粳稻生育后期剑叶光合日变化和光合色素对大气CO2浓度和温度升高的响应——FACE研究

作者：袁嫚嫚; 朱建国; 刘钢; 王伟露

来源：应用生态学报, 2018, 29(01): 167-175.

DOI：10.13287/j.1001-9332.201801.022

• CO2
• 温度
• 光合日变化
• 光合色素
• 水稻

为研究水稻叶片光合色素和光合日变化对大气CO2浓度和气温升高的响应,我们采用在开放空气中控制升高CO2浓度和温度的方法,以常规粳稻南粳9108为试验材料,设置了环境CO2和高大气CO2浓度(增加200μmol·mol-1)、环境温度和增温(增加12℃)交互的4个处理,测定了灌浆中期和后期水稻剑叶的光合日变化特征和光合色素含量.结果表明:水稻剑叶净光合速率(Pn)为双峰曲线,发生了光合"午休"现象;大气CO2浓度升高提高了剑叶Pn,灌浆中期和后期平均分别增加了47.6%和39.1%;高温有降低Pn的趋势,但相关性未达到显著水平.大气CO2浓度和温度升高导致水稻剑叶生育后期气孔导度(gs)平均分别降低了17.0%和11.8%.高CO2浓度水稻剑叶生育后期蒸腾速率(Tr)、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、总叶绿素和叶绿素a/b值显著降低,平均降幅分别为5.9%、50.4%、21.3%、41.4%、39.4%和21.4%,明显增加了剑叶水分利用率(WUE),平均增幅达47.9%.与之相反,生育后期增温使水稻剑叶Tr增加了10.2%,使WUE平均降低了20.4%.综上所述,大气CO2浓度升高对粳稻生育后期剑叶Pn、gs和光合色素含量的影响明显大于增温效应.因此,应重视大气CO2浓度和温度对水稻光合作用和光合色素的综合效应,减弱增温的负效应.

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院南京土壤研究所; 土壤与农业可持续发展国家重点实验室; 安徽省农业科学院土壤肥料研究所