大气CO_(2)浓度和气温升高对藜麦生长及碳氮代谢的影响

为明确大气CO_(2)浓度升高和气温升高的交互作用对藜麦(Chenopodium quinoa Willd)生长及碳氮代谢的影响机制,在控制气室开展CO_(2)浓度和温度升高对藜麦的影响研究,设置对照CK(CO_(2)浓度和温度与室外相同)、EC(CO_(2)浓度为室外测定值+200μmol·mol-1,气温与室外测定值相同)、ET(CO_(2)浓度与室外测定值相同,气温为室外测定值+2℃)、ECT(CO_(2)浓度为室外测定值+200μmol·mol-1,气温为室外大气测定值+2℃)共4个处理,对藜麦灌浆期的光合作用、碳氮代谢以及成熟期的形态指标进行测定。结果表明,与对照相比,ET处理使藜麦的单株粒重降低75.73%,而EC处理使藜麦的地上部分生物量增加50.14%,单株粒重增加38.20%;ET处理使藜麦的水分利用效率下降,但EC、ECT处理均提高了藜麦叶片净光合速率和水分利用效率;ET处理使藜麦叶片光合色素含量显著降低,而EC处理使藜麦叶片的光合色素含量升高;在碳代谢中只有ET处理使可溶性糖含量显著降低48.78%,EC和ECT处理使蔗糖含量显著升高;ET和ECT处理均使蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性显著下降,而EC处理使蔗糖合成酶活性显著升高了73.27%,蔗糖磷酸合成酶活性则显著下降;EC和ECT处理均使藜麦丙酮酸激酶和α-酮戊二酸脱氢酶活性显著升高;ET处理使琥珀酸脱氢酶活性下降,ECT处理则使琥珀酸脱氢酶活性升高;在氮代谢中,EC、ET、ECT处理均使谷氨酸合成酶活性降低,使硝酸还原酶活性升高,其中ECT处理最高。综上,CO_(2)浓度升高可以缓解气温升高对藜麦生物量和产量的抑制,并促进碳代谢,有利于氮素同化。本研究结果将有助于了解气候变化对藜麦生长和生理生化的影响,为未来气候变化背景下藜麦栽培提供技术参考。