基于改进的CTGC系统下不同CO2浓度对水稻生长发育的影响

为探索二氧化碳肥效作用对作物生长发育产量形成的长期影响及其在气候变化背景下的综合影响,验证改进后二氧化碳与温度梯度系统(CTGC)的精确性与可靠性,开展了水稻全生育期二氧化碳和温度梯度处理试验,测定了水稻生长发育及产量形成的反应,分析了环境因素对水稻生长发育的影响,并就试验系统原理和功能的改进做了说明。研究表明,处理小区水稻的籽粒灌浆增长和灌浆速率、干物质增长和增长速率显著增加,产量和生物产量显著增加,并且表现为随二氧化碳浓度与温度增高而增加的趋势。生物量增加尤以营养生长中后期旺盛表现最为明显,并使得水稻发育期略显延迟;处理小区水稻的经济系数比对照小区明显降低。表明二氧化碳与温度处理增加了水稻的生物量,二氧化碳肥效作用对水稻籽粒产量的提高具有潜力。     

未来升温1.5℃与2.0℃背景下中国玉米产量变化趋势评估

基于ISI-MIP推荐的5个气候模式在4个RCP情景下的模拟结果,筛选21世纪末全球升温最接近1.5℃和2.0℃的气候数据,运用作物模型DSSAT,模拟升温1.5℃和2.0℃背景下中国玉米产量相对于基准时段1985-2006年的变化,揭示了1.5℃与2.0℃升温背景下中国玉米产量变化的空间分布。结果表明：升温2.0℃背景下玉米减产风险明显高于升温1.5℃,未来升温2.0℃背景下中国玉米减产面积比升温1.5℃背景下多6.2%,升温1.5℃和2.0℃背景下中国玉米平均减产幅度分别为3.7%和11.5%;从空间分布来看,升温1.5℃与2.0℃背景下未来中国玉米产量变化在区域分布上大致相似,但未来玉米增产和减产的面积和幅度不尽相同,在北方与西南玉米种植区都有一定的增产区域,其它区域大多以减产为主,其中西北部玉米种植区减幅最大;1.5℃升温背景下北方大部分地区气候条件对玉米生长有利,2.0℃升温背景下北方地区玉米减产也不明显,说明从近期到未来一段时间内,将全球升温控制在1.5℃以内,北方地区玉米仍具有一定增产潜力。     

CO2浓度升高与气候变化对农业的影响研究进展

全球气候变化过程加剧。阐述了CO_2浓度升高及气候变化对农业的影响,包括CO_2浓度升高对作物生产力的影响,CO_2浓度与温度升高相互影响以及CO_2浓度与水分利用之间相互影响。研究表明随CO_2浓度的升高,作物生产力如生物量、经济产量以及水分利用效率均将有所提高,但高温对作物生产力可能产生不利影响,并指出今后研究重点。     

大气CO2浓度升高条件下稻稗共生系统中稗草对水稻光合生理的影响

稗草是水稻田的恶性杂草之一，严重影响水稻的生长发育和产量形成。为明确CO2浓度升高条件下稗草和水稻的光合生理响应及其竞争关系变化，以吉粳88为研究对象，利用开放式CO2浓度富集系统（FACE系统）开展模拟试验。试验设置2个CO2浓度，分别为自然大气CO2浓度（400µmol·mol−1）和高CO2浓度（550µmol·mol−1），高CO2浓度环境应用FACE系统进行调控；每种CO2浓度处理中设2种种植方式，分别为清种水稻和水稻与稗草混种，稗草与水稻种植密度比为1:5，在水稻各生育期测定相应的光合生理指标并进行分析。结果表明：CO2浓度升高使水稻每穴穗数显著增加，结实率也有所提高，最终使水稻产量显著提高；稗草与水稻混种使水稻结实率显著降低，水稻千粒重显著增加，最终使水稻产量显著降低；CO2浓度升高和稗草互作使水稻千粒重显著提高，但对产量影响并不显著。CO2浓度升高使水稻干物质量显著提高，稗草使水稻干物质量显著降低；而CO2浓度升高和稗草互作对水稻干物质影响不显著。CO2浓度升高使水稻剑叶净光合速率、胞间CO2浓度及SPAD值显著升高，使水稻剑叶气孔导度和蒸腾速率显著降低，稗草显著降低了水稻剑叶净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率、瞬时水分利用效率及SPAD值；CO2浓度和稗草互作使水稻剑叶净光合速率先降低后升高。水稻抽穗后CO2浓度升高对水稻光合作用的影响大于稗草对水稻光合作用的影响。