收藏本站
《中国农业科学院》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

CO_2浓度升高对冬小麦生长和产量影响的生理基础

韩雪  
【摘要】:由于化石燃料的燃烧及土地利用的变化,全球大气CO_2浓度日益增加,预计到2050年,大气CO_2浓度将升高到550μmol·mol~(-1)。小麦是全球重要的粮食作物。本文利用中国北京豆麦轮作FACE,以强筋冬小麦CA0493和中麦175为供试材料,CO_2浓度处理设对照CO_2浓度(AmbientCO_2,415±16μmol·mol~(-1))和高CO_2浓度(Elevated CO_2,550±17μmol·mol~(-1))两个水平;施N处理设常规施氮(NN,底肥含N118kg·hm~(-2)+追肥含N70kg·hm~(-2))和低氮(LN,底肥含N66kg·hm~(-2)+追肥含N17kg·hm~(-2))两个水平。三次重复。于2007~(-2)010年连续试验,以CO_2浓度升高对冬小麦产量的影响为核心,进一步从光合碳吸收、物质积累和分配、氮素吸收和利用以及灌浆进程几方面深入研究,得出以下主要结论: ⑴CO_2浓度升高使冬小麦产量三年平均增加10.71%,其中低氮肥和常规氮肥下增幅分别为10%和12%。主要增加了单位面积穗数(+6.16%)和穗粒数(+4.08%),减少了不孕小穗数(~(-2)1.68%)。 ⑵CO_2浓度升高使冬小麦花前净光合速率和CO_2日同化量分别增加23.51%和11.91%,从而增加了花前干物质积累,但缩短了花后籽粒生长持续时间。光合碳吸收的促进作用到开花后逐渐减弱。这可能是由于开花后,CO_2浓度升高使籽粒对碳氮的需求增加,促使叶片中氮素向籽粒转移,从而使叶片叶绿素含量下降,出现光合适应。 ⑶CO_2浓度升高使冬小麦地上部生物量在拔节期、开花期和成熟期显著增加10.25%、17.65%和10.88%。明确了CO_2浓度升高对常规施肥干物质积累明显,特别是茎秆物质贮存增加。CO_2浓度升高使经济系数在低氮肥条件下增加0.97%,在常规氮肥条件下降低5.48%。 ⑷CO_2浓度升高使冬小麦植株氮积累量在拔节期、开花期和成熟期分别增加5.63%、12.34%和6.12%,氮素物质生产效率和籽粒氮素生产效率分别增加3.56%和3.90%。表明在CO_2浓度升高条件下,冬小麦对氮素的需求增加。为了达到供需平衡,提出未来550μmol mol~(-1)CO_2浓度条件下的推荐施N量为145kg hm~(-2)。根据植物需求控制氮肥用量,提高氮肥利用效率,减少氮肥损失,实现环境友好与增产双赢。在高CO_2浓度条件下,冬小麦产量与开花后植株吸氮量显著正相关,可以调控追肥时间,满足小麦开花后的氮素需求,进一步达到稳产增产的目的。 CO_2浓度升高使植株含N量在拔节期、开花期和成熟期分别降低3.55%、4.73%和2.94%。CO_2浓度升高,地上部生物量的增幅高于氮吸收量的增幅,这可能稀释植株含N量,是植株含N量在高CO_2浓度下降低的部分原因。另一方面,CO_2浓度升高使小麦旗叶硝酸还原酶活性在两个生育期平均降低22.24%。这说明CO_2浓度升高抑制了NO3ˉ的还原,降低了小麦旗叶的含N量。 ⑸在高CO_2浓度条件下,中麦175的籽粒灌浆速率增加,而CA0493的籽粒灌浆速率降低。中麦175的旗叶光合功能期比CA0493长,有助于积累更多光合产物,促进灌浆速率。中麦175的单穗粒重比CA0493高45.26%。从源汇平衡角度来看,在高CO_2浓度条件下,中麦175的源端同化物供应能力和库容形成能力均优于CA0493,因而中麦175在高CO_2浓度条件下更加稳产高产。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S512.11

