大气CO2浓度升高和施肥对粳稻产量和稻米营养品质的影响——FACE研究

作者：童楷程; 户少武; 杨阳; 朱建国; 王云霞; 杨连新^*

来源：中国稻米, 2020, 26(04): 10-17.

• 水稻
• 二氧化碳
• 施肥
• 产量
• 元素浓度
• 植酸浓度

利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)系统平台,以武运粳23为供试材料,设置裂区试验,研究不同肥料处理下大气CO2浓度升高对常规粳稻产量性状和营养品质的影响。主区为CO2浓度,设置环境CO2浓度(Ambient)和高CO2浓度(增200μmol/mol)2个水平;裂区为施肥量,设置常规施肥和不施肥2个水平。结果表明,与Ambient相比,高CO2浓度环境下武运粳23籽粒产量略增,但未达显著水平;与常规施肥处理相比,不施肥处理显著减产(-34.0%),这主要是有效穗数大幅减少所致。大气CO2浓度升高使稻米蛋白质、K、P和S浓度显著下降,分别下降6.6%、6.7%、10.5%和11.7%,而Fe浓度显著上升(+12.6%)。与常规施肥相比,不施肥使稻米蛋白质、K、P、S、Mn浓度显著下降(最大降幅为26.1%),但植酸浓度显著增加(7.4%)。从单位土地面积上收获稻米营养组分的累积量看,大气CO2浓度升高对稻米营养组分累积量无显著影响(Ca除外),但不施肥处理使稻米除Ca外所有测定指标的累积量均显著下降(最大降幅达51.3%)。方差分析表明,CO2与肥料处理对稻米K、Mg、P、S、Zn、Fe浓度和Fe含量均有不同程度的交互作用。以上数据表明,高CO2浓度环境下武运粳23产量略有增加,但稻米矿质元素浓度呈一致下降趋势(除Cu、Fe外);不施肥使籽粒产量和元素累积量均大幅下降,但植酸浓度显著增加;CO2与肥料处理对部分稻米矿质元素浓度和累积量有显著的交互作用。

• 单位
  扬州大学; 江苏省作物遗传生理重点实验室; 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; 环境科学与工程学院