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CO2是光合作用的原料,许多研究表明,CO2浓度升高能够促进作物的光合作用,提高作物的生物量与产量。番茄是世界上种植范围最广、消费最多的蔬菜作物之一,有关CO2施肥对其生长发育的影响早就受到科学家的关注。但以前的研究主要集中在CO2浓度增加对番茄生长发育、产量、品质和生理反应的影响,以及环境因素(光照、温度、臭氧(O3)、紫外线.B辐射(UV-B)、NaCl、水分)与CO2交互作用对番茄的影响方面,很少有关于养分因子与CO2交互作用对番茄生长发育影响的研究报道。CO2浓度升高有可能导致番茄需肥规律的变化,从而影响到番茄栽培的养分管理。因此,研究CO2与养分交互作用对番茄需肥规律变化的影响具有重要的理论和应用价值。本研究在CO2生长箱中,采用营养液培养试验,深入研究了CO2与养分浓度、比例及其交互作用对番茄幼苗生长发育,养分吸收、分配与利用的影响,获得以下主要结果:
1.CO2浓度升高增加了光合作用速率与胞间CO2浓度,促进了番茄幼苗生长。番茄幼苗对CO2响应的程度依赖于营养液浓度的高低,高浓度营养液使番茄幼苗对CO2的响应程度提高。
2.在各营养液浓度处理下,CO2浓度升高均增加了番茄幼苗叶片中碳氮积累量与吸收速率;CO2的作用效果随营养液浓度的提高而增加。在所有处理中碳氮积累量与吸收速率随苗期植株的发育而呈上升趋势。CO2浓度升高也促进了作物从生长环境中吸收更多的矿质营养。说明在未来CO2浓度升高条件下,有利于作物产量的提高,但也需要补充更多的肥料,在番茄育苗后期需要补充的肥料更多。
3.CO2浓度升高结合低NH4+/NO3-比例施肥能显著增加光合速率、胞间CO2浓度、硝酸还原酶、根系活力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积,从而促进了番茄生长。CO2浓度升高并不能缓解只有NH4+-N供应对番茄生长发育产生的抑制作用。在两个CO2浓度条件下,NO3-N均是番茄幼苗生长发育的最佳氮源。
4.CO2浓度升高结合低NH4+/NO3-比例施肥能增加番茄叶片水平与整株水平的水分利用率;降低番茄的蒸腾速率与气孔导度,从而可以提高农业生产的节水能力和水分生产力,当养分比例供应合适时,这种节水效果更显著。
5.在低NH4+/NO3-比例养分源的情况下,CO2浓度升高提高了所有营养元素的吸收,但没有显著改变养分的吸收比例,证明CO2施肥也相应地要提高矿质元素的施肥量。在只有NH4+作为N源的情况下,CO2浓度升高对作物生长和养分吸收没有改善作用。