co2浓度倍增对外来种瘤突苍耳xanthium_strumarium生理学特性影响的研究毕业论文(编辑修改稿)

co2浓度倍增对外来种瘤突苍耳xanthium_strumarium生理学特性影响的研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

浓度升高的 CO2 增强入侵植物的繁殖能力 植物的繁殖特性对 CO2 浓度的反应很敏感。 在 CO2 浓度升高条件下，入侵种主要表现为种子数量的增加。 相比之下，同一群 落中的本地种对 CO2 浓度的反应较弱，种子数量没有明显增加，但是对于种子特性的研究还未有报道。 应当进一步对本地种和入侵种的种子特性及后代的生长情况做比较研究，才能真正认CO2 浓度 倍增 对外来 种 瘤突 苍耳 （ Xanthium strumarium） 生 理 学特性影 响 的研 究 6 识 CO2 浓度升高对入侵种和本地种在繁殖能力方面的影响。 种子含氮量是影响植物后代幼苗生长的重要因素，入侵植物红雀麦（ Bromus rubens）种子含氮量的降低导致幼苗生长率降低了 20％ (Dordan DN et )。 王阳 (1999) 发现 CO2 浓度升高，入侵种和本地种的不同光合响应导致了入侵种和本地种在生物量积累上的明显不同 [17]。 目前虽然已有一些研究实例证明 CO2浓度升高能够促进植物入侵，但对于其作用的具体机制还有很多疑问尚未解决。 CO2 浓度升高能够促进植物的光合作用，那么，评价 CO2 浓度升高对入侵种和本地种的光合生理和生长特性的影响，以及它们之间的差异，对于从能量同化的角度，揭示 CO2 浓度升高对植物入侵的影响及作用机制有重要的意义 CO2 浓度升高能够改变植物的能量利用过程，可能通过对入侵种和本地种能量利用特性产生不同的影响，改变二者之间的竞争关系 (陈平平 20xx) [22]。 本研究将进一步探讨在 CO2 浓度升高对入侵种和本 地种的能量利用过程的影响，揭示 CO2 浓度升高对植物入侵的影响以及具体作用机制，并对今后 CO2 浓度持续升高条件下，入侵种的发展趋势做出预测。 本 实 验利用 OTC 开顶式气室分别对本地苍耳和外来入侵种瘤突苍耳进行两种不同浓度 CO2 处理，测定植物生长期间的叶片数、分枝数、冠幅等形态学指标，并着重测定成熟期的本地种和外来种的光和效率、叶绿素等生理学指标，进行数据的整理与分析，比较本地种与外来种对 CO2 浓度升高产生的不同的响应机制并探究 CO2 浓度升高对外来种瘤突苍耳光合能力等生理学指标的影响规律。 瘤突 苍耳 (Xanthium strumarium L.)是 一年生草本植物，原产地为北美洲，现主要分布在东、西半球的中纬度地区，从 1991 年 9 月在北京市昌平区发现第一株瘤突苍耳后，其在中国的分布面积和扩张速度不断增长。 它是一种繁殖能力很强的生物，能对玉米、棉花、大豆等作物产生危害。 沈阳农业大学学士学位论文 7 1 材料与方法 本实验于 20xx 年在沈阳农业大学教学科研基地 （ N 41176。 ′, E 123176。 ′，海拔 93m）（ GPSport 260， HOLUX， TaiWan） 进行，试验区位于辽宁省沈阳市 该区气侯属北温带大陆性季风气候 ， 四季分明， 受季风影响，降水集中在夏季，全年降水量 600～ 800mm， 温差较大 ， 冬季较长 ， 最冷月平均气温176。 C ， 最热月平均气温 176。 C ， 年平均气温 ～ 176。 C (王小红等， 20xx)[29]。 实验对象的选择及前期准备工作 实验以本地苍耳和外来入侵种瘤突苍耳为试验品种。 4 月中旬于温室育苗，6 月初开始混土、装盆、播种，采用盆栽方式，盆内土壤质地相同，生育期管理方法相同，土壤水肥条件基本一致满足试验材料各生育期的不同要求。 根据辽宁省沈阳地区 69 月，尤其是野外植物生长旺季的 78 两个月的 气温变化，我们对OTC 室进行梯度式控温以模拟室外的气温变化 ,控温情况如下： 时间段 室温（℃） 06:00—07:30 07:30—08:00 08:00—08:30 08:30—10:00 10:00—18:30 18:30—19:00 19:00—20:30 20:30—06:00 利用开顶式气室（ Opentop chambers, OTC）做大气 CO2 浓度增加控制实验。 