海军,王晓娟,寇思荣. 西北旱作区不同种植密度对玉米光合特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (6): 91–95
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .