第 2 期 陈凯,等 :大气CO2富集对根际NaCl盐渍的人参果植株干物质生产和水分利用的影响 131
集在大气一植物一土壤一水分的生态系统中有复合
互作关系。这种关系又进一步影响植物的干物质生
产和水分利用。本研究旨在探讨大气C O 2富集对根
际受N a C l 盐渍胁迫的人参果植株干物质生产和分
配及水分利用的影响,同时深入研究它们对该植物
上述生理代谢的复合互作效应,为该作物生产提供
科学的理论依据和积累有用的实验资料。
1 材料和方法
本研究的模拟试验在德国波恩大学果树与蔬菜
研究所进行。取已生根的一月龄人参果栽培品种
“X o u ”半木质化扦插苗,栽培于容积为2 L 的塑料
盆中。每盆栽一'株。盆中填满直径为0 . 7 ~ 1 . 2 m m
的石英砂,表面铺一层直径为1 ~2 c m 的石子,以减
少培养基质蒸发水分。在整个试验期间,每天下午
浇足自来水一次(根据植株大4 、,每 株 浇 150 - 200
m L 水),并每周饶两次2 0 m L 的 Hoagland营养液
(Hoagland and Arnon, 1938 )。营养液的 p H 值用
9 8 % 的 H 2S〇4调 整 至6. 0 ± 0. 2 。供试植株经在田
间环境条件下预培养一周后分成两组。一组继续供
给未添加N a C l 的 Hoagland营养液,另一组每周供
给添加了 25 m g • L 1 N a C l 的 Hoagland营养液两
次。考虑到根际N a C l 盐渍比大气C O 富集处理对
植株干物质生产与分配的影响迟缓,先将经上述处
理的供试植株置于田间环境下预处理1 个月,再将
它们移入可控制环境条件的植物生长培养箱,同时
进行上述根际N a C l 盐渍和空气C O 富集处理1 个
月。3 个培养箱中空气C O 体积分数控制为(350 ±
10) x 10_6、(700 ± 10) x 1 0 _6 和 (1 050 ± 10) x
10 _6,分别代表自然大气中的C O 水平及其2 倍和
3 倍的水平。供试植株继续定时定量地供给水分和
添加或未添加25 m g • L 1 N a C l 的 Hoagland营养
液。培养箱中微环境条件为:日/ 夜光周期16 h/8 h ,
气温(5 ± 2 ) °C / ( 20 ± 2 ) °C,相对空气湿度7 %
± 5 % / 8 0 % ± 5 % ,空 气 流 通 速 度 (600 ± 20 )
m 3 - h -1。白天光周期时用到达植株叶片表层的光
合作用光子通量(photosynthetic photon flux)为(550
±20) ^mol • m -2 • s_1 的 Philips S O N - T Agro 440
高亚钠光灯照射。培养箱中的c o 体积分数用德产
Uras 2-T 红外线分析仪(I RGA, Hartmann und Braun
A G M e p-und Regeltechnik, Frankfurt/Main, Germa-
ny)监测。在日光周期中,当培养箱内C O 2体积分
数低于或高于设定水平10 x 10 -6时,即自动补充工
业用 C 0 2 气 体 (Technische Gas,Linde A G ,
Dusseldorf,Germany)或停止供气。在夜间,因植物
暗呼吸作用而释放出的剩余0 0 由装有1 0 % N a O H
液的 通 气 环 通 统 。 供试植株
在培养箱中放置的位置每周变换一次,以消除不同
位置的系统误差及微环境条件的影响。
在每项处理开始及结束时,每项处理各取样5
株。叶面积用美产LI- C0R 3 1 0 0 面积 测量仪(LI-
C O R Inc.,Lincoln,Nebraska,U S A )测定,精确度为
± 0 .01 c m 2,据此进一步计算单株总叶面积,以及在
处理前和后的植株叶面积增长量。所取叶片、枝条、
果实、主干和根系样本置于德产T P Y L - 1 0 冷冻干燥
系统中(W K F G m b H ,Heistenbach,Germany)干冻至
衡重,再称取干重,精确度为± 0.01 g 。以此计算干
物质总增长量和日平均增长速率。植株根/冠比根
据每株供试材料地下部分器官与地上部分器官的干
。 每株试 的干物质 长量 以 叶
面积增长量即得其干物质生产效率。干物质向植株
各器官中的分配量根据该植株供试前、后各器官中
长量 。
每天在浇水或供应营养液前和后,分别称取每
株试材连同培养基质和盆钵的重量,再扣除在同样
条件下无植株的对照盆钵日失水量,以此计算其日
耗水量。每株试材的总耗水量即是其在试验期间的
日耗水总和。叶片蒸腾系数为植株单位叶面积的平
均水分蒸腾量。植株含水量(% )根据其鲜重(fresh
weight, f)和干重(dry weight, ) ,用公式( -
W d ) W f x l 00% 求得。根系吸水效率以试验期间
植物根系的总干重增长量除以同期植株的总耗水量
表示。植株水分利用效率以试验期间干重总增长量
以 水 量 。
本研究以根际N a C l 盐渍和空气0 0 富集两种
处理因素进行裂区排列试验设计,分 别 以 根 际 0
m g • L 1 N a C l 和 350 x 10-6大 气 C 0 2体积分数为
两因素的对照。植物生长箱设置350 x 10-6、00 x
10-6和 1 050 x 1 0 -6三个水平的《0 体积分数,每个
生长箱中放置根际经0 m g • L _1和 25 m g • L 1
N a C l 两种水平的盐渍处理盆栽试材,各处理重复5
次。根际 N a C l 盐渍和空气0 0 富集复合处理结果
的试验数据,用 S P S S 统计分 析软 件 (SPSS Inc.,
Chicago,U SA)进 行 T u k e y - H S D 多元变量分析测
验。处理效应的显著性以9 5 % 的置信度为标准。
2 结果
2 . 1 叶片生长发育
根际N a C l 盐渍和大气0 0 富集都影响人参果