FACE對(duì)三系雜交秈稻汕優(yōu)63生長(zhǎng)發(fā)育的影響及其原因分析.pdf

1、全球大氣中CO2濃度不斷升高已是不爭(zhēng)的事實(shí)。據(jù)估計(jì)到2050年前后，大氣C02濃度將增至450—550 μmol·mol-1。大氣CO2濃度的不斷升高將引起全球氣候明顯變化，并對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。前面已經(jīng)研究了FACE對(duì)粳型水稻品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、物質(zhì)生產(chǎn)與分配、養(yǎng)分吸收利用以及根系發(fā)育等的影響。為了明確FACE對(duì)在我國(guó)水稻生產(chǎn)中具有重要地位，且雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)、產(chǎn)量潛力大的雜交秈稻的影響，本研究利用中日合作建立在我國(guó)江蘇

2、省江都市的農(nóng)田FACE研究平臺(tái)(32°35’5”N，119°42'E)，以三系雜交秈稻汕優(yōu)63為供試品種，設(shè)計(jì)比目前大氣CO2濃度(對(duì)照)高200 μmol·mol-1的FACE對(duì)其進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究,以期為未來(lái)大氣CO2濃度升高條件下我國(guó)水稻品種選育和應(yīng)用、栽培技術(shù)的制訂提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下: 1.FACE使汕優(yōu)63成熟期株高比．AMB提高6.7％，達(dá)極顯著水平；FACE對(duì)汕優(yōu)63全生育期日數(shù)無(wú)顯著影響；FACE使

3、汕優(yōu)63產(chǎn)量平均比AMB增加34.1％，其中2004、2005、2006年分別增加42.4％、27.3％和31.2％，均達(dá)極顯著水平；CO2×Y(年度)的互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量的影響達(dá)顯著水平；FACE使汕優(yōu)63單位面積穗數(shù)、每穗穎花數(shù)、單位面積穎花量、結(jié)實(shí)率和千粒重平均比AMB增加10.3％、10.3％、21.7％、4.9％和4.3％，均達(dá)顯著或極顯著水平；N處理對(duì)汕優(yōu)63產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響均未達(dá)顯著水平，但N×Y對(duì)汕優(yōu)63單位面積的穗

4、數(shù)、穎花量以及產(chǎn)量均有顯著互作效應(yīng)。 2.兩季平均，F(xiàn)ACE使汕優(yōu)63移栽-分蘗期、分蘗-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽穗期和抽穗-成熟期干物質(zhì)生產(chǎn)量分別比AMB增加了39％、20％、32％和41％，結(jié)果使成熟期生物產(chǎn)量顯著增加(+33％)；與干物質(zhì)生產(chǎn)量相比，汕優(yōu)63平均葉面積指數(shù)(LAI)和凈同化率(NAR)對(duì)C02的響應(yīng)有相似的季節(jié)性變化趨勢(shì)，但LAI的響應(yīng)值明顯大于NAR；FACE使油優(yōu)63不同生育時(shí)期葉片和稻穗占地上部干重的比例下降

5、，而使莖鞘占地上部干重的比例明顯增加；FACE使汕優(yōu)63抽穗和成熟期莖鞘中可溶性碳水化合物的含有率和積累量均顯著增加；三系雜交秈稻汕優(yōu)63成熟期生物產(chǎn)量以及不同生育階段平均LAI、NAR．和干物質(zhì)生產(chǎn)量對(duì)FACE的響應(yīng)與粳稻品種存在明顯差異，而干物質(zhì)分配差異較小。 3.FACE使汕優(yōu)63各生育時(shí)期稻株含N率顯著下降，使各生育時(shí)期N素吸收量顯著增加，生育中期的增幅明顯小于生育前、后期；FACE對(duì)汕優(yōu)63 N素在不同器官中分配比例無(wú)

