開放式空氣中二氧化碳濃度增高（FACE）對(duì)水稻元素吸收和分配的影響.pdf

1、大氣二氧化碳(CO2)濃度已從工業(yè)革命前的280 μmol mol-1升高到現(xiàn)在的380 μmol mol-2，據(jù)估計(jì)到2050年前后將達(dá)到450—550 μmol mol-2。大氣CO2濃度升高不僅影響植物的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)，也使植物對(duì)元素吸收和分配的模式發(fā)生改變。水稻是世界上最重要的糧食作物，然而迄今為止未見大氣CO2濃度升高對(duì)水稻不同生育時(shí)期大量和微量元素含量、吸收和分配影響的系統(tǒng)報(bào)道。為了明確這一問(wèn)題，2005—2006年我們利

2、用世界唯一的稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)開放式空氣CO2濃度增高(FACE,Free Air CO2Enrichment)技術(shù)平臺(tái)(32°35.5'N，119°42'E，中國(guó)江都)，以亞種間雜交稻兩優(yōu)培九為供試材料，CO2濃度設(shè)正常CO2(Ambient，AMB)和高CO2(FACE，Ambient+200 μmol mol-1)2個(gè)水平，施N量設(shè)低氮(LN，12.5gNm-2)和常氮(NN，25 gNm-2)2個(gè)水平，研究了CO2和N處理對(duì)水稻不

3、同生育時(shí)期物質(zhì)生產(chǎn)、元素含量、元素吸收以及元素分配的影響，以期為未來(lái)高CO2濃度條件下我國(guó)水稻施肥管理和決策提供依據(jù)。 1.兩季(2005、2006)平均，F(xiàn)ACE使兩培培九分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期干物質(zhì)累積量分別比AMB增加16％、20％、18％和17％，均達(dá)極顯著水平。NN處理分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期干物質(zhì)累積量分別比LN處理增加15％、2％、10％和8％，其中分蘗期和抽穗期分別達(dá)顯著和極顯著水平。CO2×N的互

4、作對(duì)各期干物質(zhì)累積量的影響均未達(dá)顯著水平。 2.隨著生育進(jìn)程的推移，無(wú)論FACE還是AMB，兩優(yōu)培九植株N、P、K、Fe、kin和Cu素含量逐漸下降，至成熟期達(dá)最小值；Ca、Zn素含量先增后降，拔節(jié)期最大，成熟期最小；Mg素含量抽穗前基本不變，但成熟期明顯下降。同AMB相比，F(xiàn)ACE使兩優(yōu)培九分蘗期(-11％)、拔節(jié)期(-11％)、抽穗期(-13％)和成熟期(-9％)植株N素含量均極顯著下降：使分蘗期(+9％)、拔節(jié)期(+20％

5、)、抽穗期(+13％)和成熟期(+16％)植株P(guān)素含量均極顯著增加；使分蘗期(+7％)和拔節(jié)期(+9％)植株Mg素含量均顯著下降；而對(duì)不同生育時(shí)期其它元素(K、Ca、Fe、Mn、Cu和zn)含量均無(wú)顯著影響(分蘗期Fe素含量除外)。增施N肥使抽穗期和成熟期N、P素含量均顯著增加，但對(duì)不同生育時(shí)期其它元素含量多無(wú)顯著影響。CO2×N的互作對(duì)各期被測(cè)元素含量的影響多未達(dá)顯著水平。 3.隨著生育進(jìn)程的推移，無(wú)論FACE還是AMB，兩

6、優(yōu)培九植株N、P、Ca和Mg素累積量逐漸增加，至成熟期達(dá)最大值；K、Fe和Cu素累積量先增后降，抽穗期最大，分蘗期最??；Mn、Zn素累積量抽穗前逐漸增加，抽穗后基本穩(wěn)定。同AMB相比，F(xiàn)ACE使兩優(yōu)培九分蘗期(+27％)、拔節(jié)期(+45％)、抽穗期(+34％)和成熟期(+36％)植株P(guān)素累積量均極顯著增加，使分蘗期(+16％)和拔節(jié)期(+21％)Ca素累積量顯著增加，使拔節(jié)期(+29％)和成熟期(+33％)植株K素累積量顯著增加；而對(duì)不

7、同生育時(shí)期其它元素(N、Mg、Fe、Mn、zn和Cu)累積量多無(wú)顯著影響。增施N肥使分蘗期、抽穗期和成熟期植株N、P素累積量均顯著增加；使分蘗期和成熟期Mg素累積量分別顯著和極顯著增加：但對(duì)不同生育時(shí)期其它元素的累積量多無(wú)顯著影響。CO2xN的互作對(duì)各期被測(cè)元素累積量的影響多未達(dá)顯著水平。： 4.隨著生育進(jìn)程的推移，無(wú)論FACE還是AMB，兩優(yōu)培九植株K、Ca素在莖鞘中分配比例基本不變；Fe、Mn和Cu素在莖鞘中分配比例逐漸下降

8、，至成熟期達(dá)最小值；N、P、Mg和Zn素在莖鞘中分配比例呈先增后降趨勢(shì)，拔節(jié)期最大；同AMB相比，F(xiàn)ACE使兩優(yōu)培九不同生育時(shí)期植株各被測(cè)元素在莖鞘中分配比例多無(wú)顯著影響。增施N肥使分蘗期、抽穗期和成熟期N素在莖鞘中分配比例均顯著或極顯著增加，但對(duì)不同生育時(shí)期其它元素在莖鞘中分配比例多無(wú)顯著影響。C02×N的互作對(duì)各期被測(cè)元素在莖鞘中分配比例的影響多未達(dá)顯著水平。 5.隨著生育進(jìn)程的推移，無(wú)論FACE還是AMB，兩優(yōu)培九植株N、

9、P、K、Ca、Mg和Zn素在葉片中分配比例逐漸下降，至成熟期達(dá)最小值：Fe素在葉片中分配比例逐漸增加，至成熟期達(dá)最大值：Mn素在葉片中分配比例基本不變；Cu素在葉片中分配比例呈先增后降趨勢(shì)，拔節(jié)期最大，成熟期最小。同AMB相比，F(xiàn)ACE使兩優(yōu)培九不同生育時(shí)期植株各被測(cè)元素在葉片中分配比例多無(wú)顯著影響。增施N肥對(duì)不同生育時(shí)期各被測(cè)元素在葉片中分配比例多無(wú)顯著影響。Co2×N的互作對(duì)各期被測(cè)元素在葉片中分配比例的影響多未達(dá)顯著水平。．． 6

10、.隨著生育進(jìn)程的推移，無(wú)論FACE還是AMB，兩優(yōu)培九抽穗后N、P、K、ca、Mg、Fe和Cu素在稻穗中分配比例直線上升；Mn、Zn素在稻穗中分配比例基本不變。同AMB相比，F(xiàn)ACE使兩優(yōu)培九抽穗期(+28％)和成熟期(+4％)N素在稻穗中分配比例均顯著增加；而對(duì)其它被測(cè)元素(P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn和Cu)在稻穗中分配比例無(wú)顯著影響。增施N肥使成熟期N、Mg素在稻穗中分配比例極顯著和顯著降低，使抽穗期Zn素在稻穗中分配比例