大气二氧化碳含量升高对稻麦产量影响的整合分析

摘要

收集整理国内外130篇原始论文的试验数据资料,应用整合分析(meta-analysis)方法定量评估大气CO2含量升高对水稻和小麦产量形成及相关生理学指标的影响。结果表明:与本底大气CO2含量相比,大气CO2含量升高导致水稻和小麦产量平均分别增加了19.31%(95%置信区间CI:16.87%～21.76%)和17.27%(CI:14.94%～19.60%),主要通过增加穗数和每穗粒数实现,其中水稻单位面积穗数和每穗粒数分别增加11.9%和13.4%,小麦单位面积穗数和每穗粒数分别增加12.8%和10.5%,而对稻麦千粒质量的影响不显著。水稻和小麦总生物量分别增加22.11%和15.86%,其中地下部分生物量的增加高于地上部分。当大气CO2含量为600～680μmol.mol-1时,稻麦产量及生物量的增加量最大。作物叶片生理学指标对大气CO2含量升高的响应敏感,如水稻光饱和光合速率、叶面积指数分别增加8.15%和19.39%,小麦光饱和光合速率和叶面积指数分别增加10.49%和9.40%。大气CO2含量升高对稻麦的施肥效应在气室模拟研究中最为明显,高于开顶气室(OTC)和自由大气CO2富集(FACE)平台研究。大气O3升高、高温、干旱、低N等胁迫因子可削弱大气CO2含量升高对稻麦的施肥效应。