气室为八角型，直径 2～ ，腰高 ，顶高 ，铝合金 +5mm/浮法玻璃结构 (双层 )。 室壁为无色透明玻璃。 CO2 流量通过德国西门子可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller， PLC)实现计算机软件控制， CO2 倍增室内的 CO2浓度为 ： 800177。 50ppm ，室 内 CO2 浓度温湿度分 别由 CO2 浓度传感器（ BMGCO2NDIR，深圳，中国 ）和温湿度传感器（ ARTNO HF 332VVB 1XX，Rotronic, Switz）监测；温度由 风管送风式空调机组室外机 FGR14/A2N4(O)调节（ 最大功率：。 格力空调，珠海，中国 ），通风风量： 20xx m2/h 由电动风机控制。 以钢瓶装纯 CO2 为气体发生源，用 YQB02 加热型 CO2 气体减压流量计和 LZB3（ ～ 1L/min）型玻璃转子流量计共同控制 CO2 气体流量，在 CO2导入气室过程中用风机抽入空气，混合后分别配制成浓度均匀且稳定的高 CO2浓度空气通入气室，设两个浓度处理，以自然状态 (大气 CO2 浓度约 400181。 molmol1)为对照。 陈法军研究也表明：此类开顶式气室设计结构合理、使CO2 浓度 倍增 对外来 种 瘤突 苍耳 （ Xanthium strumarium） 生 理 学特性影 响 的研 究 8 用性能稳定， CO2 浓度、温度和相对湿度等环境条件的水平分布和垂直分布都很均匀，与自然环境十分接近。 因此，本项试验为不同 CO2 浓度梯度处理单因素控制实验。 测定项目及方法 便携式光合作用系统 本实验采用了具有世界先进水平的 Li6400 型便携式光合作用测定系统 (美国 ,Licor 公司 )测定本地苍耳与外来种瘤突苍耳在自然 CO2 浓度情况下和 CO2 浓度升高情况下的净光合速率 (Photosynthesis, Pn)、气孔导度（ Stomatal conductance, Gs）、胞间 CO2 浓度（ Intercellular CO2 concentration, Ci）等生理参数。 生 物量用电子天平（ ）测定。 Li6400 由两大部分组成 :主机和传感器头部。 主机是环境密封的 ,64 键 ,全ASCH 键盘 ,用来打字和执行菜单式驱动软件。 8 行 X40 字符 LCD 显示器 ,显示受测和计算值、软件功能和数据图形。 主机右方有传感器接口、 640003 电池库和RS23C2 接口。 碱石灰和干燥管装在主机左方 ,还有任选的 640001C0:注射器附件。 田间支架装在主机下方。 传感器头部有叶室 ,用压缩的弹簧手把夹住叶片。 叶室上半部可用任选的640002LDE 光源替换。 下半部有叶温热电偶。 2 个拍尔帖 (Peltier) 热电冷却器可对分析器组进行自动温度控制。 内置磷砷化稼 (GAaPs)PAR 传感器 ,处在叶上部。 如果需要 ,亦可供应任选的 9901013 外置量子传感器。 样本分析器的光学通道开放到叶室 ,它可以消除时间迟后和长管背压的影响。 红外气体分析器 (RIGA)和叶室接口安装在分析器壳的后部。 传感器头部底面装在调节阀 ,它可使叶室排出气流转向参考分析器 ,以消除分析器偏置而不扰乱叶片状态。 形态学参数的测定 在植株的不同生长期进行其株高（植株 基部至顶端叶尖的距离 ）、冠宽（取两个垂直方向的测定值）、叶 片数等形态学参数的测量，株高和冠宽用米尺（精确度 1mm）测定，叶片数直接人工查数。 生物量的测定 在生长季末期，将植株各部分分离，进行生物量测定。 用电子天平（ 精度 ）测量根、茎、叶、叶柄以及果球的干重，各部分生物量所占总干物质的百分比。 采用 Poorter (1999)的方法计算平均相对生长速率（ Relative growth rate, RGR） : RGR=(lnW2lnW1)/t 其中， W W2 分别表示第一次测定时和第二次测定时植物的总生物量（ g）； t 表示两次测定的时间间隔（ d） [30]。 叶绿素含量的测定 叶绿素含量的测定采用浸提法。 