大气CO2和O3浓度升高对汕优63生长动态、物质生产和氮素吸收的影响

摘要

大气二氧化碳(CO2)和近地层臭氧(O3)浓度升高将极大地改变作物的生长环境,进而影响作物包括主要粮食作物的生产力.利用自然光气体熏蒸平台,设置室外对照(Ambient)、室内对照(CK,实时模拟室外环境)、高浓度CO2(Ambient CO2 +200μmol/mol)、高浓度O3(Ambient O3的1.6倍)、高浓度CO2+O35个处理,研究大气组分变化对敏感水稻汕优63生长动态、物质生产及氮素吸收的影响.结果表明,室外对照和室内对照水稻的多数测定指标无显著差异.与CK相比,O3处理使水稻生育中后期株高和分蘖数明显下降,且随时间推移降幅逐渐增加,最大降幅分别达21％和15％,但CO2处理使水稻生育中后期株高和分蘖数明显增加,最大增幅分别为5％和18％,CO2+O3处理使水稻株高最大下降为7％,但对各期分蘖数没有影响.与CK相比,O3处理使水稻成熟期叶片、茎鞘、稻穗和根系生物量大幅下降,使全株总生物量平均下降51％,CO2处理对绿叶和黄叶生物量无显著影响,但使茎鞘、稻穗和根系生物量明显增加,使全株总生物量平均增加37％,CO2+O3处理对各器官和全株生物量均无显著影响.臭氧处理使生物量在叶片中的分配比例显著增加,而CO2处理则表现相反,CO2+O3处理对水稻物质分配的影响小于单独的O3处理.与CK相比,O3处理使水稻抽穗期植株含氮率平均增加29％,吸氮量下降31％,而CO2处理或CO2+O3处理对地上部植株含氮率和吸氮量的影响均未达显著水平.试验结论,近地层臭氧浓度升高使水稻变矮、分蘖减少、生长受抑,但同步增加的二氧化碳浓度可明显缓减甚至抵消臭氧胁迫对汕优63生长发育的负效应.