太陽輻射減弱對冬小麥生理生化及產(chǎn)量的影響研究.pdf

1、當前，太陽輻射減弱所引起環(huán)境效應(yīng)受到了人們的廣泛關(guān)注。近年來，中國地區(qū)大氣氣溶膠的濃度、大氣渾濁度及灰霾日數(shù)增加導致到達地表的太陽輻射呈現(xiàn)降低趨勢，其中長江三角洲地區(qū)的降低較明顯。本研究通過大田試驗及模型模擬方法系統(tǒng)研究了太陽輻射減弱對冬小麥生長發(fā)育、光合生理特性、干物質(zhì)累積及分配、產(chǎn)量的影響，建立、修訂光合作用及干物質(zhì)生產(chǎn)模型。通過作物模式分析了輻射減弱條件下農(nóng)作物干物質(zhì)的累積和分配特征，提出了模式的改進措施，為全面準確評估氣候變化對

2、我國主要糧食作物產(chǎn)量的影響提供依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　　 (1)在太陽輻射減弱條件下，冬小麥葉綠素(Chl)、類胡蘿卜素(Car.)和葉黃素(Xanthophy)的含量明顯上升，增強了作物對光能的吸收和利用能力。從拔節(jié)期至成熟期，60％-40％自然光處理降低了葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、水分利用率(WUE)和氣孔導度限制值(Ls)，增加了胞間二氧化碳濃度(Ls)。在同樣的輻射減弱條件下，上述變量對

3、光強的敏感度明顯受到抑制。太陽輻射減弱條件下，冬小麥葉片光合系統(tǒng)未發(fā)生光抑制或光破壞，因此其最大量子效率和初始熒光上升。輻射減弱顯著抑制光合系統(tǒng)Ⅱ(PSII)反應(yīng)中心的吸收與利用光能的能力、光化學猝滅系數(shù)(qP)及葉片的電子遞體(PQ)的活性，增加了PSII吸收的光能向熱耗散途徑分配的比例。60％-40％自然光處理顯著增強冬小麥葉片的過氧化物酶(POD)、超氧化歧化酶(SOD)活性，提高丙二醛(MDA)和電導率(EC)的含量，有效清除了

4、自由基對質(zhì)膜系統(tǒng)的傷害。太陽輻射減弱降低葉片可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)的含量，但促進總游離氨基酸的累積。
　　 (2)60％-20％自然光條件下，冬小麥增加株高(PH)和葉面積(LA)，降低單位葉重(LMA)、根干物質(zhì)比(RMR)、莖干物質(zhì)比(SMR)和根冠比(LCR)，提高葉干物質(zhì)比(LMR)、葉重分數(shù)(LMF)、葉面積比(LAR)和葉面積-根干物重比(LARMR)。上述調(diào)整一定程度上提高了光能的獲取和利用能力，但不足以彌補光能不

5、足所帶來的影響，因此總生物量(TB)凈同化率(NAR)和相對生長率(RGR)持續(xù)下降。
　　 (3)修訂的WheatGrow(WG)模型能較好地反映太陽輻射減弱條件下冬小麥光合作用和干物質(zhì)生產(chǎn)的變化。在水肥充足條件下60％、40％自然光處理的冬小麥光合作用和總干物質(zhì)質(zhì)量分別下降了23％、31％,35％、41％，籽粒產(chǎn)量下降了34.08％和47.91％。在極端情況下，20％和15％自然光處理的冬小麥光合速率、總干物重及籽粒產(chǎn)量分別