大气CO₂浓度升高对高、低响应水稻品种根系生长的影响——FACE研究

作者：陶冶; 蔡创; 韦薇; 杨雄; ***; 沈敏; 宋练; 朱春梧

来源：土壤, 2022, 54(04): 763-768.

DOI：10.13758/j.cnki.tr.2022.04.014

• CO2浓度升高
• 水稻
• 根系生长
• 高低应答品种
• 微根窗

大气CO2浓度（[CO2]）升高是未来气候变化的主要特征之一，研究表明高[CO2]会提高水稻产量，且水稻两个亚型（籼稻和粳稻）的产量增幅存在很大的差异。然而，目前还不明确这种基因型的响应差异是否与其根系的生长响应差异有关。本试验依托自由大气[CO2]升高研究平台（free air CO2 enrichment,FACE），以低产量响应品种粳稻（Oryza sativa L.japonica）武运粳23和高产量响应品种籼稻（Oryza sativa L.indica）扬稻6号为试验材料，设置高[CO2]（590μmol/mol）和对照（390μmol/mol）处理。使用微根窗法连续动态检测两种水稻的根系生长状况，进一步计算根系周转率指标。结果表明：高[CO2]显著促进了两个品种的水稻根系生长，其根系长度、表面积和体积相对于对照平均增加了120%、106%和98%；两个品种间，高[CO2]处理使武运粳23的根系周转率显著下降，降幅达66%；扬稻6号的根系周转率则上升了约18%；高[CO2]处理下的武运粳23的根系增量主要分布在浅层（32%升至56%），而扬稻6号的根系在深层的分布从12%增加至20%。结合已有产量响应及氮素吸收结果，我们认为相较于根长等根系形态指标，水稻根系的周转率与深层根系分布比例可能是不同基因型水稻品种的产量对高[CO2]响应存在明显差异的主要原因。

• 单位
  中国科学院大学; 土壤与农业可持续发展国家重点实验室; 中国科学院南京土壤研究所