按照 Bunc E J(1990)的方法，叶绿素 a、叶绿素 b 和类胡萝卜素的含量采取沈阳农业大学学士学位论文 9 分光光度法浸提测定，主要步骤为：将所取新鲜叶片洗净、吸干，用打孔器打取叶圆片 10 个 ,放入试管中，加入 20 mL 80%丙酮液，定容， 4℃ 浸泡提取至叶片完全发白为止 ，期间多次摇匀。 用分光光度计（ UVVisSpecttrophotometer UV2550， Shimadzu, Japan） 分别测定 663， 645 和 470 nm 处的光密度值，计算叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素的含量 [31]。 光合速率的测定 本 实验 所用的光合速率为净光合速率 Pn (μmol/m2/s)。 利用 Li6400 便携式光合仪 (美国 ,Licor 公司 ) 对全展功能叶进行气体交换参数测定。 光合速率 CO2参比气梯度分别为： 400, 800 mmol mol1 ，参数的稳定时间为 200 秒，测定光强为饱和光强 (1500 mmol m–2 s–1)，叶室相对湿度控制在 ≈ 55177。 5%，叶温在 25177。 5176。 C，光饱和的净光合速率、胞间 CO2 浓度和气孔导度分别是 1500 μmol m–2 s–1 饱和光 ,相应参比 CO2 下的测定值。 数据分析方法 实验数据均以 Excel 进行数据处理计算， SPSS 进行统计分析， 采用独立样本 T 检验进行方差分析和差异显著性比较（ p=）。 Excel 20xx 进行图表绘制。 CO2 浓度 倍增 对外来 种 瘤突 苍耳 （ Xanthium strumarium） 生 理 学特性影 响 的研 究 10 2 结果和分析 CO2 浓度 倍增 对本地苍耳和外来种瘤突苍耳的生理特性的影响 CO2 浓度 倍增 对色素含量的影响 对不同 CO2 浓度水平下叶片叶绿素含量测定结果表明 ： 叶绿素 a (Chla)叶绿素 b (Chlb)以及叶绿素总量 Chl（ a+b） 均有随大气 CO2 浓度升高而增加的趋势，叶绿素 a 和叶绿 b 的比值 (Chla/b) 则随 CO2 升高而降低，在相同 CO2 浓度处理下，外来种瘤突苍耳 (Xanthium strumarium) Chla、 Chlb 和 Chl（ a+b）均大于本地苍耳，而 Chla/b 却小于本地苍耳 (X. sibiricum) 的 （ 图 2）。 图 1 两个 CO2 浓度水平（环境，倍增）下 本地苍耳 (Xanthium sibiricum)和瘤突苍耳 (X. Strumarium) 叶绿素 a (Chla） 、叶绿素 b(Chl b） （以面积表示）含量及 Chla/b 比值的影响 图中大写字母表示同一物种在两 CO2 浓度水平间的差异，小写正体表示环境 CO2 浓度下的两物种间的差异，小写斜体表示倍增 CO2浓度下的两物种间的差异 (p ＜ )，空心、实心柱分别表示环境和倍增 CO2 条件。 下同。 Effect of two CO2 concentrations (Ambient， Elevated) on chlorophyll a (Chl a), chlorophyll b (Chl b) and Chla/b (area) on native Xanthium sibiricum and invasive Xanthium sibiricum 沈阳农业大学学士学位论文 11 图 2 两个 CO2浓度水平（环境，倍增）下 本地苍耳和瘤突苍耳叶绿素 a (Chla） 、叶绿素b(Chl b） （ 以 质量 表示 ）含量的影响 Effect of two CO2 concentrations (Ambient， Elevated) on chlorophyll a (Chl a), chlorophyll b (Chl b) and Chla/b (mass) on native Xanthium sibiricum and invasive Xanthium sibiricum 在 CO2 浓度升高条件下，植株要充分利用环境资源增加对 CO2 的同化需要提高叶绿素的含量， Chl a/b 比值的降低 说明高 CO2 条件下有利于 Chl b 的形成， Chl b 是捕光色素蛋白复合体的重要组成部分 ，其含量提高增强叶绿体对光能的吸收，这是植株对环境适应性的一种表现。 在高 CO2 浓度下。