模拟大气CO 2 浓度升高和冠层增温条件下稻麦产量及品质、农田养分与水分利用的变化

发布时间：2021-10-16 03:58

　　自工业革命以来,以大气CO2浓度和温度升高为主要特征的全球气候变化正在持续进行。预计在本世纪中期,全球大气CO2浓度将超过500ppm,伴随着全球近地表大气温度将升高约2℃。中国农业是对气候变化最敏感的领域之一。虽然,中国政府针对农业生产实施一系列研究和发展减缓、适应全球气候变化的研究计划。但是,全球气候变化对中国农业生产的影响依然还不清楚。因此,当前迫切需要了解和认识多因子气候变化特征对我国农田养分和水分资源利用、作物产量以及籽粒品质质量的影响机制。水稻和小麦作为中国最主要的粮食作物,因此本研究基于常熟野外稻麦轮作农田生态系统的模拟大气CO2浓度升高和增温实验平台,通过自2010到2015年连续五年田间监测数据,探讨大气CO2浓度升高到500 ppm（CE）和作物冠层增温2℃（WA）以及它们的交互处理（CW）对小麦和水稻产量、籽粒品质、养分以及水分的利用过程的影响,以期为我国农业应对气候变化提供理论依据。主要结果如下:一、模拟大气CO2浓度升高和冠层增温对作物产量的影响小麦产量对模拟大气CO2浓度升高和冠层增温的响应比水稻更加敏感,但是大气CO2浓度升高无法完全抵消增温对水稻产量的不... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２全球野外模拟气候变化ＦＡＣＥ实验分布状况??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ＦＡＣＥ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｉｔｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌ?

分与水分利用的变化???２．２材料与方法??２．２．１研究区域概况??野外模拟大气Ｃ〇２浓度升高和增温气候变化实验平台位于江苏省常熟市古里镇??康博村（３１°３（ｙＮ，１２０°３３＇Ｅ）。该地区的气候类型属于典型的亚热带湿润季风气候，夏??季炎热多雨，冬季寒冷干燥。过去三十年里，该地区年均降雨量在ｌｌ〇〇￣１２００ｍｍ，年??均温１６°Ｃ，平均年日照时间大于２０００ｈ，平均年无霜日大于２３０天。这里一般以夏水??稻－冬小麦轮作种植制度为主。本研宄期间大气平均温度和累积降雨量如图２－１。??４５???１６０??？日降雨量一日均温??３５?－?．??ｒ：剩丨ＶｆＶＪｖ＾??２０１０／１０／１?２０１１／１０／１?２０１２／１０／１?２０１３／１０／１?２０１４／１０／１?２０１５／１０／１??图２－１?２０１０？２０１５年每日平均降雨量和平均温度??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｄａｉｌｙ?ｒａｉｎｆａｌｌ?ａｎｄ?ｍｅａｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｄｕｒｉｎｇ?２０１０？２０１５??实验平台占地约１．３?ｈｍ２，?土壤类型是基于太湖地区湖积物以及长江冲积物为母??质发育而成的典型水稻土。实验前表层０？１５ｃｍ?土壤的基本性质：土壤容重１．２?ｇｅｍ－??３、有机碳?１９．２?ｇ?ｋｇ－１、全氮?１．３?ｇ?ｋｇ－１、全钾?１５．０?ｇ?ｋｇ－１、全憐?０．９?ｇｋｇ－１，土壤中铁、??猛、铜、锌微量元素的含量分别为?９．２ｇｋｇ－１、１．５ｇｋｇ“、４４．１ｍｇｋｇ“、１９６．４ｍｇｋｇ＿１，??土壤?ｐＨ?值?７．０。??２．２．２模拟大气Ｃ０２浓度升高和冠层增温实验平台??本实验平台于２０１０年由南京农

时升高处理（Ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ?Ｃ〇２??ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｗａｒｍｉｎｇ，?ＣＷ）。其中每个处理设置三个独立实验圈作为重复，包括对??照处理总共十二个实验圈。每个实验圈均为相同边长（８ｍ）的正八边形结构，占地面??积约为５０ｍ２。为避免实验处理间的互相干扰，每个实验圈之间设置约２８?ｍ距离作为??缓冲带。??大气Ｃ〇２浓度升高处理（ＣＥ和ＣＷ），Ｃ〇２气体由田间Ｃ０２浓度控制系统以及自??然风速度和方向控制，最终通过传输管道以及实验圈不锈钢管道输入每个实验圈。如??图２－２ａ所示，为有效控制每个实验圈空气Ｃ〇２浓度及其均匀度，在每个实验圈设置??１７?个空气采样点和?Ｃ０２浓度分析仪?Ｌｉ－Ｃ〇Ｒ８１００?（Ｌｉ－Ｃ〇ＲＩｎｃ．，Ｌｉｎｃｏｌｎ，ＮＥ，ＵＳＡ）对??圈内空气Ｃ〇２浓度进行实时监测和控制。与此同时，在实验基地配备体积为２０ｍ３的??Ｃ〇２气体储液罐，以满足作物生长期间持续供应Ｃ〇２气体。??（ａ），??：？?？?？?＇：?／一?一＇??ＢＢＳＨ?？？？？？〇、?＼????＼??．ｉｄｆ?顯爾??嘗??图２－２大气（：０２浓度升高（ａ）和增温（ｂ）设备野外开放示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｆｏｒ?ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ?ｏｆ?Ｃ〇２?ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ?（ａ）?ａｎｄ?ｃａｎｏｐｙ?ｗａｒｍｉｎｇ?（ｂ）?ｉｎ?ｏｐｅｎ?ａｉｒ??ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｆｉｅｌｄ??作物冠层增温处理（ＷＡ和ＣＷ），本实验平台增温处理采用红外辐射进行增温。??每个增温处理圈包含１２个红外加热灯管（２０００Ｗ，２４０Ｖ，１．６５ｍｌｏｎｇｘ０．１４ｍｗｉｄｅ；ＨＳ－??２４２０，

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本文编号：3439102