不同氮處理下CO-,2-升高對小麥生育生理及產(chǎn)量品質影響研究.pdf

1、通過開頂式氣室控制大氣CO2濃度,做出兩種氮素處理水平。對小麥的生長發(fā)育、生理特性及產(chǎn)量品質等進行實驗測定,研究了在不同的氮素處理水平下大氣CO2濃度升高對小麥的株高、葉面積、凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率、氣孔導度、產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素、葉綠素含量、礦質元素及氨基酸含量的影響,并探討了在高氮和低氮處理大氣CO2濃度增長狀況下小麥生長發(fā)育、生理特性和產(chǎn)量品質的變化趨勢。結果表明,低氮處理水平下與對照CO2濃度(350μmol·mol-

2、1)相比,大氣CO2濃度為550μmol·mol-1和750μmol·mol-1時,小麥的平均株高分別增加了5.6cm和11.7cm,高氮處理水平下小麥的平均株高也呈現(xiàn)出增加的趨勢。相對于低氮處理小麥的平均株高增加了0.65cm-2.45cm。在小麥進入營養(yǎng)生長后期,葉面積正值快速增長期。小麥在大氣CO2濃度增高的條件下相對于對照增加幅度平均分別為：7.33％和27.48％。而高氮處理相對于低氮處理水平下,小麥的葉面積也呈現(xiàn)增加的趨勢。

3、 ⑴大氣CO2濃度增加促進了小麥凈光合速率、水分利用效率的提高,而蒸騰速率和氣孔導度隨著CO2濃度提高而降低,與對照(350μmol·mol-1)相比,低氮條件兩種高CO2濃度處理下,凈光合速率分別增加2.02％、16.68％：水分利用效率分別增加9.84％、24.16％,蒸騰速率分別降低7.33％、15.01％,氣孔導度分別降低14.09和24.29％。高氮處理水平CO2升高條件下凈光合速率分別增加2.59％、18.96％；水

4、分利用效率分別增加9.26％、25.33％,蒸騰速率分別降低7.42％、16.21％。氣孔導度分別下降10.92％和21.97％。葉片凈光合速率相對于對照區(qū)提高幅度存在差異,拔節(jié)期提高幅度最大,但是也可以看出高氮的凈光合速率較低氮高,這說明了提高CO2濃度可加速小麥的凈光合速率,,可以使在同一時間內(nèi)積累更多的光合物質,有利于植株的增高變大,更有利于進一步提高產(chǎn)量。 ⑵在低CO2濃度處理下,小麥凈光合速率的日變化出現(xiàn)了光合午休現(xiàn)象

5、,當CO2濃度達到750μmol·mol-1時,光合午休現(xiàn)象消失。低氮處理水平下光合速率的日變化呈雙峰曲線,高氮處理水平下則呈單峰曲線。 ⑶兩種氮素處理水平下大氣CO2濃度升高情景下,葉綠素a、葉綠素b以及葉綠素總量均有增加。大氣CO2濃度上升有利于小麥單株產(chǎn)量的提高,與背景CO2濃度(350μmol·mol-1)相比,兩種高CO2濃度處理水平下,單株產(chǎn)量分別提高8.80％、18.51％。高氮處理水平下小麥的單株產(chǎn)量高于低氮處理

6、水平。CO2濃度增加對小麥產(chǎn)量構成因子的貢獻,最顯著的是每穗小穗數(shù)的提高,千粒重其次,穗粒數(shù)最小。 ⑷隨大氣CO2含量的增加,小麥籽粒中磷、鉀、鐵、銅、鈉和鉬的含量有降低趨勢,其中磷、鐵、鉀元素含量降幅較大,與對照相比,CO2含量為550和750μmol·mol-1時,磷含量降低8.9％和11.8％,鐵含量降低7.5％和10.8％,鉀含量降低2.5％和7.7％,銅、鈉、鉬含量下降幅度相對較小。鈣元素含量隨大氣CO2含量增加無明顯

7、變化趨勢。另一方面,在大氣CO2含量增加情況下,小麥籽粒中鎂、鋅、錳、硒、碘含量呈增長趨勢,其中鋅和硒含量提高幅度較大,高氮處理比低氮處理的礦質營養(yǎng)元素含量有所增高。小麥蛋白質的含量與大氣CO2濃度的變化不呈正相關。大氣CO2濃度升高也使小麥氨基酸含量以及氨基酸組分發(fā)生了改變,天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、精氨酸和脯氨酸10種氨基酸含量隨大氣CO2增加而下降,而蘇氨酸、絲氨酸無明顯變化；丙氨酸、