CO_(2)浓度升高下水稻株高、茎蘖与SPAD动态响应及其模拟

杨凯; 杨靖睿; 曹培培; 吕春华; 孙文娟; 于凌飞; 邓希

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水稻是中国主要粮食作物,CO_(2)浓度升高直接影响水稻的生产。但在CO_(2)浓度升高条件下,水稻生长发育的动态特征及其模型模拟研究尚不足。为探究水稻株高、分蘖与SPAD(表征叶绿素相对含量)动态对CO_(2)浓度升高的响应特征,在2017年与2018年,以常规粳稻“南粳9108”为试验材料,利用开顶式气室(OTC),设置背景大气CO_(2)浓度与CO_(2)浓度升高(+200μmol·mol^(-1))两个处理,并采用Logistic方程、Logistic修正方程和多项式回归方程分别对三者的动态曲线进行定量描述。结果表明:CO_(2)浓度升高对抽穗前的株高无影响,但当抽穗1周后的有效积温(GDD)大于720℃·d时,显著增加了最终株高,其增幅为7.1%(P0.953)。CO_(2)浓度升高总体上提高了水稻的分蘖能力,并且以移栽后天数和CO_(2)响应比为驱动变量,采用Logistic修正方程有效地模拟了茎蘖增长与消亡动态(r~2>0.971)。CO_(2)浓度升高仅增加了2017年抽穗后35 d旗叶与倒二叶的SPAD(P0.960),其中抽穗后天数和CO_(2)响应比是驱动变量。综上所述,CO_(2)浓度升高对水稻株高、茎蘖与SPAD具有促进作用,其效应与外界因素有关。模型能较好地模拟水稻株高、茎蘖与SPAD对CO_(2)浓度升高的动态响应。该研究可为未来CO_(2)浓度升高条件下,水稻生长发育和产量形成的预测提供科学依据。

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来源
《生态环境学报》 |2023年第5期|933-942|共10页
作者
杨凯; 杨靖睿; 曹培培; 吕春华; 孙文娟; 于凌飞; 邓希;
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作者单位

中国科学院植物研究所/植被与环境变化国家重点实验室;

中国科学院大学;

中山大学大气科学学院;

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正文语种 chi
中图分类环境气象学;污染生态学;
关键词
水稻; CO_(2)浓度升高; 株高动态; 分蘖动态; SPAD动态; 模型模拟;

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