开放式空气二氧化碳浓度增高(FACE)条件下水稻的根系活力和氮同化能力

应用生态学报

开放式空气二氧化碳浓度增高(FACE)条件下水稻的根系活力和氮同化能力

庞静^1，2 朱建国¹ 谢祖彬¹ 刘钢¹ 陈改苹¹ 张雅丽¹

¹中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室，南京 210008；²湖北大学资源与环境学院，武汉 430062

收稿日期:2004-10-02 修回日期:2005-02-21 出版日期:2005-08-18

Root activity and nitrogen assimilation of rice(Oryza sativa)under Free-Air CO₂ Enrichment

PANG Jing ^1,2,ZHU Jianguo¹,XIE Zubin ¹,LIU Gang ¹,CHEN Gaiping ¹,ZHANG Yali¹

¹State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture,Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,China;²Faculty of Resource and Environment,Hubei University,Wuhan 430062,China

Received:2004-10-02 Revised:2005-02-21 Online:2005-08-18

摘要/Abstract

摘要： 利用FACE(Free Air Carbon-dioxide Enrichment)平台技术，用伤流量法研究了低氮(LN 150 kg·hm^-2)和常氮(NN 250 kg·hm^-2)水平下，大气CO₂浓度升高对水稻分蘖、抽穗期和穗后35 d根系活力和根系N同化能力(氨基酸合成能力)的影响.结果表明，就整株水稻来看， CO₂浓度升高和N处理对根系活力无显著影响；但由于FACE条件下水稻分蘖数增加14.5%(LN)和20.7%(NN)，使每茎根系活力(伤流强度)降低1.4%～21.7%.在分蘖和抽穗期，虽然FACE处理促进了根系吸收的无机N向氨基酸转化，根系伤流液中氨基酸氮/无机氮提高11.1%～143.1%，但氨基酸浓度和合成总量和对照相比无明显差异.在穗后35 d，FACE处理减弱了水稻根系的N同化能力，表现为根系伤流液中氨基酸/无机氮降低38.1%(LN)和29.2%(NN)；同时氨基酸浓度降低34.0%(LN)和44.7%(NN)，氨基酸合成总量降低50.8%(LN)和40.0%(NN).提高施氮水平促进了抽穗期水稻根系对无机氮的吸收，伤流液中无机氮含量增加51.1%(对照)和155.2%(FACE)，但并未增加氨基酸合成量，由此导致抽穗期氨基酸氮/无机氮显著降低19.5%(对照)和36.8%(FACE)；同时，氮处理在这个时期与FACE处理表现出明显的交互作用.

关键词: 西伯利亚红松, 引种, 森林资源

Abstract: With Free-Air CO₂ Enrichment(FACE)technique,this paper studied the root activity and amino acid(aa) synthesis of rice(Oryza sativa)at low N(LN,150 kgN·hm^-2)and normal N(NN,250 kgN·hm^-2)under ambient air and elevated atmospheric CO₂(Ambient+200 μmol·mol^-1).Under elevated CO₂,the xylem exudates per hill changed little,while the xylem exudates per stem declined by 1.4%～21.7% as the result of greater tiller numbers.At tillering and heading stages,elevated CO₂ increased aa N/inorganic N in xylem exudates by 11.1%～143.1%,but did not affect the aa concentration in xylem exudates and the total amount of aa in roots significantly.However,at 35 days after heading,the aa N/inorganic N ratio decreased by 38.1%(LN)and 29.2%(NN)under elevated CO2.FACE also declined the aa concentration in xylem exudates by 34.0%(LN)and 44.7%(NN),and the total amount of aa by 50.8%(LN) and 40.0%(NN),which meant the retarded capability of aa synthesis in roots.N amendment led to a decrease of aa N/inorganic N in xylem exudates by 19.5%(Ambient) and 36.8%(FACE) at heading stage,as the result of unaffected aa and increased inorganic N concentration.There existed a significantly antagonistical CO2×N interaction on aa N/inorganic N at heading stage.

庞静^1，2 朱建国¹ 谢祖彬¹ 刘钢¹ 陈改苹¹ 张雅丽¹. 开放式空气二氧化碳浓度增高(FACE)条件下水稻的根系活力和氮同化能力[J]. 应用生态学报.

PANG Jing ^1,2,ZHU Jianguo¹,XIE Zubin ¹,LIU Gang ¹,CHEN Gaiping ¹,ZHANG Yali¹. Root activity and nitrogen assimilation of rice(Oryza sativa)under Free-Air CO₂ Enrichment[J]. Chinese Journal of Applied Ecology.

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