不同CO2浓度升高水平对水稻光合特性的影响

• 作者: 于凌飞 刘晓萌 刘超 孙文娟 胡正华 陈书涛 陈健
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 CO2浓度 光合参数 叶片氮含量 水分利用效率
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 246-254
• 页数: 9页
• 分类号: S511|X17
• 字数: 8264字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2018.02.007

摘要

CO2浓度升高是全球气候变化的主要原因之一,同时CO2是植物光合作用的原料,对植物的生长发育具有重要影响.研究水稻对不同 CO2浓度升高水平的响应,对于指导农业生产以及确保粮食安全具有重要意义.通过田间开顶箱试验,运用CO2浓度自动调控系统研究不同CO2浓度升高对水稻光合特性的影响.CO2浓度设置3个水平:以背景大气CO2浓度为对照(CK),在CK基础上分别增加40 μmol·mol-1(T1)和200 μmol·mol-1(T2)CO2.利用Li-6400便携式光合作用测量系统,在关键生育时期测定净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等光合参数,并根据指数方程模型拟合最大净光合速率(Pnsat)、羧化效率(CE)、呼吸速率(Rp)和CO2饱和点(CCP);使用元素分析仪测定叶片全氮含量.结果表明:在较低水平的CO2浓度水平下,CK、T1和T2处理的Pn呈近似直线上升,随着CO2浓度的升高Pn缓慢升高,当达到CO2饱和点后趋于稳定.光合仪设定CO2浓度为600 μmol·mol-1时,T2在3个生育时期(拔节期、抽穗期和乳熟期)的Pn均较CK显著降低,降幅分别为44.0%(P<0.01)、43.4%(P<0.01)和49.1%(P<0.01);设定CO2浓度为800 μmol·mol-1时,T2在3个生育时期的Pn较CK分别降低了4.9%(P=0.506)、12.7%(P=0.167)和16.6%(P=0.220);设定CO2浓度为1000 μmol·mol-1时,乳熟期T2处理的Pn较T1显著降低,降幅为21.5%(P<0.05),表明水稻经过长时间的高CO2浓度处理产生了光合下调.乳熟期T2的Pnsat和CE较T1显著降低,降幅分别为21.3%(P<0.05)和29.1%(P<0.05).此外,总光合速率和叶片氮含量存在极显著正比例函数关系(P<0.01),总光合速率随叶片氮含量的升高而升高.对照、T1和T2处理的WUE均随着光合仪设定CO2浓度梯度的升高而增大;在同一设定CO2浓度水平下,3种处理的WUE均无显著性差异.