删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

大气CO<sub>2</sub>浓度升高与氮肥互作对玉米光合特性及产量的影响

本站小编 Free考研考试/2022-01-23

摘要
摘要:为阐明大气CO2浓度升高和氮肥交互作用对C4作物玉米光合生理和产量的影响,本研究利用自由大气CO2富集(FACE)平台,以玉米品种‘郑单958’为试验材料,在不同施氮量[常氮180 kg(N)·hm-2、低氮72 kg(N)·hm-2]下比较大气CO2浓度[(400±15)μmol·mol-1]和高CO2浓度[(550±15)μmol·mol-1]对玉米生长的影响。结果表明:1)大气CO2浓度升高使玉米苗期叶片叶绿素浓度显著(P=0.025)增加9.5%,抽雄期净光合速率显著(P=0.009)增加9.0%;低氮和常氮下,高CO2浓度使玉米各主要生育期胞间CO2浓度分别显著增加34.8%~48.5%和40.0%~49.4%,气孔导度在大口期和抽雄期分别显著下降21.6%(P=0.015)和22.1%(P=0.010),玉米叶片水分利用效率在大口期、抽雄期和灌浆期分别显著增加12.9%(P=0.002)、9.8%(P=0.019)和18.8%(P=0.001);高CO2浓度使玉米非光化学淬灭呈降低趋势、PSII有效光化学量子产量有增加趋势;相同氮水平下,高CO2浓度对玉米产量没有显著影响。2)高CO2浓度和合理施氮交互作用对玉米功能叶叶绿素含量、净光合速率、PSⅡ有效光化学量子产量增加有一定的促进作用,如在大口期和抽雄期,常氮+高CO2浓度处理叶绿素含量比低氮+大气CO2浓度处理增加17.3%和10.7%,高CO2浓度和合理施氮量交互作用有增加玉米产量的潜力,合理增加施氮量促进了CO2肥效的发挥。在未来大气CO2浓度升高条件下合理施氮对C4作物玉米生长发育有促进作用。
Abstract:Since the industrial revolution, the concentration of atmospheric CO2 has increased from 280 μmol·mol-1 to 400 μmol·mol-1. Nitrogen is a necessary element for many important enzyme-mediated processes in plant growth and is the primary nutrient needed for plant growth. Among different C4 crops grown worldwide, including China, maize is the most widely planted crop. Clear answers regarding the effect of elevated atmospheric CO2 concentration (eCO2) on corn growth and the interaction between eCO2 and nitrogen fertilizers (N) are yet not to be attained. Studying the impact of eCO2 on maize growth under different nitrogen supply conditions is important to assess the role of climate change in the C4 crop growth. A Free Air CO2 Enrichment (FACE) facility was used in this experiment. The FACE facility has six octagon loops for eCO2, (550±15) μmol·mol-1, and six additional octagon loops for ambient CO2 concentration of (400±15) μmol·mol-1 (aCO2); three of which are eCO2 experimental loops and the other three are aCO2 experimental loops applied with conventional nitrogen fertilizer, 180 kg(N)·hm-2 (CN). The rest are low nitrogen, 72 kg(N)·hm-2 (LN), application treatments. Twelve experimental loops were arranged randomly in the maize field, with the plants spacing of 25 cm and a rows spacing of 60 cm. Results showed that under eCO2, the chlorophyll concentration of maize seedling leaves increased significantly by 9.5%, and the net photosynthetic rate increased by 9.0% at the tasseling stage. During the maize growth period, eCO2 significantly enhanced the intercellular CO2 concentration by 34.8%-48.5% and 40.0%-49.4% under low nitrogen and conventional nitrogen application conditions, respectively. In addition, the stomatal conductance decreased by 21.6% and 22.1% at the 12-leaf and the tasseling stages, respectively. As a consequence of decreased stomatal conductance, the efficiency of water consumption in maize leaves increased by 12.9%, 9.8%, and 18.8% at the 12-leaf stage, tasseling stage and filling stage, respectively. eCO2 also decreased Non-Photochemical Quenching (NPQ), and increased PSⅡ effective photochemical quantum yield (Fv'/Fm') value. At the same nitrogen fertilizer (N) level, eCO2 had no significant effect on the maize yield. Secondly, the interaction of eCO2 and a reasonable increase of N application rate promoted the chlorophyll content, net photosynthetic rate, and Fv'/Fm' of maize functional leaves. For instance, the chlorophyll content of functional leaves for CN-eCO2 against LN-aCO2 increased by 17.3% and 10.7%, respectively, at the 12-leaf and tasseling stages. The combination of eCO2 and a reasonable increase in the N application achieved the maximized maize yield, indicating the promotional effect of N application under the eCO2 conditions. Appropriate application of nitrogen fertilizer has the potential to promote the growth and development of maize crop under eCO2 conditions in future.



