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二氧化碳浓度改变对于稻麦产量的影响分析

来源: http://www.wsgjly.com/  类别:技术文章  更新时间:2013-6-18 8:55:44  阅读

二氧化碳浓度改变对于稻麦产量的影响分析
      中国是农业大国,水稻和小麦是中国人的主食,水稻种植面积分别约占中国现有耕地面积的23%和世界水稻种植面积的20%。小麦种植面积分别占中国耕地面积的26%和世界小麦种植面积的13%,,21世纪中叶全球大气CO2含量将由目前的380μmol·mol-1可能上升到550μmol·mol-1。与全球变化其他因子,如气温、土壤湿度以及近地层臭氧等作物生长逆境因子的变化存在着明显的时空差异不同,全球大气CO2含量的变化相对均一。外环境控制试验及模型估算表明,随着大气CO2含量升高,作物产量和生物量一般呈增加趋势,二氧化碳浓度的测定可以使用二氧化碳测量仪进行测定分析,本文就进行分析一下二氧化碳浓度对于稻麦产量的影响。
      为了进一步探讨不同因素对大气CO2含量增加引起稻麦产量变化的相对影响,本研究对原始数据进行了分类。按CO2含量分为500~549、550~599、600~680和大于700μmol·mol-1;按CO2补给方式分封闭式气室(GH)、开顶式气室(OTC)和自由大气CO2富集(FACE)平台试验,其中二氧化碳的浓度测定可以使用二氧化碳检测仪进行测定分析。
      与本底大气CO2含量(平均为380μmol·mol-1)相比,大气CO2含量升高(平均为627μmol·mol-1)显著增加了水稻和小麦籽粒产量(GY),平均分别增加19.31%(95%CI为16.87%~21.76%,n=116)和17.27%(95%CI为14.94%~19.60%,n=143),这主要由于穗数和穗粒数协同增加的结果。其中,水稻穗数和穗粒数分别增加11.9%和13.4%,小麦穗数和穗粒数分别增加12.8%和10.5%;而大气CO2含量升高对稻麦千粒质量(TGW)和收获指数(HI)的影响不显著。另外,大气CO2含量升高显著增加水稻最高分蘖数,而对水稻颖花数和结实率无显著影响,对分蘖成穗率的影响呈负效应。
      大气CO2含量升高明显促进水稻和小麦总生物量(HBt)的积累,分别增加了22.11%(95%CI为19.43%~24.8%,n=116)和15.86%(95%CI为2.95%~28.76%,n=68)。随CO2含量升高,稻麦地上和地下部生物量分配比例(根冠比)发生显著变化,2种作物的地下部较地上部生物量增加更明显,水稻地上和地下部生物量分别增加17.72%和28.28%,小麦分别增加18.86%和23.22%。水稻株高变化比小麦显著,2种作物的穗质量和茎质量均较叶质量增加更多。另外,水稻和小麦叶面积指数都显著增加,分别增加了19.39%和9.40%,光合作用速率分别增加8.15%和10.49%,而比叶面积无显著变化

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