6、明顯影響；FACE使汕優(yōu)63不同生育期N素干物質(zhì)生產(chǎn)效率極顯著提高，使N素籽粒效率顯著提高，但對(duì)N素收獲指數(shù)無(wú)顯著影響；增施N肥，使汕優(yōu)63不同生育時(shí)期的植株N素含量和吸N量均得到顯著或極顯著的增加，使N素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和N素籽粒效率下降；CO2×Y、N×Y對(duì)植株含N率、吸N量的影響有互作效應(yīng)，F(xiàn)ACE使汕優(yōu)63稻株含N率顯著下降；使N素吸收量、N素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、N素籽粒效率顯著提高。 4.FACE使汕優(yōu)63各生育時(shí)期稻株含P

7、率極顯著提高，使各生育時(shí)期P素吸收量極顯著增加，生育中期的增幅略小于生育前、后期；FACE使汕優(yōu)63抽穗后P素在莖鞘中的分配比例顯著增加，穗中的分配比例顯著下降，對(duì)抽穗前P素在葉片、莖鞘中的分配比例均無(wú)顯著影響；FACE使汕優(yōu)63不同生育期P素干物質(zhì)生產(chǎn)效率極顯著下降，使P素籽粒生產(chǎn)效率和P素收獲指數(shù)亦均極顯著下降；增施N肥，使汕優(yōu)63大多數(shù)生育時(shí)期的植株P(guān)素含量和吸P量得到顯著或極顯著的增加，使大多數(shù)生育時(shí)期P素干物質(zhì)生產(chǎn)效率下降，使

8、P素籽生產(chǎn)粒效率和收獲指數(shù)顯著下降；CO2×N、CO2×Y對(duì)植株含P率、吸P量的影響有互作效應(yīng)，F(xiàn)ACE使汕優(yōu)63稻株含P率、P素吸收量顯著提高；使P素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、P素籽粒效率顯著下降。 5.FACE使汕優(yōu)63分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期每穴的不定根數(shù)、不定根總長(zhǎng)度、根系體積以及根干重均極顯著大于AMB；FACE使汕優(yōu)63抽穗期每穴不定根數(shù)和每穴根體積極顯著增加，主要是由于FACE使汕優(yōu)63有效分蘗期間和無(wú)效分蘗期間每穴不定根數(shù)和

9、每穴根體積大幅度增加；FACE使汕優(yōu)63抽穗期每穴不定根總長(zhǎng)度極顯著增加，主要是由于FACE使汕優(yōu)63有效分蘗期間、無(wú)效分蘗期間，拔節(jié)長(zhǎng)穗期間每穴不定根總長(zhǎng)度均大幅度增長(zhǎng)；FACE使汕優(yōu)63抽穗期每穴根干重極顯著大于AMB，主要是由于FACE使汕優(yōu)63拔節(jié)長(zhǎng)穗期間每穴根干重的增長(zhǎng)量大幅度增加；FACE使汕優(yōu)63抽穗期每條不定根長(zhǎng)極顯著大于對(duì)照，是因?yàn)镕ACE使汕優(yōu)63不同生育階段每條不定根長(zhǎng)的生長(zhǎng)量均明顯增加。 6.FACE使汕

10、優(yōu)63不同生育時(shí)期單位干重根系的總吸收面積、活躍吸收面積、α-萘胺氧化量等根系活性指標(biāo)均極顯著小于對(duì)照。由于FACE促進(jìn)汕優(yōu)63根系發(fā)生量的大幅度增加，因此夠苗期、拔節(jié)期其單穴根系活性與AMB多無(wú)明顯差異，到抽穗期FACE使單穴根系活性顯著大于AMB；拔節(jié)期、抽穗期汕優(yōu)63每穴的不定根數(shù)、不定根總長(zhǎng)度、根系體積、根干重與單位干重根系活性關(guān)系密切，根量越大單位于重根系活性越低；不同生育時(shí)期汕優(yōu)63植株含氮率與單位干重的根系活性多呈正相關(guān)，