CO2浓度倍增、增温和轻度干旱对冬小麦根系生长和氮素吸收的影响

摘要：

[目的]根系是作物氮素吸收的主要器官,研究CO,浓度倍增和增温对根系生长和氮素吸收的影响,为应对气候变化提供科学的养分管理策略.[方法]以冬小麦(Triticum aestivum L.)为材料,在人工气候室内进行盆栽试验.设置对照(大气CO2浓度400 pmol/mol+正常环境温度,CK)、CO2浓度倍增(CO2浓度800 μmol/mol+正常环境温度,ECO2)、增温4℃(CO2浓度400 μmol/mol+增温4℃,ETem)和CO2浓度倍增+增温4℃(CO2浓度800 μmol/mol+增温4℃,ECO2+ETem)4种气候情景,每种气候情景设置充分供水(80％田间持水量)和轻度干旱(60％田间持水量)两个水分条件.调查了冬小麦根系生长(根生物量、根冠比、总根长、根总表面积和根总体积)和氮素吸收的情况,分析冬小麦氮素吸收与根系生长的关系.[结果]1)CO2浓度倍增对冬小麦各生育期根系生长均无显著影响,而增温4℃和轻度干旱显著抑制了开花和灌浆期的根系生长.2)CO2浓度倍增、增温、轻度干旱共同作用均显著抑制了冬小麦根系生长,其中增温和轻度干旱对根系生长具有协同抑制作用.3)CO2浓度倍增显著降低了冬小麦灌浆期根氮含量,而对地上部氮含量无显著影响;增温4℃显著增加了冬小麦各生育期根氮含量和地上部氮含量;轻度干旱增加了根氮含量和地上部氮含量,且仅对地上部氮含量有显著影响;CO2浓度倍增与增温交互作用仅对根氮含量增加有显著促进作用;增温与轻度干旱交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均有显著促进作用;CO2浓度倍增与轻度干旱交互作用,以及CO2浓度倍增、增温和轻度干旱三者交互作用对根氮含量和地上部氮含量增加均无显著影响.4)根氮积累量及地上部氮积累量均与根系形态指标对CO2浓度倍增、增温、轻度干旱及其交互作用的响应具有相同变化特征,且根氮积累量和地上部氮积累量与各生育期根系形态指标有显著正相关关系.[结论]在本试验条件下增温和轻度干旱对冬小麦根系生长具有较强的抑制作用,且二者对根系生长具有协同抑制作用;CO2浓度倍增对冬小麦各生育期根部和地上部氮素吸收的影响总体不显著,而增温和轻度干旱对根部和地上部氮含量增加均有一定的促进作用,对根部和地上部氮积累量增加均有抑制作用,增温是影响氮素吸收的主导因子.

关键词：CO2浓度倍增、增温、水分条件、根系形态、氮素吸收

所属期刊栏目：28

分类号：S512.1;S152.7;S664.1

资助基金：中国科学院国际伙伴计划-对外合作重点项目161461KYSB20170013

在线出版日期：2023-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1977-1989