2浓度升高与水肥互作对冬小麦生长发育的影响

发布时间：2016-09-28 14:18

  本文关键词：CO_2浓度升高与水肥互作对冬小麦生长发育的影响，由笔耕文化传播整理发布。

《中国农业科学院》 2013年

CO_2浓度升高与水肥互作对冬小麦生长发育的影响

姜帅  

【摘要】：小麦是我国和世界上主要的粮食作物，未来CO_2浓度升高，降水的变化以及施肥量的不同会直接影响小麦的生长发育和产量的变化。因此，研究高浓度CO_2与水肥互作对冬小麦的影响对于我国未来的粮食安全有重要的意义。本文利用北京昌平试验基地FACE系统平台，设置高CO_2浓度（550μmol·mol~(-1)）和正常大气CO_2浓度（400μmol·mol~(-1)）、高水分条件（75%田间持水量）和低水分条件（55%田间持水量）以及高氮肥水平（N1，0.16g·kg~(-1)）和不施氮肥（N_0，0g·kg~(-1)）的盆栽处理，，开展了CO_2浓度升高与水肥互作对冬小麦生长发育的影响试验。本研究选用北京地区主要种植的―中麦175‖冬小麦品种，在冬小麦关键生长阶段对其形态和生理指标进行了测定分析，其中主要的指标包括叶片光合参数、荧光参数、地上部生物量、单株产量以及产量构成等，经研究得出以下主要结论： （1）CO_2浓度升高对冬小麦生长发育的影响 CO_2浓度升高后，冬小麦地上部生物量和单株产量分别提高15%和14.8%。 CO_2浓度升高后，冬小麦叶片光合速率和水分利用率显著提高13.7%和54.7%，水分利用效率的增高是光合速率提高，蒸腾速率下降共同作用的结果。 CO_2浓度升高后，冬小麦叶片PSⅡ有效量子产量、相对光合电子传递速率和光化学猝灭系数显著下降，表明高浓度CO_2下，可能发生了光合适应的现象。 （2）CO_2浓度升高与水分互作对冬小麦生长发育的影响 CO_2浓度升高后，低水分条件下冬小麦地上部生物量和单株产量的增加幅度比高水分相对增加19.2%和12.8%。表明相对于高水分条件，低水分条件下高浓度CO_2更能缓解水分不足对冬小麦生长的不利影响。 高浓度CO_2条件下，低水分处理冬小麦气孔导度、蒸腾速率的降幅比高水分条件下降幅更大，相对增加2.3%和5%；对光合速率和水分利用效率的增加幅度更大，比高水分条件下相对增加5.4%和11.4%。因此高浓度CO_2降低了干旱给小麦光合作用的不利影响。 （3）CO_2浓度升高与氮肥互作对冬小麦生长发育的影响 CO_2浓度升高后，高氮肥条件下冬小麦地上部生物量和单株产量的增加幅度比低氮肥条件下相对增加7.9%和12.8%。所以相对于低氮肥条件，高氮肥条件下更能发挥CO_2肥效的作用。 高氮肥条件下高浓度CO_2使冬小麦叶片初始荧光的增加幅度比低氮肥条件下相对减少2.5%，Fv/F0的增加幅度比低氮肥条件下相对增加4.1%，光化学猝灭系数的降低幅度比低氮肥条件下相对减少4.5%。表明CO_2浓度升高后，增施氮肥将缓解高浓度CO_2对植物叶片PSⅡ反应中心的破坏，增加PSⅡ的潜在活性和增强PSII反应中心开放程度，将会降低由CO_2浓度升高所导致的光合适应程度。 （4）CO_2浓度升高与水肥互作对冬小麦生长发育的影响 在水肥充足条件下，高浓度CO_2使冬小麦地上部生物量和单株产量的增加幅度比在水肥亏缺下显著增加3.7%和4.8%。这表明相对于低水肥条件，高水肥条件下更能发挥CO_2的肥效作用。 在水肥充足条件下，高浓度CO_2使冬小麦叶片可变荧光的增加幅度比在水肥亏缺条件下显著增加5.0%，PSⅡ有效量子产量、相对光合电子传递速率和光化学猝灭系数的平均降低幅度比在水肥亏缺条件下显著减小7.8%、7.8%和6.2%，这使得PSII原初电子受体（QA）的还原情况得到了改善，实际光化学量子产量得到提高，促进了光合电子流向光化学过程传递，降低了光合适应程度。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S512.11
【目录】：

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