在斯里兰卡副湿地中大气二氧化碳对于水稻（Oryza sativa）的光合作用和水分关系的升高反应外文翻译资料

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在斯里兰卡副湿地中大气二氧化碳对于水稻（Oryza sativa）的光合作用和水分关系的升高反应

摘要：本文的目的是确定与生物量相关的生理参数反应生产和水厂关系。在斯里兰卡标准兰卡米（Oryza sativa）品种（BG-300）升高CO 2（即570lmol / mol）。 在两个季节，水稻作物在三种不同的实验处理下生长;即570lmol / mol（即beta;升高）和370lmol / mol，二氧化碳在开放的顶部室内和在环境中CO2在开放条件下。 叶网光合作用升高率在22-75％之间提高与环境比较。但是，细胞间之间的比例和周围二氧化碳浓度依然存在不同的二氧化碳处理和季节不变。 二氧化碳浓缩降低了单个叶气孔导度和单位叶面积蒸腾速率增加叶和冠层的温度。 但总体来说冠层气孔导度和每日总冠层升高的处理的蒸腾速率约为与在环境条件下实现的相同。这是因为二氧化碳浓缩条件下叶面积指数显着增加，叶片空气蒸气压差较大。 二氧化碳提高叶片叶绿素含量显着增加; 然而，叶绿素a中的光系统II（即Fv / Fm）捕获的光能的效率（即光化学产率）并没有显示与CO2的显着和一致的变化。

关键词：水稻 - 二氧化碳 - 光合作用 - 气孔导度 - 蒸腾 - 水势

1. 引言

全球大气二氧化碳浓度目前约为365lmol / mol，预计到本世纪末将达到700lmol / mol（Houghton等，1996）。由于二氧化碳的升高，在世界不同地区进行实验的稻米产量明显下降。（Horie 1993，Baker等人，1996，Moya等人1998，Ziska等人1997，Kim等人2001，De Costa等人2003）。 De Costa et al。 （2003）表明，二氧化碳排放量下的粮食产量增加主要是由于生物质产量增加而不是粮食生物量分配的增加。在本文中，我们调查了水稻一些关键生理过程对CO2升高的反应，以确定其对生物量产量和籽粒产量的增加的贡献。许多研究表明，CO2升高可提高C3植物的净光合速率物种（Lawlor和Mitchell 1991，Stitt 1991，Wolfe等1998），包括水稻（Baker等人，1990，Baker等，1997，Imai 1995）。另一方面，二氧化碳的增加也显示出减少叶片气孔导度（gs）（Morison 1987，Drake等，1997）。由于气孔位于叶片内部和外部空气之间的气体交换路径的中心位置，这种gs的减少可能对蒸腾和光合作用具有重要的意义。尽管gs的减少可能具有减小的效果对于单位叶面积的蒸腾速率（Kimball and Idso，1983），CO2浓度升高时叶面积指数的增加可抵消这种下降（Morison和Gifford 1984，Acock and Allen 1985，Eamus 1991）。因此，本研究调查了二氧化碳的升高将如何确定斯里兰卡亚湿润气候中种植的水稻作物的蒸腾速率。gs和蒸腾作用的变化也影响着J.Angronomy＆Crop Science 189,71-82（2003）2003柏林的Blackwell Verlag。

与植物水分关系的其他参数，如叶片水势（Oslash;l）和叶片温度（T1）。 可能减少蒸发水分流失可能会增加Oslash;l（Uprety et al。1995）和Tl（Morison and Gifford 1984，Baker and Allen 1993，Pinter et al。1996）。因此，本文的具体目标是确定在生物量生产和植物水分关系的生理过程和参数响应的标准斯里兰卡水稻品种升高二氧化碳（即550lmol / mol）。此外，大多数以前关于水稻对二氧化碳升高的反应的实验工作已经在比较低温度条件下生长的作物（例如Kim等人，2001）为19.7-20.8℃。斯里兰卡的低海拔，亚湿润地区，目前的工作进行了较高的温度体系（即27-28℃）。材料和方法本文报告的结果是从两个实地实验中获得的在斯里兰卡的Ibbagamuwa的水稻研究与发展研究所两个时期 - 第一次从1月到3月（马哈

