近地层臭氧浓度升高对武运粳21抗倒性的影响

摘要

倒伏降低水稻产量和品质，增加收获困难和成本。近地层大气中迅速上升的臭氧（O3）浓度使作物生长受抑产量降低，但对抗倒性的影响不清楚。本文利用FACE（Free Air gas Concentration Enrichment）试验特有的空间优势，依托位于中国扬州的稻田臭氧FACE 系统平台，以武运粳21 为供试品种，设置正常（即大气背景浓度）和高浓度O3 （比大气背景浓度高约25%），定量研究地表O3浓度升高对粳型水稻抗倒能力的影响。结果表明：高浓度O3对水稻抽穗期、抽穗后20 d和成熟期茎杆倒5、倒4和倒3 节间的倒伏指数均无显著影响。臭氧胁迫对水稻抽穗和抽穗后 20 d 基部节间的抗折力和弯曲力矩无显著影响，但使成熟期基部节间弯曲力矩和抗折力均下降；高浓度O3对抽穗期和抽穗后20 d 倒5、倒4、倒3和倒2和倒1 节间的粗度和单位长度干重均无显著影响，但使成熟期倒5 节间的粗度以及基部节间单位长度干重显著或极显著下降；进一步研究表明，高浓度O3 使成熟期各节间可溶性糖和淀粉含量一致下降，降幅多达显著水平。以上数据表明，臭氧胁迫对常规水稻武运粳21 结实前、中期基部节间的抗折力和弯曲力矩没有影响，但使结实后期基部节间的弯曲力矩（穗重减轻所致）和抗折力降低（节间充实不良所致），两者对茎杆抗倒能力的影响相互抵消，因此未来高浓度臭氧环境下武运粳21的倒伏风险不会增加。