开放式增温对粳稻光合作用和叶绿素荧光参数的影响

研究环境温度升高对粳稻光合生长的影响,对于评估未来气候变暖对北方水稻生产的影响具有重要意义。采用开放式主动增温系统(Free Air Temperature Increasing,FATI),以沈农9816和港辐粳16为试验材料,设置额定功率2 000 W的增温处理,以环境温度作为对照,从抽穗期开始,测定2个品种水稻剑叶的SPAD值、光合作用和叶绿素荧光参数。结果表明,增温处理使沈农9816剑叶SPAD值显著降低(P<0.05),而对港辐粳16剑叶SPAD值无显著影响;增温处理使沈农9816在抽穗后第0~30天剑叶净光合速率(P_n)显著降低(P<0.05),气孔导度(G_s)在抽穗后第0~20天也显著低于对照(P<0.05),而胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)在抽穗后第0~40天与对照无显著差异(P>0.05)。港辐粳16仅在抽穗后第20天增温处理剑叶P_n、G_s、C_i和T_r显著小于对照(P<0.05)。增温处理使沈农9816在抽穗后第0~30天剑叶的有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(q_P)均显著低于对照(P<0.05),非光化学淬灭系数(q_N)显著升高(P<0.05)。港辐粳16在抽穗后第30~40天增温处理剑叶的Φ_(PSⅡ)、q_P均显著升高(P<0.05),q_N显著降低(P<0.05)。增温使沈农9816的每穗实粒数、结实率、千粒重和产量均显著低于对照(P<0.05),而对港辐粳16的产量及构成因素无显著影响。综上所述,大气温度升高条件下,不同耐热性的粳稻品种剑叶的光合和叶绿素荧光参数的变化规律存在差异,沈农9816是热敏感品种,港辐粳16具有一定的耐热性。

野外增温方法研究进展

全球变暖是目前人类面临的主要环境问题之一,过快的温度增幅对于植物生理、植被分布、土壤微生物活性、土壤有机物矿化和物质循环等将产生深远的影响,因此全球变暖的相关研究近几十年来一直是各国科学家研究的热点.野外增温实验是研究全球变暖最常用的手段之一,因研究区地理环境、植被类型特征和研究目标的不同,增温实验中根据增温设备增温效果及实验需求衍生出了各种不同的类型,对于空气增温、植被增温和土壤增温,在不同研究中各种设备的适用性有所差异.本文总体将增温装置归纳为减少太阳辐射能量耗散的被动增温和依赖电力进行能量输入的主动增温两大类,从增温装置增温原理及方法、野外实验中实际增温效果以及野外气候条件下实施难度及维护等方面,重点论述了各种增温设备的优缺点及适用性,并归纳总结了增温设备在使用过程中的局限性.湿地生态系统暂时或长期地表淹水及土壤高湿和水的高比热容带来的增温难度与森林生态系统高大树冠增温的实施难度是未来增温需要解决的问题.此外,建议对未来增温采用大规模长周期变温实验,结合模型预测,实现更准确的增温模拟,以获取更加真实的生态系统响应.