水稻发育对光周期和CO_2浓度的响应

地球大气中CO_2浓度的增加已引起了人们对CO_2对植物的影响,尤其是对世界粮食供应的未来展望的兴趣。水稻是一种主要的粮食作物,人们对CO_2浓度在水稻生理生长期和整个生育期方面的影响了解相对较少,而这是一个水稻品种对一特定地区环境适应性的一个重要方面。本研究的目的是确定一个当代改良水稻品种(Oryza sativa,品种 IR-30)在两个对照的光周期下对不同CO_2浓度的响应。在整个生育期中,水稻植株生长在置于室外、采用自然光照并由计算机控制环境条件的人工气候室中。室内的CO_2浓度分别为160、250(低于环境浓度)、330(环境浓度)、500、660和900(高于环境浓度)μmol CO_2/mol 空气。在1987年,整个试验进行了两次。第一次即早稻试验在营养生长阶段内延长了光周期,而第二次即晚稻(LPR)试验只利用自然出现的光周期。在两个试验中,营养生长期的主茎叶片发育速率均比生殖生长期的主茎叶片发育速率快,同时在营养生长阶段,出叶速度随CO_2处理而加快。在晚稻试验中,与等于环境CO_2浓度和低于环境CO_2浓度的处理相比,高于环境CO_2浓度处理下的水稻幼穗分化和孕穗期出现较早,且整个生育期缩短。这种随CO_2浓度上升而产生的植物发育加速现象与CO_2引起的营养生长阶段内主茎叶片的减少有关。相对于晚稻试验,在早稻试验中水稻植株发育对CO_2的响应的减弱是由人为延长光周期迫使生殖生长发育阶段推迟引起的,在高于环境浓度处理中更是如此。鉴于全球大气中CO_2浓度的持续增大,CO_2导致的发育加速和全生育期缩短可能会成为一个参与挑选水稻品种和安排特定地区农事活动的水稻学家和育种学家感兴趣的问题。