农业环境科学学报

作者：袁嫚嫚,朱建国,孙义祥,王伟露,刘钢

单位：土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所, 南京 210008,安徽省养分循环与资源环境省级实验室/安徽省农业科学院土壤肥料研究所, 合肥 230031,中国科学院大学, 北京 100049,土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所, 南京 210008,安徽省养分循环与资源环境省级实验室/安徽省农业科学院土壤肥料研究所, 合肥 230031,土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所, 南京 210008,土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所, 南京 210008

关键词：CO2浓度升高,增温,水稻,产量,粒位,充实度,

基金：基金委国际（地区）合作与交流项目（31261140364）；科技部国际科技合作与交流项目（2010DFA22770）；国家重点研发计划（2016YFD0200806）；安徽省农业科学院创新团队（18C1021）

为了明确水稻籽粒充实度对未来大气CO2浓度（[CO2]）和温度相伴升高的响应，应用T-FACE（Temperature and Free AirCO2 Enrichment）试验平台，以优质粳稻南粳9108为试材，研究[CO2]升高（对照+200 μmol·mol-1）和增温（对照+1℃）对水稻灌浆期和收获期不同粒位籽粒充实度和产量的影响。结果表明，与对照（Ambient）相比，高[CO2]增加了水稻产量和有效穗数，高温的结果与之相反。[CO2]和温度升高下，2015年和2016年水稻分别减产4.0%和14.0%，有效穗数相应减少3.5%和5.4%。强势粒千粒质量最大，比饱粒、中势粒和弱势粒千粒质量分别提高了8.0%~11.7%、10.5%~15.0%和38.8%~63.9%。与Ambient相比，[CO2]和温度升高对饱粒、强势粒、弱势粒千粒质量无显著影响，但[CO2]升高显著提高中势粒千粒质量（P<0.05），增温极显著降低了中势粒千粒质量（P<0.01）。收获期，[CO2]升高增加了强、弱势粒穗粒质量，减少了单穗粒质量和中势粒穗粒质量；增温降低了强、中势粒穗粒质量；[CO2]和温度升高降低了水稻单穗粒质量和中势粒穗粒质量。进一步分析，[CO2]或温度升高水稻强、弱势粒占穗质量比例增加，中势粒占穗质量比例减少。[CO2]和温度升高两年弱势粒占穗质量比例平均增加了33.1%，远高于强势粒占穗质量比例的增幅（12.4%），中势粒占穗质量比例平均减少了4.5%。收获期，强、中、弱势粒占穗质量比例分别为9.9%~15.9%、73.2%~84.8%、5.2%~10.6%。因此，中势粒穗粒质量及其比例的减少对产量的影响大于强势粒、弱势粒。2016年单穗粒质量和中势粒穗质量比2015年明显减少，导致2016年产量下降了17.3%~28.6%，增温加剧了产量的降幅，应与2016年水稻开花期高温、灌浆期多雨有关。综上所述，[CO2]和温度升高下弱势粒占穗质量比例的增加及中势粒千粒质量、穗粒质量及其占穗质量比例的减少，导致[CO2]升高不能弥补增温对产量的负效应。

来源：2019年第10期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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