太陽輻射減弱對冬小麥生理生化及產(chǎn)量的影響研究.pdf

1、當前，太陽輻射減弱所引起環(huán)境效應受到了人們的廣泛關注。近年來，中國地區(qū)大氣氣溶膠的濃度、大氣渾濁度及灰霾日數(shù)增加導致到達地表的太陽輻射呈現(xiàn)降低趨勢，其中長江三角洲地區(qū)的降低較明顯。本研究通過大田試驗及模型模擬方法系統(tǒng)研究了太陽輻射減弱對冬小麥生長發(fā)育、光合生理特性、干物質累積及分配、產(chǎn)量的影響，建立、修訂光合作用及干物質生產(chǎn)模型。通過作物模式分析了輻射減弱條件下農作物干物質的累積和分配特征，提出了模式的改進措施，為全面準確評估氣候變化對

2、我國主要糧食作物產(chǎn)量的影響提供依據(jù)。主要結果如下：
　　 (1)在太陽輻射減弱條件下，冬小麥葉綠素(Chl)、類胡蘿卜素(Car.)和葉黃素(Xanthophy)的含量明顯上升，增強了作物對光能的吸收和利用能力。從拔節(jié)期至成熟期，60％-40％自然光處理降低了葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、水分利用率(WUE)和氣孔導度限制值(Ls)，增加了胞間二氧化碳濃度(Ls)。在同樣的輻射減弱條件下，上述變量對

3、光強的敏感度明顯受到抑制。太陽輻射減弱條件下，冬小麥葉片光合系統(tǒng)未發(fā)生光抑制或光破壞，因此其最大量子效率和初始熒光上升。輻射減弱顯著抑制光合系統(tǒng)Ⅱ(PSII)反應中心的吸收與利用光能的能力、光化學猝滅系數(shù)(qP)及葉片的電子遞體(PQ)的活性，增加了PSII吸收的光能向熱耗散途徑分配的比例。60％-40％自然光處理顯著增強冬小麥葉片的過氧化物酶(POD)、超氧化歧化酶(SOD)活性，提高丙二醛(MDA)和電導率(EC)的含量，有效清除了

4、自由基對質膜系統(tǒng)的傷害。太陽輻射減弱降低葉片可溶性糖、可溶性蛋白質的含量，但促進總游離氨基酸的累積。
　　 (2)60％-20％自然光條件下，冬小麥增加株高(PH)和葉面積(LA)，降低單位葉重(LMA)、根干物質比(RMR)、莖干物質比(SMR)和根冠比(LCR)，提高葉干物質比(LMR)、葉重分數(shù)(LMF)、葉面積比(LAR)和葉面積-根干物重比(LARMR)。上述調整一定程度上提高了光能的獲取和利用能力，但不足以彌補光能不

5、足所帶來的影響，因此總生物量(TB)凈同化率(NAR)和相對生長率(RGR)持續(xù)下降。
　　 (3)修訂的WheatGrow(WG)模型能較好地反映太陽輻射減弱條件下冬小麥光合作用和干物質生產(chǎn)的變化。在水肥充足條件下60％、40％自然光處理的冬小麥光合作用和總干物質質量分別下降了23％、31％,35％、41％，籽粒產(chǎn)量下降了34.08％和47.91％。在極端情況下，20％和15％自然光處理的冬小麥光合速率、總干物重及籽粒產(chǎn)量分別