季节），2001年5月至8月（亚拉季节）的第二季度.De Costa等人在“实验场地的气候和土壤条件”中有详细介绍。 （2003）。实验处理对低地稻田条件下种植水稻作物进行了三次实验处理。在CO 2浓度为570lmol / mol的条件下，在CO 2浓度为570lmol / mol的开放顶部室（OTC）中生长CO 2处理作物，而环境CO2处理维持在370lmol / mol的环境CO 2浓度。开放处理包括在环境CO2浓度下在开放野外条件下种植的作物。 De Costa等人提供了OTC设计和构造的全部细节。 （2003）。三种处理方式重复三次（iesix OTCs加三个开放地块），并以随机完整的块设计方式进行。作物建立和管理斯里兰卡最广泛种植的水稻品种BG300是3个月的水稻品种，是通过在2001年1月1日和11日的移植而建立的，山间距为15厘​​米bull;15厘米，每个山丘有3个幼苗。除了不同的二氧化碳浓度和OTC的存在或不存在之外，所有作物都是用推荐的施肥和植物保护措施种植的（De Costa et al。2003）。因此，作物在其生长期间不增加水分或养分的限制。测量叶片净光合速率（Pn）Pn在穗开始（移栽后38和42天-DAT-）和使用LICOR-6400光合作用测量系统的50％标题（56和60DAT）阶段测量。在每个处理中，在5个随机选择的植物的最小，完全扩展的叶上，在1030和1230h之间以恒定的饱和辐照度（即1200lmol / m 2 s）1 PAR进行测量。气孔导度（gs） ，蒸腾速率每单位叶面积（Et）和叶片温度（T1）在营养（28和32DAT）和生殖（45和64DAT）阶段使用LICOR-1600稳态孔眼测量仪（LICOR Inc）测量气孔导度（gs） 。，Nebraska，Lincoln，USA）。在饱和下每天进行三次（1000,1200和1400h）的测量

五个随机选择的植物的最小，完全扩张的叶子的辐照度。 Et和Tl在每个gs测量下同时测量。复制电导（gc）和冠层蒸腾（Ec）在yala季节在67和68 DAT测量整个冠层的总气孔导度和蒸腾量，以找出单个叶片的组合变异气孔导度（gs）和不同CO2处理下叶面积指数的单位叶面积蒸腾速率（Et）。选定植物的檐篷划分为旗，中，下叶。旗叶包括主要秆和分蘖。中叶是仍然扩大和完全扩大的幼叶，没有显示任何衰老。底叶是底部叶层的绿色叶子，那些开始显示衰老症状的叶子，如黄化和褐变。 gs，Et和部分叶面积指数分别在不同的冠层上测量。以900〜1600h的小时间隔测定Gs和Et。通过乘以相应的平均值gs和Et值和部分叶面积指数，分别计算每个冠层的电导率和蒸腾速率。通过对三层各自的电导相加来计算冠层电导率。通过将相应冠层的速率相加并将其乘以测量之间的相应时间间隔（即一小时）来计算小时冠层蒸腾速率。通过将每个小时值相加来计算每日总冠层蒸腾速率。通过将每日冠层蒸腾量除以总冠层叶面积计算每单位叶面积的每日冠层蒸腾速率。每单位陆地面积（Ec）的每日冠层蒸腾速率通过乘以

冠层蒸腾速率单位叶面积总冠层叶面积指数。每日平均冠层电导率72 De Costa et al。（gc）被计算为在下面获得的gc值的平均值

一天内的小时间隔。 Squire和Black（1981）已经使用这种方法来测量gc和Azam-Ali（1983）测量粟米作物的Ec，其结构与水稻相似。

叶片水势（Oslash;）

在茉莉花季节期间，在茉莉花季节和穗期（34 D和52 DAT）期间，使用Scholander压力室（Soil Moisture Equipment Corp.，Santa Barbara，CA，USA）在yala季节测量Oslash;。 每天，在黎明之前进行Oslash;测量，以表示工厂内的水可用性达到最大值的时间。 中期Oslash;测量是为了表示内部植物水分亏缺由于中午蒸腾速率高而处于最大值的时间。 在每次测量时，在每次处理中，从五个随机选择的植物中获取最年轻的完全扩张的叶片。使用红外线温度计（HORIBA，IT-330：Horiba Ltd，Japan）测量拷贝温度（Tc）Tc 在马哈季节期间的DAT。 在1030至1430小时的时间间隔内进行每次处理的测量。