PDF全文下载地址:

http://www.ecoagri.ac.cn/article/exportPdf?id=1952234f-e87c-4e7f-b89d-2137d685216b
相关话题/大气 作物 生育 材料 生理

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 水分胁迫对日光温室葡萄叶片生理变化及果实发育的影响
    摘要摘要:为探究鲜食日光温室葡萄高效节水生产的水分管理方式,选取日光温室6a生葡萄‘红地球’为试验材料,以充分灌溉为对照[CK,土壤含水率为75%~100%的田间持水率(θf)],分别在萌芽期、新梢生长期、开花坐果期、果实膨大期、着色成熟期设置土壤含水率为55%θf(其他4个生育期为75%~100% ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 基于Copula的京津冀平原作物水分利用效率驱动因子分析
    摘要摘要:农业是京津冀地区最主要的用水部门,提高农业用水效率有助于缓解京津冀水资源压力,实现可持续发展。基于VIP模型模拟的1980-2013年京津冀平原作物水分利用效率(WUE)、作物净初级生产力(NPP)、作物实际蒸散发(ETa),结合同期年平均气温(Tmean)、年降水量(Pre)和年日照时数 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 华北典型区域土壤耕作方式对土壤特性和作物产量的影响
    摘要摘要:华北平原是我国重要的小麦玉米种植区,长期土壤旋耕免耕和秸秆全量还田带来耕层变浅、犁底层变厚和上移、土壤养分表聚等现象,通过耕作方式改变,解决上述问题对维持区域粮食生产有重要意义。试验以冬小麦-夏玉米轮作系统为研究对象,分别在代表华北平原高产区的栾城试验区和代表中低产区的南皮试验区进行,设置 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 基于合成孔径雷达的农作物后向散射特性及纹理信息分析——以吉林省农安县为例
    摘要摘要:及时掌握农作物类型、时空分布和结构信息,是合理调整农业结构的重要科学依据。针对光学遥感依赖于太阳辐射,在农作物生长周期内常受制于云雾的影响而无法获取到光学遥感数据的问题,本文采用全天时全天候、不受云雾等天气影响的合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)影像,探讨 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 西南区域水稻关键生育期界限温度起始期的预测研究
    摘要摘要:保证作物安全生产是种植制度的根本要求,也是作物稳产、高产的基础。本文基于西南水稻种植区317个气象台站1961-2015年的日平均气温和最高气温资料,分析了近55年来该区域不同保证率下水稻安全播种期、水稻开花期高温热害和低温冷害的最早发生期,并建立了西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 玉米/大豆、玉米/花生间作对作物氮素吸收及结瘤固氮的影响
    摘要摘要:禾本科与豆科作物间作具有显著的增氮作用。为探明玉米/大豆、玉米/花生间作模式的氮素吸收、氮营养竞争能力及豆科结瘤特性的变化,解释玉米与豆科间作体系的增氮效应,通过田间试验,设置玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米/大豆间作(MS)、花生单作(PP)、玉米/花生间作(MP)等5种种植模式 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 红豆和白扁豆种子萌发和生长对盐胁迫的响应及其生理机制
    摘要摘要:为探讨红豆和白扁豆种子萌发及幼苗生长对盐胁迫的响应及其生理机制,以红豆品种‘渝红豆2号’和传统白扁豆品种为材料,分别用不同浓度NaCl(0mmol·L-1、20mmol·L-1、40mmol·L-1、60mmol·L-1、80mmol·L-1、100mmol·L-1)溶液处理种子,测定不同 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 河北典型农田大气重金属干沉降通量及来源解析
    摘要摘要:重金属是影响农田土壤环境质量和农产品品质的主要污染物,大气沉降是农田重金属的来源之一。长期以来,由于观测资料缺乏,对于我国农业区大气重金属的沉降量和来源认识一直不清楚。本研究基于河北典型农田连续1年的外场观测,测试分析了大气气溶胶9个粒径段中25种金属元素的含量,结合干沉降阻抗模型估算了这 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 基于APSIM模型的大气气溶胶直接辐射效应对我国玉米产量的影响评估
    摘要摘要:在大气气溶胶污染日益严重的时代背景下,气溶胶对农作物生长发育的影响越来越不可忽视。本文以全球气溶胶监测网(AErosolROboticNETwork,AERONET)中具有常年观测数据的我国北京、香河和太湖为研究站点,利用AERONET多年观测资料以及MODIS地表反照率数据,借助6S(S ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 冬季作物-双季稻轮作种植模式氮、磷、钾养分循环与产量可持续性特征
    摘要摘要:研究分析农业生态系统NPK养分循环和产量的可持续性,对实现养分资源优化管理和农业可持续发展具有重要意义。基于长期冬季作物-双季稻轮作种植定位试验,分析了2004—2017年冬闲-双季稻、马铃薯-双季稻、紫云英-双季稻、黑麦草-双季稻、油菜-双季稻等轮作种植模式早、晚稻产量的可持续性与稳定性 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23