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CO_2浓度升高和干旱交互作用对谷子生长与光合生理的影响

胡晓雪  
【摘要】:目前,全球变暖及变暖引发的部分地区干旱是我们当前面临的重大环境问题。谷子是我国北方干旱地区传统的优势作物,在CO2浓度日益升高的今天和未来,谷子的生长发育及光合生理将如何变化,是我们当下亟待解决的问题。以往的研究大多侧重于单一因子的影响,本研究利用山西农业大学试验基地开顶式气室(OTC系统)在干旱条件下谷子不同生育期进行高Co2浓度的响应试验,分别测量了干旱情况下拔节期和灌浆期的的光合指标、叶绿素荧光参数、各项生理生化指标及成熟后形态指标等,拟为气候变化条件下谷子如何适应干旱提供一定的理论依据。试验结果如下:(1)CO2浓度升高和水分胁迫的交互作用对谷子叶片结构的变化影响不显著。(2)湿润条件下,高C02浓度使Pn在2015年拔节期、灌浆期和2016年谷子拔节期均有增加,WUE在2015年拔节期、灌浆期和2016年灌浆期均有增加,Gs、Tr在2015年拔节期、灌浆期和2016年灌浆期均有下降,而干旱条件下的Pn、WUE、Gs、Tr增幅比湿润条件下小,说明干旱会影响CO2对光合的促进作用。(3)2015年谷子拔节期,湿润条件下,高C02浓度使叶绿素a的含量显著降低,叶绿素b的含量显著增加,类胡萝卜素的含量显著降低。在干旱条件下,则均有不同程度的下降。2016年,谷子灌浆期,C02浓度升高后,湿润条件时叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量均显著增加;水分胁迫时叶绿素a的含量增加,叶绿素b和类胡萝卜素的含量降低。水分胁迫和CO2浓度升高交互作用对光合色素含量有显著影响,说明C02浓度升高可以缓解水分胁迫带来的不利因素。(4)C02浓度升高后,在干旱条件下,Fv/Fm均集中在0.69~0.75左右。2015年,C02浓度升高后,在不同水分条件下,谷子拔节期叶片的φPSII、ETR和qP都有极显著的降低。2016年,C02浓度升高后,在不同水分条件下,谷子拔节期叶片Fv/Fm显著增加,谷子灌浆期叶片Fv'/Fm'、φPSII、ETR和NPQ都有显著增加。水分胁迫和C02浓度升高交互作用对谷子叶绿素荧光参数的影响不显著。(5)C02浓度升高后,在干旱条件下,过氧化物酶(POD)的含量有所增加;C02浓度升高和水分胁迫交互作用对丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)没有显著影响。叶片中糖类的变化趋势由于两年的气候条件差异、生育期不同而导致变化趋势不一致。(6)C02浓度升高后,在不同水分条件下,谷子的穗重都有显著增加。C02浓度升高和水分胁迫的交互作用下,2015年,谷子穗长、茎粗、节数有显著变化,而谷子株高、穗重和千粒重的变化不显著;2016年,谷子的株高、茎粗、节数、株高、穗长、穗重和千粒重都没有显著的变化。


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