開放式空氣中CO-,2-濃度升高(FACE)對秈稻品種穎花形成的影響.pdf

1、聯(lián)合國政府間氣候變化專業(yè)委員會(IPCC)最新報(bào)告預(yù)測20世紀(jì)中葉全球大氣二氧化碳(CO2)濃度將由目前的381μmol mol-1至少上升到550μmol mol-1。水稻是人類最重要的糧食作物之一，亦是中國第一大作物，絕大多數(shù)人以此為主食。水稻穎花形成(包括分化和退化)決定了每穗穎花數(shù)，進(jìn)而對單位面積庫容量和最終產(chǎn)量產(chǎn)生重要影響，因此開展對大氣CO2濃度升高對水稻穎花形成影響的研究意義重大。2008-2009，本研究依托世界唯一的稻

2、麥輪作生態(tài)系統(tǒng)開放式空氣CO2濃度增高(FACE，F(xiàn)ree-air CO2 Enrichment)技術(shù)平臺(32°35.5′N，119°42′E，中國江都)，以常規(guī)秈稻鎮(zhèn)秈96、揚(yáng)稻6號、揚(yáng)輻秈6號和揚(yáng)稻8號為供試材料，CO2濃度設(shè)正常CO2(Ambient)和高CO2濃度(FACE，Ambient+200μmol mol-1)2個(gè)水平，首次研究了大氣CO2濃度升高對不同秈稻品種每穗穎花現(xiàn)存數(shù)、分化數(shù)和退化數(shù)以及抽穗期單莖干重、吸氮(N

3、)量及其可溶性糖和淀粉含有率的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、FACE使所有供試品種每穗穎花現(xiàn)存數(shù)平均增加8.4朵，增幅為5.0％(p＜0.01)，其中揚(yáng)稻6號、揚(yáng)輻秈6號和揚(yáng)稻8號每穗穎花現(xiàn)存數(shù)平均分別增加5.6％、3.4％和13.3％，而鎮(zhèn)秈96每穗穎花現(xiàn)存數(shù)平均減少1.3％；2008、2009年FACE使所有供試品種每穗穎花現(xiàn)存數(shù)平均分別增加3.3％和7.2％。FACE使水稻每穗1、2次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)平均分別增加2.0

4、和6.8朵，達(dá)極顯著和顯著水平。FACE對每穗1、2次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)占全穗穎花現(xiàn)存數(shù)的比例均無顯著影響。FACE使每穗1、2次枝?，F(xiàn)存數(shù)略有增加，但達(dá)極顯著和顯著水平。FACE使每個(gè)2次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)極顯著增加，但對每個(gè)1次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)沒有影響。CO2×品種的互作對水稻每穗穎花現(xiàn)存數(shù)、每穗1次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)、每穗1次枝梗現(xiàn)存數(shù)和每個(gè)2次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)的影響均達(dá)顯著或極顯著水平；CO2×年度的互作對水稻每穗1次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)和每穗1次枝

5、?，F(xiàn)存數(shù)的影響達(dá)顯著水平。
　　 2、FACE使所有供試品種每穗穎花分化數(shù)平均增加14.5朵，增幅為6.1％(p＜0.01)，其中鎮(zhèn)秈96、揚(yáng)稻6號、揚(yáng)輻秈6號和揚(yáng)稻8號每穗穎花分化數(shù)平均分別增加1.0％、8.0％、4.3％和11.6％；2008、2009年FACE使所有供試品種每穗穎花分化數(shù)平均分別增加3.0％和9.6％。FACE使水稻每穗1、2次枝梗穎花分化數(shù)平均分別增加2.2和12.3朵，均達(dá)極顯著水平。FACE使每穗1次

6、枝梗穎花分化數(shù)占全穗穎花分化數(shù)的比例減少0.8％，每穗2次枝梗穎花分化數(shù)占全穗穎花分化數(shù)的比例增加0.8％，達(dá)顯著和極顯著水平。FACE使每穗1、2次枝梗分化數(shù)略有增加，但均達(dá)極顯著水平。FACE使每個(gè)2次枝梗穎花分化數(shù)極顯著增加，但對每個(gè)1次枝梗穎花分化數(shù)沒有影響。CO2×品種的互作對水稻每穗1次枝梗穎花分化數(shù)和每穗1次枝梗分化數(shù)的影響達(dá)顯著水平；CO2×年度的互作對水稻每穗穎花分化數(shù)、每穗2次枝梗穎花分化數(shù)和每穗2次枝梗分化數(shù)的影響

