开放式空气中CO_2浓度增高(FACE)对水稻生长和发育的影响

What have we learned from 10 years of free-air CO_2 enrichment(FACE)experiments on rice Growth and development

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摘要人类活动导致的大气和气候变化将极大地改变作物的生长环境,其中最大的一个变化就是大气二氧化碳(CO_2)浓度的迅速上升:从工业革命前的平均270 μmol/mol上升到目前的381 μmol/mol,到2050年至少超过550 μmol/mol.FACE(Free-air CO_2 enrichment,开放式空气中CO2浓度增高)试验是目前评估未来高浓度CO_2对作物生长和产量实际影响的最佳方法.水稻无疑是人类最重要的食物来源,迄今为止人类利用FACE技术开展水稻响应和适应的研究已有10a(1998-2008年)的历史.以生长发育为主线,首次系统综述了10a水稻FACE试验在该领域的研究成果,总结了FACE情形下高浓度CO_2(模拟本世纪中叶大气CO_2浓度)对主要供试水稻品种(小区面积大于4 m~2)光合作用、生育进程、地上部生长、地下部生长、物质分配、籽粒灌浆、产量构成以及倒伏性状等影响的研究进展,比较了FACE与非FACE研究之间以及中国和日本FACE研究(世界上唯一的两个大型水稻FACE研究)之间的异同点.根据研究进展以及当前的技术水平,文章最后提出了该领域的3个优先课题:(1)FACE情形下杂交稻生产力响应高于预期的生物学机制;(2)FACE情形下CO_2与主要栽培措施的互作效应;(3)FACE情形下CO_2与主要空气污染物臭氧的互作效应.这些响应的机理性解析将有助于从根本上减少人类预测未来粮食安全的不确定性,进而更加有效地制订出应对全球变化的适应策略.

作者杨连新 ^[1] 王云霞 ^[1] 朱建国 ^[2] Toshihiro Hasegawa ^[3] 王余龙 ^[1] 学术成果认领

作者单位扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,扬州,225009 ^[1] 中国科学院南京土壤研究所,土壤与农业可持续发展国家重点实验室,南京,210008 ^[2] Division of Atno-Meteoroloav,National Institute for Atcro-Environmental.Sciences,3-1-3 Kannondai.Tsukuba,Ibaraki 305-8604,Japan ^[3]

关键词 FACE(Free-air CO_2 enrichment,开放式空气中CO_2浓度增高水稻生长发育 free-air CO_2 enrichment(FACE)rice growth development

主题词稻属(Oryza)空气(Air)生长(Growth)研究(Research)生长和发育(Growth and Development)

分类号 S5

栏目名称 专论与综述

发布时间 2010-05-10

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