开放式空气中CO2浓度和温度增高对水稻叶片叶绿素含量和SPAD值的动态影响

作者：周宁; 景立权; 王云霞; 朱建国; 杨连新; 王余龙

来源：中国水稻科学, 2017, 31(05): 524-532.

DOI：10.16819/j.1001-7216.2017.7022

• FACE(Free Air CO2 Enrichment)
• 二氧化碳
• 温度
• 叶绿素含量
• SPAD值

【目的】针对不断增高的大气二氧化碳(CO2)浓度和温度,研究这两个重要环境因子及其互作对大田生长水稻叶片叶绿素含量和SPAD值的动态影响。【方法】利用农田T-FACE(Temperature-Free Air CO2 Enrichment)系统,以高产优质粳稻武运粳23为供试材料,设置两个CO2浓度(环境CO2浓度和高CO2浓度)和两个温度处理(环境温度和高温),测定自然生长环境下水稻不同生育期叶片的叶绿素含量及SPAD值。【结果】550μmol/mol CO2浓度使水稻移栽后41、77、94 d叶绿素a,b和a+b含量均增加(最大增幅为6.4%),但移栽110、119 d后均减少(最大降幅为5.4%)。由于叶绿素b含量对CO2较叶绿素a含量更敏感,故高CO2浓度使移栽后41、77和94 d叶绿素a/b值均下降,降幅分别为4.7%、2.3%和0.9%,但移栽110和119 d后分别增加1.9%和5.3%;以上对CO2的响应多达显著水平。对叶片SPAD值而言,高CO2浓度对水稻生长前、中期的影响较小,但移栽110和119 d后分别下降3.5%(P=0.1)和19.1%(P<0.01)。大田生长期增温1℃,各期叶绿素a、b以及a+b含量多呈增加趋势,叶绿素a/b值表现相反,但总体上变幅小于CO2效应;高温对水稻前、中期叶片SPAD的影响较小,但移栽110和119d后SPAD值平均下降7.1%和14.8%,均达极显著水平。CO2与温度处理对上述测定参数多无显著互作效应,但CO2浓度、温度处理与生育期之间多存在明显的互作效应。【结论】大气CO2浓度增高有利于水稻生长前中期叶片叶绿素的形成,但生长后期叶绿素含量和SPAD值均明显下降且伴随叶绿素a/b值的显著升高,这种早衰现象在不同生长温度下趋势一致。

• 单位
  扬州大学; 土壤与农业可持续发展国家重点实验室; 江苏食品药品职业技术学院; 中国科学院南京土壤研究所; 环境科学与工程学院