大气CO2浓度增加对作物光合性能及叶片水分利用效率的影响

摘要

利用可精准控制CO2浓度的大型气候箱设置2个CO2浓度400和800μmol/mol,研究CO2浓度升高对大豆(Glycine max(L.)Merr.)、冬小麦(Triticum aestivum L.)、草地早熟禾(Poa pratensis L.)、黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)生理特性及叶片水分利用效率的影响.结果表明,大气CO2浓度升高对大豆、冬小麦、草地早熟禾和高羊茅叶片的净光合速率没有产生显著影响,但却使黑麦草叶片的净光合速率显著增加43％(P<0.05).升高CO2浓度增加冬小麦、黑麦草和高羊茅的最大羧化速率,而对大豆和草地早熟禾的最大羧化速率和最大电子传递速率没有产生显著的影响.另外,提高大气CO2浓度导致黑麦草蒸腾速率的降低;同时,草地早熟禾、黑麦草和高羊茅的水分利用效率分别提高161％、175％和74％.不同作物水分利用效率对升高CO2浓度的响应存在明显差异,3种草坪草的适应能力均高于大豆和冬小麦2种作物.研究结果有助于深入理解CO2浓度倍增下不同农作物发生光合下调现象的潜在机理,为未来大气CO2浓度升高情形下生态系统适应性管理提供理论支持.