大气CO2 浓度升高对谷子生长发育及玉米螟发生的影响

摘要: 人类活动导致全球大气CO2 浓度持续升高, 研究大气CO2 浓度升高对C4 作物谷子(Setaria italica)生长发育及虫害发生的影响, 可以为谷子等C4 作物制订应对气候变化栽培措施提供理论依据。本研究利用OTC (Open Top Chamber)系统, 设两个CO2 浓度梯度(正常大气CO2 浓度、正常CO2 浓度+200 μmol·mol1)模拟CO2浓度升高对谷子生长发育的影响。结果表明: 大气CO2 浓度升高后, 谷子净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、叶片蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)分别增加38.73%、27.53%、6.93%和40.56%; 谷子叶片光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和非光化学淬灭系数(NPQ)显著下降, 光系统Ⅱ实际光化学量子产量(ΦPSII)和表观电子传递效率(ETR)显著增加, 而对光化学淬灭系数(qP)无显著影响; 此外, 谷子株高、茎粗和小穗数分别增加3.41%、13.28%和13.11%; 而叶重、茎重、千粒重、单株粒数和产量无显著变化, 穗重和地上部分生物量分别显著下降12.8%和7.44%; 大气CO2 浓度升高后, 谷子灌浆期和收获期玉米螟(Ostrinia furnacalis)发生数量显著增加。大气CO2 浓度升高将有利于谷子的生长发育, 但会增加玉米螟危害。