• 高CO<sub>2</sub>浓度对杂交水稻光合作用日变化的影响——FACE研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-11 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 大气二氧化碳(CO2)浓度增高导致全球变暖,但作为光合作用底物促进绿色作物的光合作用。为了明确高CO2浓度对杂交水稻结实期光合日变化的影响,2014年利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)平台,以生产上曾创高产纪录的两个杂交稻新组合甬优2640和Y两优2号为供试材料,设置环境CO2和高CO2浓度(增200 μmol/mol)两个水平,测定杂交稻抽穗期和灌浆中期光合作用日变化和成熟期生物量。结果表明,高CO2浓度环境下两组合抽穗期叶片净光合速率均大幅增加(全天平均52%),但灌浆中期的平均增幅减半,其中Y两优2号这种光合下调表现更为明显。大气CO2浓度升高使两杂交稻组合抽穗和灌浆中期叶片气孔导度均大幅下降,导致蒸腾速率下降而水分利用效率大幅增加,Y两优2号气孔导度和蒸腾速率对CO2的响应上午大于下午,而甬优2640表现相反。尽管大气CO2浓度升高使杂交稻结实期不同时刻胞间CO2浓度均大幅增加,但对气孔限制值特别是胞间CO2与空气CO2浓度之比多无显著影响,两品种趋势一致。大气CO2浓度升高对甬优2640地上部生物量及其组分的影响明显大于Y两优2号,CO2与品种间多存在互作效应。以上结果表明,与甬优2640相比,Y两优2号最终生产力从高CO2浓度环境中获益较少可能与该品种生长后期存在明显的光合适应有关,但这种光合适应似乎不是由气孔限制造成的。

  • 高CO2 浓度和剪叶疏花对水稻‘Y 两优2 号’产量形成的影响

    分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-07 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要: 利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)平台, 以创造世界高产纪录的超级稻组合‘Y 两优2 号’为试验材料, CO2 处理设环境CO2 浓度[(382.5±2.0) μmol·mol1]和高CO2 浓度(增200 μmol·mol1)两个水平, 齐穗期 源库改变设对照、剪除剑叶(剪1 叶)、剪除所有功能叶(剪3 叶)以及相间剪除一次枝梗(疏花), 研究开放条件下高CO2 浓度对不同源库处理水稻产量及其构成因子的影响。结果表明, 对没有进行剪叶疏花处理的水稻(即对照)而言, 高CO2 浓度使‘Y 两优2 号’籽粒产量平均增加12%, 这主要与每穗颖花数和结实能力均略有增加有关。高CO2 浓度使剪1 叶、剪3 叶处理水稻的产量分别增加26%和57%, 这主要与饱粒率和所有籽粒平均粒重均大幅增加有关。对齐穗期疏花处理水稻而言, 高CO2 浓度导致的产量增幅与对照水稻接近。与对照相比, 齐穗期剪1 叶、剪3 叶处理使水稻籽粒产量分别降低17%和52%, 均达极显著水平, 这主要与饱粒率和所有籽粒平均粒重均显著下降有关; 尽管齐穗期疏花处理使水稻结实能力显著增加, 但因每穗颖花数减半, 产量大幅下降(29%)。籽粒最终产量对高CO2 浓度的响应与饱粒率和所有籽粒平均粒重的响应呈显著正相关。以上结果表明, 水稻齐穗期人为改变源库比例(特别是剪叶)可以改变籽粒结实能力和最终产量对高CO2 浓度的响应。

  • 近地层臭氧浓度增高对稻米品质的影响: FACE 研究

    分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-10-20 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要: 利用稻田开放式空气中臭氧浓度增加(FACE, Free Air gas Concentration Enrichment)平台, 以常规粳稻‘武粳15’和杂交粳稻‘陵风优18’为供试材料, 设置大气背景臭氧浓度(Ambient)和高臭氧浓度(比Ambient 增高21%, 模拟21 世纪中叶臭氧浓度)两个水平, 研究臭氧胁迫对大田生长水稻成熟期稻米加工、外观、蒸煮/ 食味和营养品质的影响及其种间差异。结果表明, 近地层臭氧浓度增高使稻米糙米率、精米率和整精米率均不同程度下降, 其中精米率降幅达显著水平。与Ambient 相比, 臭氧胁迫使两品种稻米垩白米率、垩白大小和垩白度平均分别增加15.0%(P=0.10)、42.0%(P<0.05)和60.5%(P<0.05)。臭氧胁迫使稻米胶稠度平均降低7.1%(P<0.05), 但对两品种稻米直链淀粉和糊化温度均无显著影响。稻米RVA 谱测定结果显示, 臭氧胁迫对稻米最高黏度值、崩解值、冷胶黏度值、消减值和回复值均无显著影响。臭氧胁迫使两品种稻米蛋白质浓度呈增加趋势,但均未达显著水平。方差分析表明, 多数情况下, 两品种间稻米诸品质性状存在显著差异, 但品种与臭氧的互作对所有测定指标均无显著影响, 说明两品种稻米品质对臭氧胁迫的响应无明显差异。本试验在开放稻田条件下运行, 适度臭氧胁迫使稻米垩白明显增加, 胶稠度显著下降, 但对其他米质指标影响较小, 两品种趋势一致。