在未来气候以温度升高与CO2浓度升高为主要特征的大背景下，CO2浓度升高和温度升高均直接影响作物叶片的光合速率，进而影响作物的生长和产量。本研究以水稻品种常优5号为研究对象，利用国内首个开放式CO2浓度升高和温度升高(FACE)系统平台,模拟未来气候变化情境下CO2浓度的升高和温度的升高，探究水稻功能叶片的光合作用速率和气孔导度对CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应, 以及其的响应规律。本研究为评估未来气候变化下CO2浓度升高和温度升高交互作用对C3作物叶片光合作用影响提供数据支持。
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract： 2
Key words: 3
1 实验材料与设计方法 4
1．1 试验平台 4
1．2试验设计 4
1.2.1实验品种材料 4
1.2.2 大田试验 5
1.2.3数据测定 5
2 结果分析 6
2．1不同光照强度下，水稻叶片的净光合速率对CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应 6
2．2 在饱和光强下水稻功能叶片的光合速率对CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应 8
2．3 饱和光强下水稻功能叶片的气孔导度（gs）对CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应 9
2．4 饱和光强下水稻功能叶片的胞间CO2浓度对CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应 9
2．5饱和光强下水稻功能叶片的Ci/Ca对CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应。 10
2．6 饱和光强下水稻功能叶片的水分利用效率（iwue）对CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应 10
3 思考与讨论 11
致谢 12
参考文献： 13
温度升高与CO2浓度升高交互作用对水稻功能叶片光合速率的影响
引言
Rice；Photosynthesis Rate; Increased temperature; Increased CO2 concentration; FACE;
引言：随着人类社会工业化进程的不断推进，预计到 2050 年,大 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
气CO2浓度将达到 450 − 550μmol mol1，温度相应增加 2 − 4 ºC（IPCC， 2013）。以CO2浓度升高和温度升高为主要特征的未来全球气候变化，会对作物生长和产量产生剧烈影响。水稻是世界上主要的粮食作物之一，也是我国最主要的粮食作物。水稻作为全球超过50% 人口的粮食，其中尤其是亚洲水稻产量占全世界90%以上。作物光合速率的对气候变化的响应直接决定着作物的生产力，因此准确地评估气候变化对水稻叶片的光合速率的影响是准确评估气候变化对水稻生产和产量影响的前提。
前人的研究探究和量化CO2浓度升高和温度升高对C3作物叶片光合速率的影响。长期的CO2浓度升高会使作物叶片光合速率出现下调的现象，即长期暴露于高浓度CO2下，光合速率增加的比值小于短期CO2浓度升高的影响，意味着CO2的净同化速率出现下调。而光合速率对温度的响应呈单峰型曲线,在单峰曲线上存在一个最适温度,即光合速率最大时的温度。长期温度升高对C3作物叶片光合速率的影响不一致，有的研究表明温度升高会增加C3作物叶片的光合速率，有的研究表明温度升高会降低C3作物叶片的光合速率。研究表明，温度升高适C3作物叶片光合速率的增加的比值随生长温度的增加而线性下降。
另外C3作物叶片光合速率对CO2浓度的响应受温度的影响。有研究表明，CO2浓度升高使C3作物叶片光合速率提高的比值随温度的升高而增加，这可能与长期温度升高使C3作物叶片光合最适温度上移有关[1]。在达到C3作物叶片光合最适温度之前,温度与CO2浓度交互作用对作物光合作用具有协同促进效应，然而在超过最适温度以后,温度并没有提高CO2浓度升高对光合作用的促进作用[2]。然而， Adachi等[3]研究表明，在长期CO2浓度与温度同时升高的情况下，C3作物叶片在高CO2浓度下出现光合下调的现象会更明显，即CO2浓度升高加速叶片衰老的现象在温度升高下更明显。这些光合速率对温度升高以及CO2浓度升高和温度升高交互作用的响应的不一致性需要进行进一步的研究。
CO2浓度升高能够降低C3作物叶片的气孔导度。Leaky等（2006）[4]研究表明CO2浓度升高并不会改变气孔导度模型中气孔导度与光合速率的量化关系，即CO2浓度升高并不会改变气孔导度与光合速率的耦合关系。Ci/Ca常被用来说明是否气孔导度与光合速率的是否偶联。研究表明，饱和光强下Ci/Ca维持在0.7左右，不会随生长环境而改变[5]。
而且，目前在大田实验条件下进行CO2浓度升高和温度升高交互作用对水稻叶片光合速率影响的研究很少。仅有的研究表明温度升高、CO2浓度升高和温度升高能够引起气孔导度的强烈适应[6]。大田试验研究表明, CO2浓度升高会降低C3作物叶片的气孔导度[7],而温度升高会引起叶片气孔导度的适应[6]。然而，这种适应性是基于气孔导度模型进行评估。气孔导度以及Ci/Ca在温度升高、CO2浓度升高和温度升高下气孔导度变化情况需要进一步研究。是否CO2浓度升高和温度升高交互作用改变水稻叶片气孔导度与光合速率的偶联关系需要进一步探究。就目前为止，并没有大量研究针对C3作物光合速率对温度升高、CO2浓度升高以及温度与CO2浓度同时升高两者交互作用的适应力和响应效应.
本课题就C3作物叶片光合速率对CO2浓度升高和温度升高交互作用的适应性响应效应为研究目标，同时应用全球主要粮食作物之一水稻种植品种中长江中下游优势种植品种—常优5号作为研究对象，利用国内首个开放式CO2浓度升高和温度升高(FACE)系统平台,模拟未来气候变化情境下CO2浓度升高和温度升高的变化，探究水稻功能在不同生育期功能叶片的光合作用速率、气孔导度对CO2浓度升高和温度升高交互作用的适应性, 以及探究这种适应性的响应规律。本研究为未来气候变化下CO2浓度升高和温度升高交互作用对C3作物光合作用影响的提供数据支撑。
1 实验材料与设计方法
1．1 试验平台
本试验在大学农业与气候变化研究中心野外试验站的开放CO2浓度和温度升高增高试验平台进行。该平台位于江苏省常熟市康博村(31°300N, 120°330E)，此地区属于亚热带湿润季风性气候，平均年总日照数2130.2小时，占可照时数48%；年平均气温16。C；年平均降水量位11001200毫米。进行水稻和小麦轮做的耕作方式，其中在每年的6月下旬到10月中下旬是水稻生长季。利用开放式 CO2 浓度升高和温度升高(T−FACE)系统平台,模拟未来气候变化情境下的 CO2 浓度和温度变化,获取 CO2 浓度升高和温度升高交互作用对水稻功能叶片的光合速率影响所需的生理生态数据。

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