大气CO_(2)浓度升高和干旱互作对谷子光合及抗旱生理特性的影响

作     者：刘亚静 张东升 李萍 宗毓铮 郝兴宇 LIU Yajing;ZHANG Dongsheng;LI Ping;ZONG Yuzheng;HAO Xingyu

作者机构：山西农业大学农学院太谷030801 

出 版 物：《中国生态农业学报（中英文）》 (Chinese Journal of Eco-Agriculture)

年 卷 期：2021年第29卷第3期

页      面：500-508页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31871517  31971773)资助 

主　　题：干旱 高大气CO_(2) 光系统Ⅱ效率 抗逆性 

摘      要：为明确谷子光合作用以及抗旱生理过程对高大气CO_(2)浓度和干旱交互作用的响应机制,在开顶式气室中(OTC)开展大气CO_(2)浓度和干旱交互对谷子影响的研究。设置两个CO_(2)浓度:环境CO_(2)浓度(400μmol·mol^(-1))和高CO_(2)浓度(600μmol·mol^(-1));两个水分处理:正常水分(70%~80%田间持水量)和干旱(45%~55%田间持水量),对高CO_(2)浓度和干旱互作下谷子光合气体交换参数、荧光动力学参数及抗旱相关生理指标的变化进行了研究。结果表明:高CO_(2)浓度可降低干旱条件下光合色素含量,加剧孕穗期谷子气孔关闭,减轻灌浆期干旱对谷子净光合速率的负效应并增加其水分利用效率。孕穗期高CO_(2)处理使正常水分处理下谷子气孔导度下降66.7%,而干旱处理下减少77.7%;灌浆期高CO_(2)使正常水分处理和干旱处理下谷子净光合速率分别增加19.0%和87.7%,水分利用效率增加37.1%和39.2%。干旱处理显著降低谷子除非光化学淬灭系数(NPQ)以外所有荧光动力学参数值,灌浆期高CO_(2)能缓解该作用。高CO_(2)处理显著减少纤维素含量和正常水分处理下过氧化物酶活性。干旱极显著升高POD活性(高CO_(2)浓度)及脯氨酸含量、可溶性总糖、淀粉含量(环境CO_(2)浓度)和纤维素含量(高CO_(2)浓度)。因此CO_(2)浓度升高能够改善谷子的PSⅡ光化学效率和提高抗氧化酶活性来增强谷子的抗旱性。