狄潔增 李懷平 李海濤
CO2是植物光合作用的原料。通常大氣中CO2濃度約為340 μmol/mol,僅相當于植物光合作用最適CO2濃度的1/3~1/4。溫室大棚的密閉性阻滯了設施內外氣體交換,造成設施內部CO2濃度大幅度波動,夜間由于土壤微生物分解有機物和作物呼吸,CO2不斷積累,日出前達到最高值,日出后隨著植物光合作用的不斷增強,CO2濃度很快低于外部大氣CO2濃度水平呈現虧缺。葉面積系數大、光合旺盛的大棚黃瓜群體,通常日出2~3 h后CO2濃度會降至100 μmol/mol以下,通風雖可緩解但不能避免虧缺[1]。Slack等 [2]
在研究中也發現,夏季晴天通風口開放的情況下,溫室黃瓜群體CO2濃度仍比外界低10%以上,若此時通風口完全關閉,CO2濃度會降至50~100 μmol/mol,黃瓜光合作用停止。設施內CO2虧缺持續時間的長短取決于設施內有機肥施用量、栽培方式、栽培季節、天氣條件和作物生育狀況等。
CO2不足限制了蔬菜光合作用,浪費光熱資源,成為設施蔬菜栽培提高產量和品質的關鍵制約因素。據Schapendonk等[3]測算,葉面積系數為3的黃瓜群體早春CO2虧缺使凈同化量損失15%,長期虧缺造成黃瓜減產11%。劉保才等[4]用通徑分析法證明,影響日光溫室蔬菜產量的三大要素(光照、有效積溫、CO2濃度)中,CO2濃度對產量形成的貢獻最大。因此,為了避免CO2虧缺,進行CO2施肥是實現設施蔬菜栽培高產優質的有效途徑。
CO2被葉片吸收后在葉綠體內,由于光合作用形成碳水化合物(淀粉),但是淀粉不能直接運送到果實、莖尖、根尖中,只有通過呼吸作用分解成單糖或雙糖等才能運轉,而呼吸作用與溫度有很大關系。……