近地层臭氧浓度升高对水稻元素吸收和分配的影响

摘要

目前全球大气臭氧(O3)浓度已经从工业革命前的38 nl L-1(25-45 nl L-1，夏季每天8 h平均)上升到2000年的50nlL-1。IPCC预测，到2050年，地球表面的O3浓度将会提升23％，悲观估计2100年将上升到80 nl L-1。大气O3浓度升高不仅影响植物的生长、产量和品质，也使植物对元素吸收和分配的模式发生改变。水稻是世界上最重要的粮食作物，大气O3浓度升高对水稻不同生育期大量和微量元素含量、吸收和分配是否有影响?这种影响是否因品种和不同生长季而异?这些问题均不清楚。为了明确这一问题，2008-2009年我们利用世界唯一的稻麦轮作生态系统开放式空气O3浓度增高(FACE，Free-Air Ozone ConcentrationEnrichment)技术平台(32°35.5'N，119°42'E，中国江都)，以武运粳21、扬稻6号、汕优63和两优培九为供试材料，O3浓度设正常O3(Ambient)和高O3(FACE，1.5倍Ambient)2个水平，研究其对水稻不同生育期(够苗期、拔节期、抽穗期、穗后20 d和成熟期)九种元素(K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn、B和S)的浓度、累积量以及在不同器官中分配的影响，以期为未来高O3浓度条件下我国水稻作物生产的适应决策提供试验依据。
　　 1.多数情况下，水稻够苗期、拔节期、抽穗期、穗后20 d和成熟期地上部各元素浓度不同品种间存在显著或极显著差异，但O3浓度升高对水稻不同生育时期各元素浓度无显著影响。方差分析表明，O3×品种和O3×年度的互作对水稻不同生育时期地上部植株各元素浓度多无显著影响。
　　 2.不同水稻品种同一生育时期干物质累积量的差异均达极显著水平。O3浓度升高对水稻干物质累积量的影响随生育进程的推移有增大趋势：两季平均水稻够苗期、拔节期、抽穗期、穗后20 d和成熟期分别减少4％、6％、9％、7％和10％，其中拔节期达显著水平，抽穗期、穗后20 d和成熟期达极显著水平。O3×品种、O3×年度的互作对水稻各期干物质累积量多无显著影响。
　　 3.水稻同期地上部各元素累积量品种间多存在显著或极显著差异。O3浓度升高使水稻地上部各元素累积量减少，降幅随生育进程推移呈增加趋势，但大多数情况下未达显著水平。O3×品种和O3×年度的互作对水稻地上部各元素累积量无显著影响。
　　 4.同一时期各元素在不同器官(绿叶、黄叶、茎鞘和稻穗)中的分配比例不同品种间多存在显著或极显著差异，但O3浓度升高对水稻各元素的分配多没有影响。O3×品种和O3×年度的互作对水稻各元素在不同部位中的分配比例多无显著影响。
　　 5.不同水稻品种成熟期籽粒各元素浓度的差异均达显著或极显著水平，但O3浓度升高对水稻成熟期籽粒各元素浓度多没有显著影响。O3×品种和O3×年度的互作对水稻成熟期籽粒各元素浓度多无显著影响。
　　 6.不同水稻品种成熟期籽粒各元素累积量差异的均达显著或极显著水平。O3浓度升高使水稻成熟期籽粒K(-2％)、Ca(-2％)、Mg(-1％)、Cu(-4％)、Fe(-1％)、Mn(-9％)、B(-11％)和S(-1％)累积量减少，但均未达到显著水平。O3×品种的互作对水稻成熟期籽粒各元素累积量多无显著影响，但O3×年度的互作对水稻成熟期籽粒各元素累积量的影响多达显著或极显著水平。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

2材料与方法

2.1供试材料

2.2材料培育

2.3测定内容与方法

2.3.1全生育期及干物重的测定

2.3.2水稻植株中矿质元素含量的测定

2.4统计分析方法

3结果与分析

3.1不同水稻品种各生育期植株元素浓度

3.1.1 K浓度

3.1.2 Ca浓度

3.1.3 Mg浓度

3.1.4 Cu浓度

3.1.5 Fe浓度

3.1.6 Mn浓度

3.1.7 Zn浓度

3.1.8 B浓度

3.1.9 S浓度

3.2不同水稻品种各生育期植株干物质累积量

3.3不同水稻品种植株各生育期元素累积量

3.3.1 K累积量

3.3.2 Ca累积量

3.3.3 Mg累积量

3.3.4 Cu累积量

3.3.5 Fe累积量

3.3.6 Mn累积量

3.2.7 Zn累积量

3.3.8 B累积量

3.3.9 S累积量

3.4不同水稻品种各生育期植株元素分配

3.4.1 K分配

3.4.2 Ca分配

3.4.3 Mg分配

3.4.4 Cu分配

3.4.5 Fe分配

3.4.6 Mn分配

3.4.7 Zn分配

3.4.8 B分配

3.4.9 S分配

3.5不同水稻品种成熟期籽粒元素浓度

3.5.1 K浓度

3.5.2 Ca浓度

3.5.3 Mg浓度

3.5.4 Cu浓度

3.5.5 Fe浓度

3.5.6 Mn浓度

3.5.7 Zn浓度

3.5.8 B浓度

3.5.9 S浓度

3.6不同水稻品种成熟期籽粒元素累积量

3.6.1 K累积量

3.6.2 Ca累积量

3.6.3 Mg累积量

3.6.4.Cu累积量

3.6.5 Fe累积量

3.6.6 Mn累积量

3.6.7 Zn累积量

3.6.8 B累积量

3.6.9 S累积量

4小结与讨论

4.1不同水稻品种各生育期植株干物质累积量

4.2不同水稻品种各生育期植株元素浓度

4.3不同水稻品种各生育期植株元素累积量

4.4不同水稻品种各生育期植株元素分配

4.5不同水稻品种成熟期籽粒元素浓度和累积量

参考文献

致谢