施用生物炭和硅肥对增温水稻叶片光合及荧光特性的影响
2021-03-15邢钰媛娄运生王坤刘健
邢钰媛,娄运生*,王坤,刘健
(1.南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京210044;2.南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室,南京210044)
IPCC第五次评估报告指出,近130年来人为活动导致的全球地表平均温度升幅已达0.85℃[1],预计2030—2052年将达1.5℃[2]。气候变暖存在季节和昼夜非对称性[3]。近50年来江淮地区年平均气温增温速率为0.028℃·a−1,冬春季增温趋势明显高于夏秋季,全年最低气温增幅高于最高气温,夜间气温增幅大于日间气温[4−5]。随气温增加,平均地温也呈明显升高趋势[6]。
温度是影响水稻生长发育最重要的环境要素之一。光合作用是作物生产和能量代谢的基础生理过程,极易受温度变化影响[7]。通过快速叶绿素荧光技术可实现无损条件下对植物光合性能的活体监测,利用高速连续激发光得到的叶绿素快相荧光动力学曲线(OJIP曲线),可全面展现位于类囊体膜上的光系统Ⅱ(PSⅡ)的光反应过程、效率和结果[8]。研究表明,夜间增温抑制水稻光合特性,降低蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)以调节水分散失和能量循环,显著降低叶片净光合速率(Pn)和胞间CO2浓度(Ci)[9−10],但也有报道认为夜间增温可缓解低温对叶片抑制性以增加Pn[11]。夜间增温使灌浆期水稻荧光耗散增多,性能指数(PIABS、PICS和PITotal)降低,光合性能下降,但较少研究涉及水稻OJIP曲线[12]。
长江中下游地区是我国水稻种植的主要区域。水稻是典型的喜硅作物,对硅的吸收存在主动过程,其穗中硅含量约为10%~15%[13],远高于氮磷钾含量。施用硅肥可有效增加水稻的Pn和Gs,提高干物质积累和产量,能缓解夜间增温引起的抑制效应[14−16]。……
