近地層臭氧濃度升高對水稻穎花形成的影響—3年FACE研究.pdf

1、臭氧(O3)是影響作物生長和產量的最主要的空氣污染物。水稻無疑是世界上最重要的糧食作物。水稻穎花形成過程(包括分化和退化)決定每穗穎花數(shù)的多少，進而對單位面積庫容量以及最終產量產生重要影響，因此，準確評估近地層O3濃度升高對水稻穎花形成和產量的影響有重要意義。2007-2009年，本研究依托全球唯一的稻田開放式空氣中臭氧濃度增高(Free Air ozone Concentration Enrichment，F(xiàn)ACE)系統(tǒng)平臺(119°

2、42′0″E，32°35′5″N；中國江蘇省江都市小紀鎮(zhèn))，以揚稻6號(常規(guī)遲熟中秈)和兩優(yōu)培九(兩系雜交組合)為供試材料，設置大氣背景臭氧濃度和高臭氧濃度(比大氣背景臭氧濃度高50％)兩個水平，首次研究了近地層O3濃度升高對不同水稻品種穎花分化數(shù)、退化數(shù)和現(xiàn)存數(shù)以及籽粒產量的影響。主要研究結果如下：
　　 1、高O3濃度使兩供試品種每穗穎花現(xiàn)存數(shù)平均減少15朵，降幅為8％，達極顯著水平；其中揚稻6號和兩優(yōu)培九每穗穎花現(xiàn)存數(shù)平均

3、分別下降6％、9％；2007、2008、2009年水稻每穗穎花現(xiàn)存數(shù)平均分別下降9％、7％、6％。高O3濃度使兩供試品種每穗1、2次穎花現(xiàn)存數(shù)平均分別下降2％和11％，達顯著和極顯著水平。高O3濃度對水稻每穗1次枝?，F(xiàn)存數(shù)無顯著影響，但使每穗2次枝?，F(xiàn)存數(shù)極顯著下降(-7％)。高O3濃度使兩供試品種每穗1次穎花現(xiàn)存數(shù)比例顯著增加，使每穗2次穎花現(xiàn)存數(shù)比例極顯著下降。高O3濃度處理對兩供試品種每個1次枝?，F(xiàn)存穎花數(shù)沒有顯著影響，但使每個2

4、次枝?，F(xiàn)存穎花數(shù)極顯著下降(-3％)。方差分析表明，O3與品種的互作對每個2次枝?，F(xiàn)存穎花數(shù)的影響達到極顯著水平；O3與年份的互作對水稻每穗1次枝梗數(shù)以及每個1次枝梗穎花現(xiàn)存數(shù)的影響達顯著水平。
　　 2、高O3濃度使兩供試品種每穗穎花分化數(shù)平均減少18朵，降幅為7％，達極顯著水平；其中揚稻6號和兩優(yōu)培九每穗穎花分化數(shù)平均分別下降3％和9％；2007、2008、2009年水稻每穗穎花分化數(shù)平均分別下降6％、7％和6％。高O3濃度

5、使兩供試品種每穗1、2次穎花分化數(shù)平均分別下降2％和8％，均達極顯著水平。高O3濃度對兩供試品種每穗1次枝梗分化數(shù)無顯著影響，但使每穗2次枝梗分化數(shù)平均下降5％，達極顯著水平。高O3濃度對兩供試品種每個1次枝梗分化穎花數(shù)沒有顯著影響，但使每個2次枝梗分化穎花數(shù)平均下降3％，達極顯著水平。方差分析表明，O3與品種的互作對水稻每穗穎花分化數(shù)及每穗2次穎花分化數(shù)、每個2次枝梗穎花分化數(shù)的影響均達極顯著水平；O3與年份的互作對水稻每穗1次枝梗以

6、及每個1次枝梗穎花分化數(shù)的影響均達顯著水平。
　　 3、高O3濃度使兩供試品種每穗穎花退化數(shù)平均減少2朵，降幅為3％，未達顯著水平;其中揚稻6號每穗穎花退化數(shù)平均增加9％，兩優(yōu)培九每穗穎花退化數(shù)平均下降9％；2007年水稻每穗穎花退化數(shù)平均增加5％，2008、2009年水稻每穗穎花退化數(shù)平均分別下降7％和5％。高O3濃度對兩供試品種每穗1、2次枝梗退化數(shù)和每穗1、2次穎花退化數(shù)均無顯著影響。高O3濃度對水稻每穗1次穎花退化率沒有

7、顯著影響，但使每穗2次穎花退化率平均增加6％。方差分析表明，O3與品種的互作對水稻每穗穎花退化數(shù)、每穗2次穎花退化數(shù)的影響均達極顯著水平，而O3與年份的互作對以上參數(shù)的影響均未達顯著水平。
　　 4、水稻每穗穎花現(xiàn)存數(shù)可以分解為抽穗期單莖干物重和單位干物質形成現(xiàn)存穎花的能力兩個因子。高O3濃度使兩供試品種抽穗期單莖干物重平均下降8％，達極顯著水平。高O3濃度對兩供試品種抽穗期單位干物重形成現(xiàn)存穎花能力沒有顯著影響。說明大氣臭氧濃

8、度升高環(huán)境下水稻抽穗期單莖干物重下降可能是造成水稻每穗穎花數(shù)顯著減少的重要原因。
　　 5、水稻每穗穎花現(xiàn)存數(shù)可以分解為抽穗期單莖吸N量和單位N素形成現(xiàn)存穎花的能力兩個因子。高O3濃度使兩供試品種抽穗期單莖吸N量平均下降9％，達極顯著水平。高O3濃度對兩供試品種單位N素形成現(xiàn)存穎花沒有顯著影響。說明臭氧脅迫條件下，水稻抽穗期吸N量下降可能是造成水稻每穗穎花數(shù)顯著減少的另一個重要原因。
　　 6、高O3濃度處理對兩供試品種