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王晓薇;王燕敏;万汉芸;谢光芬;;冬小麦产量与气象条件分析[J];安徽农学通报(下半月刊);2011年10期
2 滕凯;于兴华;陈凌颜;;冬小麦水肥生产函数模型的进一步优化[J];农业科学研究;2011年02期
3 周立峰;冯浩;杜健;;土壤扩蓄增容肥对冬小麦产量及水分利用效率的影响[J];干旱地区农业研究;2011年04期
4 张云霞;冉献忠;;气象条件对2010年冬小麦生长发育的影响[J];气象与环境科学;2011年S1期
5 刘淑君;;北方潮土区冬小麦最佳测土配方施肥模式[J];天津农业科学;2011年04期
6 成林;刘荣花;马志红;;增温对河南省冬小麦产量的影响分析[J];中国生态农业学报;2011年04期
7 ;干旱肆虐推高多国粮价[J];粮食问题研究;2011年04期
8 裴宏伟;孙宏勇;沈彦俊;刘昌明;;不同灌溉处理下冬小麦水平衡与灌溉增产效率研究[J];中国生态农业学报;2011年05期
9 张喜英;;中国科学院栾城农业生态系统试验站农田节水研究过去、现在和未来[J];中国生态农业学报;2011年05期
10 周立峰;冯浩;;不同灌水下复合肥对冬小麦产量及农田净生态系统生产力的影响[J];农业工程学报;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李元广;王伟良;金建;;生物能源与CO_2减排领域的热点战略研究方向——微藻生物柴油产业化技术的发展思路及若干科学问题分析[A];庆祝中国藻类学会成立30周年暨第十五次学术讨论会摘要集[C];2009年
2 邹定辉;;长时期的高CO_2浓度生长条件对羊栖菜光合作用没有下调的作用[A];庆祝中国藻类学会成立30周年暨第十五次学术讨论会摘要集[C];2009年
3 冯振刚;;CO_2激光在自体表皮移植术中的应用[A];2010全国中西医结合皮肤性病学术会议论文汇编[C];2010年
4 刘程惠;胡文忠;姜爱丽;田密霞;王艳颖;何煜波;金黎明;;超临界CO_2萃取牡蛎中多不饱和脂肪酸条件优化的研究[A];中国食品科学技术学会第七届年会论文摘要集[C];2010年
5 南北红;赵青松;;不锈复合钢板的CO_2半自动焊接[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集(河南、贵州分册)[C];2007年
6 王勇;李海龙;张俊清;赖伟勇;刘明生;;海南香茅油超临界CO_2萃取条件的优化和筛选[A];海南省药学会二○一○年学术年会会议论文集[C];2010年
7 钟华;蒲彪;胡旭;;超临界CO_2萃取麻疯树籽油工艺的响应面优化[A];2010年中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会暨华南地区农产品加工产学研研讨会论文摘要集[C];2010年
8 樊丽华;聂阳;;离子液体吸收CO_2的研究进展[A];二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集[C];2009年
9 杨营;林日嘉;吴清华;陈水挟;;固体胺纤维的制备及其对CO_2的吸附再生性能研究[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
10 何海;曹寅雪;李爱军;;基于LMDI方法的湖北省工业CO_2排放分解分析:1999-2007[A];“两区”同建与科学发展——武汉市第四届学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 小静;印度冬小麦产量下滑[N];国际商报;2003年
2 黄艳红、铁良;我市冬小麦需采取壮苗措施[N];唐山劳动日报;2010年
3 记者 郭晋晖;冬小麦实现“八连增” 有助减弱通胀预期[N];第一财经日报;2011年
4 本报特约观察员 刘正敏;冬小麦丰收在即 产量预计同比持平[N];粮油市场报;2011年
5 殷国安;“不差粮”窘境围堵小麦市场[N];新农村商报;2011年
6 曾晓伟 陈晓艺;安徽冬小麦产量呈增产趋势[N];中国气象报;2004年
7 莱阳农学院 刘树堂;冬小麦的营养与施肥[N];农资导报;2006年
8 国家粮油信息中心 王晓辉;今年我国冬小麦产量同比下降[N];粮油市场报;2003年
9 乔林生;我国冬小麦产量与质量有望同步提高[N];期货日报;2006年
10 沧州市粮食局 张荣胜;麦价局部回调 市场弱势盘整[N];河北科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩雪;CO_2浓度升高对冬小麦生长和产量影响的生理基础[D];中国农业科学院;2012年
2 麦博儒;太阳辐射减弱对冬小麦生理生化及产量的影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
3 冯福学;不同耕作措施对绿洲灌区冬小麦“根土系统”的影响[D];甘肃农业大学;2010年
4 李炎;水肥调控措施对冬小麦光合产物分配的模拟研究[D];沈阳农业大学;2011年
5 黄鸿雁;高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化[D];华中科技大学;2011年
6 夏天;基于高光谱遥感的区域冬小麦生物量模拟及粮食安全评价[D];华中师范大学;2011年
7 张芳;大气CO_2、CH_4和CO浓度资料再分析及源汇研究[D];中国气象科学研究院;2011年
8 戴耀;钯催化CO_2、CO的转化及C-N键偶联反应的研究[D];大连理工大学;2012年
9 侯颖;川西亚高山复合群落中岷江冷杉和四种草本植物生长对CO_2浓度和温度升高的响应及其机理研究[D];华东师范大学;2010年
10 杨东晓;分离CO_2固定载体膜传质机理及其膜过程模拟和优化研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宁东峰;黄淮海地区冬小麦水氮高效利用栽培技术研究[D];中国农业科学院;2010年
2 董勤各;秸秆粉碎与化肥混施对冬小麦水分利用的影响[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
3 张洋;冬小麦水氮高效利用基因型差异的生理机制研究[D];西北农林科技大学;2010年
4 齐林;冬小麦夏大豆种植方式与水分利用关系研究[D];山东农业大学;2010年
5 伍利;硫氮配施对冬小麦物质积累转运及产量的调控效应研究[D];河南农业大学;2010年
6 雷艳;调亏灌溉和氮营养对冬小麦生长和水氮利用的影响[D];西北农林科技大学;2010年
7 柴彦君;鄂北岗地不同品种冬小麦氮效率差异性的研究[D];华中农业大学;2010年
8 刘岩;冬小麦—夏大豆种植方式与全年水分利用关系的研究[D];山东农业大学;2011年
9 王佩玲;CO_2浓度倍增与介质施氮对冬小麦物质生产及氮素利用的影响[D];西北农林科技大学;2010年
10 白丽婷;渭北旱塬不同类型地膜覆盖对土壤环境和冬小麦生长的影响[D];西北农林科技大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026