根际CO_2浓度对网纹甜瓜生长发育及相关生理因素的影响

【摘要】： 土壤和基质栽培条件下,常出现根际CO_2浓度高、O_2浓度低从而影响植物生长发育的现象。甜瓜作为根际需氧量较大的作物,根际高浓度CO_2将会对网纹甜瓜生长发育产生如何影响,目前尚缺乏较为系统的研究报道,本研究通过汽雾法栽培和根际充入CO_2气体的方式,探讨了根际CO_2浓度对网纹甜瓜植株生长发育、光合作用、根系生理代谢等方面的影响,旨在为生产上构建改善根际CO_2浓度的网纹甜瓜栽培方式提供理论依据。主要研究结果如下: 1通过在开花结果期对网纹甜瓜进行根际CO_2处理,明确了根际CO_2浓度达到2500μL·L~(-1)以上时,网纹甜瓜植株的生长发育就会出现明显的抑制作用。而5000μL·L~(-1)处理对网纹甜瓜植株生长的抑制作用更大。同时,高浓度CO_2处理使网纹甜瓜植株各器官干物质的积累量明显减少,并且果实的品质降低,产量下降。 2明确了提高根际CO_2浓度,会降低网纹甜瓜植株的光合速率。同时,气孔导度减小,胞间CO_2浓度和蒸腾速率都会降低。说明提高根际CO_2浓度可直接影响网纹甜瓜植株的光合作用。 3明确了长期高浓度CO_2处理会使网纹甜瓜根系活力呈现先升高后降低的趋势,处理结束后,2500μL·L~(-1)处理和5000μL·L~(-1)CO_2处理的根系活力值都低于350μL·L~(-1)CO_2处理。同时,在通气处理期间,根际CO_2浓度会影响网纹甜瓜根系对矿质营养的吸收和运输,导致高浓度CO_2处理的植株通过根系向地上部分运输的矿质营养元素减少。 4明确了根际高浓度CO_2条件下,根系伤流液的体积减少,电导率下降,pH值降低。正常通气处理条件下(350μL·L~(-1)CO_2处理),伤流液pH值为中性,而高浓度CO_2条件下pH值会下降,呈酸性。 5明确了根际高浓度CO_2条件下,根系内源激素的合成会受到影响。促进型生长激素IAA、GA_3、ZT的合成减少而抑制型生长激素ABA的合成增加。同时,激素间的平衡关系会遭到破坏,促进型激素与抑制型生长激素的比值降低。 6明确了提高根际CO_2浓度,根系对氨基酸的合成会受到影响。在检测到的氨基酸中,除了组氨酸和缬氨酸的合成随着CO_2浓度的升高而增加,其他氨基酸合成均表现为随着根际CO_2浓度的升高减少。氨基酸总量表现出了350μL·L~(-1)＞2500μL·L~(-1)＞5000μL·L~(-1)CO_2处理的趋势。