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为探明CO2加富下温室黄瓜水氮耦合机制,“以肥调水”、“以水促肥”,使水分和养分发挥最大的增产效果,本试验以‘津优35号’黄瓜为试材,分别在水培和盆栽条件下,研究了CO2加富下水氮耦合对黄瓜生长及生理特性的影响。水培采用裂区-再裂区设计,主区设大气CO2浓度(400ppm,用A表示)和加富CO2浓度(800±20ppm,用E表示)2个CO2浓度处理。每个CO2浓度下设2个水分处理和2个氮素处理,用PEG6000模拟水分胁迫,分别为营养液(对照)、营养液+7%PEG 6000(干旱胁迫),分别表示为C和D。氮素处理为营养液(用C表示)、减施氮50%(用N表示)。盆栽CO2浓度处理和水培的一致。裂区设无干旱胁迫(田间持水量的95%,用W表示)和干旱胁迫(田间持水量的75%,用D表示)2个水分处理。再裂区设施氮量900kg·hm-2(高氮,用N2表示)和减施氮50%(450 kg·hm-2,低氮,用N1表示)2个氮素处理。主要结果表明:1.CO2加富和高氮促进了黄瓜的株高、茎粗和叶面积的生长,并且两者和干旱胁迫能够协同刺激黄瓜根系的补偿生长,有利于黄瓜根系的伸长生长。2.CO2加富提高了叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a/b含量,降低了类胡萝卜素含量。叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量随着施氮量的增多而增加,并且其干旱处理的含量要高于正常灌溉处理。在CO2加富下,EWN2处理的ΦPSⅡ、Fv’/Fm’、ETR最高而NPQ最低,说明高CO2浓度下,高氮可提高光能转换效率和PSⅡ的电子传递活性,抑制光能的非光化学耗散,有利于光合电子传递,从而保证光合作用的正常进行。3.在干旱处理下,MDA含量升高,但是在CO2加富下,其升高幅度较小。在大气CO2浓度下,450 kg·hm-2的施氮量其抗氧化酶CAT、POD、SOD、APX和GR活性较高,而在CO2加富条件下,900kg·hm-2的施氮量其抗氧化酶CAT、SOD、APX和GR活性较高,耐旱性增强。4.CO2加富提高了SS和SPS活性,蔗糖、还原糖和淀粉含量增加;高氮提高了SS、SPS活性和蔗糖含量,但是降低了淀粉含量;并且干旱胁迫提高了SS活性及蔗糖和淀粉含量,但降低了SPS活性。5.CO2加富提高了NR和GDH的活性,降低了GS和GOGAT活性;高氮均能使四种酶活性升高。与大气CO2浓度相比,CO2加富可减少非蛋白氮在黄瓜叶片中的积累,降低黄瓜叶片中全氮含量,从而提高叶片可溶性蛋白质含量。6.干旱胁迫和高氮处理降低了黄瓜叶片上表皮的气孔密度,高氮增加了气孔大小和叶绿体大小,降低了淀粉粒大小和数目。而CO2加富增加了黄瓜叶肉细胞内叶绿体、淀粉粒的大小和数目,增加了基粒厚度和片层数,并且减轻了干旱和高氮耦合对叶绿体超微结构的伤害。7.CO2加富提高了黄瓜果实中可溶性蛋白质和可溶性糖含量,并且降低了硝酸盐含量,因此CO2加富可改善黄瓜品质,并且在高氮水平上增大灌水量也能改善品质。8.CO2加富提高了黄瓜的产量、水分利用效率和氮素利用效率。CO2加富下,无论干旱与否,产量均随施氮量的增加而增加;大气CO2浓度下,产量在正常灌溉下随着施氮量的增加而增加,而在干旱处理下高氮处理比低氮处理反而降低。CO2加富条件下的EWN1、EWN2处理的产量比大气CO2浓度下的AWN1、AWN2分别提高了5%,17.5%,水分利用效率分别提高了5.1%,17.7%,因此在CO2加富下应该增施氮量以满足黄瓜对营养的需要。