不同大氣CO2濃度升高與施氮互作對冬小麥光合與生長的影響

作者：夏曄,胡正華,劉超,劉曉萌,于凌飛,張琳,孫文娟,尤鈺杰

摘要：利用開頂式氣室(OTC)組成的CO2濃度自動調控平臺,以冬小麥為試驗材料,設置CK(對照,環境大氣CO2濃度)、T1(CO2濃度比CK增加40μmol/mol)和T2(CO2濃度比CK增加200μmol/mol)3個CO2濃度水平;在每個OTC內設置不施氮(N0,0 kgN/hm^2)、中氮(N1,220 kgN/hm^2)和高氮(N2,400 kgN/hm^2)3個氮肥處理水平,分析冬小麥光合作用、生物量和產量結構變化,探討CO2濃度升高和施氮水平對冬小麥光合與生長的影響。結果表明,在較低光強(PAR≤200μmol/(m^2·s))和CO2濃度(Ci≤300μmol/mol)水平下,各處理的凈光合速率(Pn)值均呈直線上升,隨后趨于平緩。與CK相比,T2處理下Pn增加了19.93%(P=0.013),但對最大凈光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rday)、光呼吸速率(Rp)等無顯著影響。在拔節-開花期,不同CO2濃度處理下N1、N2與N0相比顯著增加了株高、葉片和莖鞘干重;在抽穗-開花期,T2N1與CKN1相比顯著增加了莖鞘干重,增幅為37.4%(P=0.035)。與T1N0相比,T1N1、T1N2顯著增加了籽粒數,增幅分別為29.69%(P=0.006)和42.27%(P=0.001);與T2N0相比,T2N1、T2N2顯著增加了籽粒數,增幅分別為16.66%(P=0.011)和19.19%(P=0.005)。與T2N0相比,T2N1、T2N2顯著增加了千粒重,增幅分別為7.79%(P=0.004)和6.23%(P=0.015)。T1N2與CKN2相比顯著增加了小麥經濟系數,增幅為3.70%(P=0.025)。研究表明,CO2濃度升高顯著增加了冬小麥光響應曲線的Pn;CO2濃度升高與施氮處理促進了冬小麥干物質的積累,其中施氮對生長前期物質積累的促進作用相對更大;CO2濃度升高與施氮處理主要通過增加籽粒數和千粒重共同影響小麥產量結構,其中T1N2處理對籽粒數的促進作用最大。

發文機構：南京信息工程大學氣象災害預報預警與評估協同創新中心/江蘇省農業氣象重點實驗室 中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室

關鍵詞：冬小麥CO2濃度升高氮肥光合作用產量結構生物量winter wheatelevated CO2 concentrationnitrogen fertilizerphotosynthesisyield componentsbiomass

分類號： S511[農業科學—作物學]X17