叶片叶绿素含量

使用Spadmeter（Minolta Co.Ltd。，Japan）进行叶绿素含量的间接测量。 spadmeter通过测量使用650nm和940nm波长的光中叶片的衰减来测量叶片叶绿素含量（Pinter等人，1994）。在马哈季节，在营养和繁殖阶段每周进行一次测量，此外，在早期和晚期灌装期间进行了两次测量。在yala季节，在作物持续时间内进行每周测量。叶绿素荧光光系统II（PSII）（Opti-Sciences Inc.，Tyngsboro，MA，USA）捕获的光能在叶绿素中的效率（即光化学产率） a通过使用OS-100调制荧光计（Opti-Sciences Inc.，Tyngsboro，MA，USA）的叶绿素荧光测量来测量。在10年至1430小时的时间间隔内，在马哈季节的65天DAT下，在自然光条件下进行测量。通过开放（即完全氧化）反应中心，光系统II（PSII）在稳态下捕获的激发能量的效率，状态条件被计算为Fv / Fm之间的比率，其中Fv是最大荧光（Fm）和最小荧光（Fo）之间的差。Fo是当PSII的所有反应中心开放以接收电子时的荧光，而Fm是当给出饱和的闪光灯时所发出的荧光，使得PSII的所有反应中心都被封闭（即所有的中心已经进行电子转移）。 Fm和Fo之间的差异（即Fv）表示光合作用的光化学反应的能量捕获量。 因此，Fv / Fm之间的比值是光合作用光化学效率的指标。 由于荧光发射主要来自PSII，由于叶绿素a是光捕获的主要色素，Fv / Fm表示PSII在叶绿素a中的光化学效率。

表1：在升高的二氧化碳（570lmol / mol）下生长的水稻作物的不同物候阶段，叶片净光合速率（Pn），细胞间CO2浓度（ci）以及生长气氛（ca）中ci和CO2浓度之间的比率和 2001年马哈（1月至3月）和亚拉（5月至8月）季节开放顶层室和露天条件下的环境CO2（370 lmol / mol）马哈在穗开始（38 DAT）在50％航向（56 DAT） 处理Pn（lmol m）2s）1）ci（1mol mol）1）ci / ca Pn（1mol m）2s）1）ci（1mol mol）1）ci / ca

结果

叶片净光合速率（Pn）Pn在升高的二氧化碳处理中显着

（P lt;0.05）大于环境CO2和开花期处理，在两个季节的穗开始和50％穗期（表1）。在马哈季节的两个阶段，环境和开放处理的Pn之间没有显着差异。相比之下，在yala期间，环境处理比在穗开始阶段的开放处理具有显着更大的Pn。然而，在50％的标题下，开放治疗的Pn显着大于环境的Pn（表1）。在高处理中Pn比环境温度升高的百分比在马哈（即51-75％）高于亚拉（22-33％）。在环境和开放处理中观察到的Pn范围在两个季节之间没有显着差异。然而，在升高的处理中，在yala季节（即27-28lmol / m 2 s）1中观察到的Pn的范围显示比在maha季节（33-36lmol / m 2 s）期间观察到的明显下降1） 。所有处理的Pn作为作物显示出增加。在两个季节的所有测量阶段，二氧化碳处理提高，细胞间二氧化碳浓度（ci）显着（P lt;0.05）显着（P lt;0.05）（表1）。环境和开放处理之间的ci没有显着差异，除了在yala季节的50％的标题，开放处理的ci显着低于环境的ci。尽管ci的上述变化，ci并且在相应的生长环境（ca）中保持CO 2浓度。在所有治疗阶段的所有治疗范围内（即0.82-0.85）在非常窄的两个季节范围内（表1）。统计学分析显示，ci / ca三种治疗方法差异无统计学意义，除了在开花治疗的ci / ca显着（P lt;0.05）低于升高和环境CO2治疗方法没有显着差异。

表2：在升高的二氧化碳（570lmol / mol）和环境条件下生长的水稻作物的叶气孔导度（mms）

叶气孔导度（gs）

在两个季节的大多数时间和测量日期，升高的二氧化碳处理的叶片气孔导度（gs）显着低于周围处理（P lt;0.05）（表2）。在马耳他季节，低于环境的高处理剂中，gs的百分比降低了15％至52％，而在yala季节，gs的降低幅度从13％降至19％。这种总体趋势的例外情况发生在32天DAT 1200小时的yala季节和64日DAT的1000和1200小时。在这些情况下，升高和环境处理之间的gs没有显着差异（表2）。开放场处理中gs的变化与开放顶部室内的其他两种处理相比，并没有显示一致的模式。在玛哈期间，早上（即1000小时）的所有治疗的gs都低于中午和下午获得的各值。相比之下，在yala季节，gs早上高于中午和下午。

叶和冠层温度

在两个物种的两个时期，单个叶片温度（T1）在所有测量时间段都显示出显着的（P lt;0.05）处理间变化（表3）。但是，有一个

lt;

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