CO2浓度倍增与干旱对黄瓜幼苗光合的影响及机制

度对产量的影响最大[7]。因此，理解植物对CO2浓度变化的响应机制，特别是对干旱胁迫的响应，对于预测未来气候变化下农作物的生产力和优化农业生产具有重要意义。 黄瓜作为重要的经济作物，其光合特性对环境变化的敏感性备受关注。本研究通过裂区设计实验，分析了大气CO2浓度（380 µmol/mol）和加倍CO2浓度（760±20 µmol/mol）对津优1号黄瓜幼苗的影响，同时结合不同程度的干旱胁迫条件，揭示了光合响应机理。结果显示，CO2浓度倍增能够提升黄瓜幼苗的光合性能，表现为净光合速率的增加，这主要归因于CO2浓度的提升提高了叶片的CO2吸收能力，增强了光合作用的暗反应，即卡尔文循环的效率。 干旱胁迫对黄瓜幼苗的光合特性具有显著影响。中度干旱胁迫条件下，虽然净光合速率有所下降，但黄瓜幼苗能够通过提高水分利用效率来应对，表明植物在一定程度上具备适应干旱的能力。然而，重度干旱胁迫导致了光合性能的大幅度降低，这可能是由于气孔关闭减少水分流失的同时也限制了CO2的吸收，非气孔因素如光合酶活性的降低也可能发挥作用。 CO2浓度倍增对干旱胁迫下的黄瓜叶片具有保护作用，体现在提高表观量子效率、最大同化速率、光饱和点、CO2饱和的最大同化速率、最大羧化速率、光饱和的电子传递速率以及磷酸丙糖利用率等方面。这些参数的改善表明，高CO2浓度可能通过增强光合作用的光反应和暗反应，帮助植物在干旱条件下保持较高的光合生产力。 另一方面，CO2浓度倍增降低了呼吸速率、CO2补偿点和光补偿点，这有助于在低光照或低CO2浓度环境下维持光合过程。呼吸速率的降低意味着能量消耗的减少，有利于植物在逆境条件下保存能量。 CO2浓度倍增对黄瓜幼苗的光合性能有正面影响，能够部分抵消干旱胁迫的负面影响，尤其在中度干旱条件下，提升了作物的水分利用效率。这为未来应对气候变化提供了理论依据，通过人工增加设施内的CO2浓度或许可以成为缓解干旱对农作物影响的一种策略。然而，需要注意的是，重度干旱可能会超越这种补偿效应，因此，综合考虑气候、土壤和管理措施，发展适应性更强的农业种植模式显得尤为重要。 关键词：干旱胁迫；CO2浓度倍增；黄瓜；光合特性；水分利用效率；光合性能 中图分类号：S642.2