為了探索大氣CO₂濃度升高對作物蒸騰耗水與根系吸水的影響,該文布置了春小麥?zhǔn)覂?nèi)水培試驗(yàn),試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)CO₂濃度梯度（400±50、625±50、850±50μmol/mol）,期間對各處理?xiàng)l件下小麥生長與蒸騰耗水的動(dòng)態(tài)變化過程進(jìn)行監(jiān)測,包括水氣交換、干物重、葉面積、根長、蒸騰速率等。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)CO₂濃度從400μmol/mol升高至625、850μmol/mol時(shí),短期（約3 d）內(nèi)葉片氣孔導(dǎo)度迅速降低,蒸騰耗水減弱,光合作用增強(qiáng),導(dǎo)致水分利用效率升高;隨著小麥被置于高CO₂濃度條件下時(shí)間的延長,葉片氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率的降低幅度以及光合速率的增大幅度都逐漸縮小,即發(fā)生了CO₂馴化現(xiàn)象。此時(shí)小麥生長仍然很旺盛,但蒸騰耗水并未發(fā)生顯著變化,因此水分利用效率升高。CO₂濃度升高可顯著促進(jìn)根系生長發(fā)育,導(dǎo)致單位根長潛在吸水系數(shù)顯著降低（P<0.05）,但其與單位根長氮含量之間仍呈線性正相關(guān)關(guān)系（R2=0.83）。研究結(jié)果可為改進(jìn)根系吸水模型與作物生長... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

培養(yǎng)皿中小麥種植示意圖

當(dāng)CO2濃度從400μmol/mol升高至625、850μmol/mol時(shí)，葉片氣孔導(dǎo)度（圖2b）和蒸騰速率（圖2c）均降低，表明葉片氣孔在一定程度上處于關(guān)閉狀態(tài)。CO2濃度從400μmol/mol升至625μmol/mol，試驗(yàn)期內(nèi)最新完全展開葉的平均氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率分別降低16%與18%;CO2濃度從625μmol/mol升高至850μmol/mol，平均氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率分別降低11%與9%（圖2b,2c）。與光合作用一樣，氣孔導(dǎo)度與蒸騰也同樣發(fā)生了CO2馴化現(xiàn)象（圖3b,3c）：相對于400μmol/mol，在CO2濃度升高為625和850μmol/mol的第1天，氣孔導(dǎo)度分別下降19%和38%，蒸騰速率分別下降23%和32%；但40 d后，氣孔導(dǎo)度僅分別下降9%和13%，蒸騰速率僅分別下降9%和11%。從圖3可以看出，相對于CO2濃度為400μmol/mol，雖然高濃度條件下上述3個(gè)水氣交換參數(shù)的變化幅度在試驗(yàn)期內(nèi)總體都呈縮小趨勢，但在個(gè)別取樣期仍存在較大波動(dòng)，這可能是樣本（如小麥個(gè)體、最新完全展開葉或測定部位等）差異所致。圖3 高CO2濃度（625、850μmol·mol-1）條件下小麥最新完全展開葉的單位葉面積光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的變化幅度（相對于400μmol·mol-1）隨時(shí)間的變化情況

圖2 3種CO2濃度條件下小麥最新完全展開葉的單位葉面積光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的動(dòng)態(tài)變化情況已有大量研究表明，當(dāng)CO2濃度升高時(shí)，葉片凈光合速率升高（圖2a），從而促進(jìn)作物生長，但由于根系吸氮量小于干物質(zhì)積累對氮素的需求量致使地上部氮濃度（單位干物重中所含有的氮的質(zhì)量）逐漸下降（圖4），其直接或間接作用于Rubisco光合酶（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶），導(dǎo)致光合酶含量或者活性降低[7-9]，從而發(fā)生CO2馴化現(xiàn)象（圖3a）。本研究中供試小麥生長在半濃度Hoagland營養(yǎng)液之中，為保證氮素供應(yīng)充足，營養(yǎng)液每2 d補(bǔ)充1次、每4 d更換1次。因此，不同CO2濃度處理之間地上部氮濃度差異并不顯著（相對于CO2濃度為400μmol/mol,625和850μmol/mol條件下小麥地上部氮濃度降低幅度小于8%），但仍導(dǎo)致了CO2馴化現(xiàn)象的發(fā)生。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同灌溉處理?xiàng)l件下苗期冬小麥土柱中的硝態(tài)氮運(yùn)移模擬[J]. 石建初,左強(qiáng).  灌溉排水學(xué)報(bào). 2009(05)
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本文編號：3431219