大气O_(3)浓度升高和模拟N沉降对黄豆光合、生物量和非结构性碳水化合物积累及分配的影响

摘要

为探究全球气候变化带来的大气臭氧(O)浓度升高和氮(N沉降)对黄豆气体交换、生物量和非结构性碳水化合物(NSCs)积累及分配的影响,利用开顶式气室(OTC)设置了2个O_(3)浓度(AA,正常大气;AAO60,正常大气+60μg/m^(3)O_(3)和2个施N梯度(对照;施N)并开展了相关实验。研究结果表明:(1)N沉降处理后叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)显著提高了96.21%和83.77%,但是对黄豆各部位生物量的促进作用没有达到显著水平。N沉降处理后根系溶性糖和非结构性磷水化合物(NSCs)的比例显著下降了42.17%和38.95%,而叶片淀粉分配比增加了41.55%,豆粒和茎的可溶性糖含量分别提高了59.41%和95.29%。(2)O_(3)浓度升高处理后叶片Gs增加了94.89%,Pn降低了2.34%。叶片、茎、根和豆粒的生物量在O_(3)处理后分别显著降低了38.14%、56.25%、66.67%和25.49%。豆粒的可溶性糖和淀粉含量和总NSCs分别显著下降了21.94%和49.65%和30.55%。O_(3)浓度升高后根系中淀粉总量的比例的增加了56.21%。(3)O_(3)和N沉降处理二者共同处理在叶片净光合速率、蒸腾速率、豆粒、茎、根系NSCs组分均具有显著交互作用,主要表现为拮抗作用。综上,中度N沉降提高了叶片光合作用,增加了对地上部分NSCs的分配而降低了对地下根系的分配;O_(3)浓度升高抑制了黄豆生长和NSCs积累,但是相对增加了根系中淀粉总量的比例;N沉降一定程度上能够缓解O_(3)对光合和NSCs造成的损害,但未见对生物量下降存在类似效应。