7、達(dá)顯著水平。
　　 3、FACE使所有供試品種每穗穎花退化數(shù)平均增加6.0朵，增幅為8.9％(p＜0.01)，其中鎮(zhèn)秈96、揚(yáng)稻6號、揚(yáng)輻秈6號和揚(yáng)稻8號每穗穎花退化數(shù)平均分別增加6.9％、13.6％、6.8％和8.0％；2008、2009年FACE使所有品種每穗穎花退化數(shù)平均分別增加2.3％和14.5％。FACE對水稻每穗1次枝梗退化數(shù)、1次枝梗穎花退化數(shù)無顯著影響，但使每穗2次枝梗退化數(shù)、2次枝梗穎花退化數(shù)極顯著增加。FAC

8、E對每穗1、2次枝梗穎花退化數(shù)占全穗穎花退化數(shù)的比例均無顯著影響。FACE對每個(gè)1、2次枝梗穎花退化數(shù)均無顯著影響。CO2×品種的互作對以上參數(shù)均無顯著影響；CO2×年度的互作對水稻每穗穎花退化數(shù)、每穗2次枝梗退化數(shù)和每穗2次枝梗穎花退化數(shù)的影響達(dá)極顯著水平。
　　 4、水稻退化穎花可分為5種類型：退化1次枝梗上的1次退化穎花(1)；現(xiàn)存1次枝梗上的1次退化穎花(2)；退化1次枝梗上退化2次枝梗上的退化穎花(3)；現(xiàn)存2次枝梗上

9、退化的2次穎花(4)；現(xiàn)存1次枝梗上退化2次枝梗上的退化穎花(5)。FACE對前4種類型的退化穎花數(shù)沒有影響，但使第5種類型極顯著增加9.1％。CO2×品種的互作對水稻退化1次枝梗上的1次退化穎花數(shù)和2次退化穎花數(shù)的影響達(dá)極顯著水平；CO2×年度的互作對水稻現(xiàn)存2次枝梗上退化的2次穎花、現(xiàn)存1次枝梗上退化2次枝梗的退化穎花數(shù)的影響達(dá)極顯著水平。
　　 5、水稻每穗穎花現(xiàn)存數(shù)可以分解為抽穗期單莖(地上部)干物重和每克干物質(zhì)形成現(xiàn)存

10、穎花數(shù)兩個(gè)因子。FACE使所有供試品種抽穗期單莖干重平均增加11.2％，但使所有供試品種每克干物質(zhì)形成現(xiàn)存穎花數(shù)平均減少4.2％，均達(dá)極顯著水平。CO2×品種的互作對水稻抽穗期每克干物質(zhì)形成現(xiàn)存穎花數(shù)的影響達(dá)極顯著水平，但CO2×年度的互作對以上兩個(gè)參數(shù)均無顯著影響。
　　 6、水稻每穗穎花現(xiàn)存數(shù)可以分解為抽穗期單莖(地上部)吸氮量和每克氮素形成現(xiàn)存穎花數(shù)兩個(gè)因子。FACE使所有供試品種抽穗期吸氮量平均減少2.6％，使所有供試品

11、種每克氮素形成現(xiàn)存穎花數(shù)平均增加9.7％，后者達(dá)極顯著水平。CO2×品種的互作對水稻抽穗期每克氮素形成現(xiàn)存穎花數(shù)的影響達(dá)極顯著水平，但CO2×年度的互作對以上參數(shù)均無顯著影響。
　　 7、FACE使所有供試品種抽穗期可溶性糖、淀粉和可溶性碳水化合物含有率平均分別增加10.2％、5.4％和7.6％，均達(dá)極顯著水平。CO2×品種的互作對水稻抽穗期可溶性糖、淀粉和可溶性碳水化合物含有率的影響均未達(dá)顯著水平，CO2×年度的互作對以上三個(gè)