CO2浓度升高对冬小麦叶片特性及蒸散影响研究初报.pdf

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1、第14卷第2期2014年1月科学技术与工程Vo1.14No.2Jan.20141671—1815(2014)02—0017—07ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci.Tech.Engrg.农业科学CO2浓度升高对冬小麦叶片特性及蒸散影响研究初报徐芸皎’景元书俄有浩马玉平李少魁’。(南京信息工程大学应用气象学院,南京210044;中国气象科学研究院,北京100091;94783部队气象台,长兴313111)摘要利用开顶式气室(OTC)设置不同CO浓度处理,观测分析了CO

2、:浓度升高对冬小麦叶片特性与蒸散的影响。结果表明,CO浓度增加100%、50%和25%后冬小麦叶面积指数(LAI)、叶重、厚度及蒸散量均有不同程度的增加。其中,在叶片发育最旺盛的抽穗期IJAI和叶重分别增加23%、11.4%、5.6%和21.3%、9.4%、4.3%;抽穗后,冬小麦平均旗叶面积和叶厚分别增加25.1%、8.4%、4.1%和12.9%、8.8%、7.5%;而旗叶叶绿素无明显变化;蒸散量在拔节一孕穗期略有增加,在孕穗一抽穗期分别增加33.8%、26.8%、11.9%,在开花一乳熟期分别增加了44%

3、、23.9%、8.3%。可见,CO:浓度增加有利于冬小麦生物量的积累,但同时增加了农田生态系统的耗水量。关键词CO,浓度冬小麦叶片叶面积指数(LA1)蒸散中图法分类号$512.11;文献标志码B政府问气候变化专门委员会(IPCC)第四次评键。目前对作物蒸散的研究较少,大多研究集中于估报告综合报告指出,全球大气CO浓度从工业革命作物蒸腾及水分利用率随CO浓度的变化,研究都前的260~280×10ppm上升到2005年的379×表明CO:浓度增加会使得作物蒸腾降低,水分利用10(ppm)。根据世界气象组织和中国气

4、象局2012率明显提高。然而,这并不代表作物的需水量年发布的温室气体公报信息,至2011年,全球平均下降,虽然蒸腾降低、水分利用率提高,但叶面积和大气cO浓度为390.9×10(ppm),中国瓦里关站生物量大幅的增加,是否会完全抵消这一作用,甚至平均大气cO2浓度为392.2×10(ppm)⋯,1990使作物的需水量有所增加,目前还均未知。年以来平均每年升高2.0×10(ppm)。联合国环由于小麦叶片是光合作用的主要器官,对籽粒境计划署政府问气候变化委员会估计,21世纪末全产量的贡献率很大,同时也影响着小麦的

5、蒸散。叶球大气CO,浓度预计达到650—780×10面积对作物生长和产量的影响很早就被人们认(ppm)J。c0,是光合作用的底物,而且还是初级识卜mJ。其中旗叶对小麦籽粒产量的贡献可占到代谢过程(气孔反应和光合作用)、光合同化物分配三分之一⋯J。研究小麦叶片特性的多与小麦育种和生长的调节者J。因此,在全球气候变化要素及栽培有关,而CO浓度对小麦叶片,尤其是旗叶影中,大气CO,升高对植物的生理过程、生物量及产量响的研究较少。具有极为重要的影响。本文选用OTC试验方法,以华北地区冬小麦为中国内陆地区水资源短缺,而

6、在未来气候变化研究对象,分析了CO浓度增加对冬小麦叶片特性下有可能会进一步加剧,了解作物需水量(近似等与蒸散的影响,为大气CO浓度升高对作物需水量于作物蒸散量)随CO浓度的变化是节水灌溉的关变化机理研究提供依据。1材料与方法2013年8月12日收到,8月30日修改国家自然科学基金(41275115)、国家重点基础研究发展计划(2010CB951302)、1.1试验站概况公益性行业(气象)科研专项(GYHY201006027)、试验于2012~2013年在中国气象局河北定兴江苏省第九批”六大人才高峰”高层次人才

7、项目(NY-038)、江苏高校优势学科建设工程(PAPD)项目资助县固城农业气象试验站(39。0855”N,l15。4359”E)第一作者简介:徐芸皎,女,浙江温州人,硕士研究生。研究方向:农进行。该地区属于中国冬小麦主产区华北平原黄淮业气象和应用气象。海麦区,冬小麦当年10月上旬播种,次年6月中旬通信作者简介:俄有沽。E—mail:eyh@cams.cma.gov.an。成熟收获。试验站多年平均气温11.7oC,年降水量18科学技术与工程14卷551.5mm,其中,冬小麦生育期间平均气温6.7℃,个对照()

8、。D3、D2和D1处理CO,浓度分别较对降水量201mm。该区域冬小麦生育期间需灌水照浓度增加100%、50%和25%;DO为对照,不施加2~3次,灌水量200~300mm。区域土壤为典型中CO,,为田问作物冠层大气环境CO,浓度。试验以壤褐土。钢瓶装纯度99.9%的CO为气体发生源,由玻璃转1.2试验设计与处理子流量计调节流量大小,用塑料软管导人气室。每试验在站内位于东西方向,问距3.0m的4个天

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