利用开放式CO2浓度升高(Free Air Carbon dioxide Enrichment)系统平台,于冬小麦开花期、乳熟期对旗叶进行气体交换测量,根据光合模型计算光合参数,研究550μL.L-1CO2对冬小麦旗叶光合能力的影响。结果表明,无论是在冬小麦开花期还是乳熟期,FACE圈内的小麦叶片在短时间高CO2浓度下初始出现的光合速率增强逐渐减弱或消失,即FACE圈内的小麦叶片表现出对高CO2浓度的光合适应现象。低氮、常规施氮水平下均发现了小麦旗叶的光合适应现象,但是光合适应现象与施氮量没有显著的线性关系。另外,研究发现,FACE系统中,冬小麦旗叶的SPAD值和叶绿素含量降低,这可能是导致FACE系统中小麦叶片出现光合适应现象的原因。
IPCC报告指出到本世纪中期全球大气CO2浓度将比目前的浓度增加50%。CO2浓度升高将影响大豆的生长及产量。有关大气CO2浓度对大豆影响的研究大多在温室或开顶式气室中进行的,利用FACE(Free Air CO2 Enrichment)系统对大豆生长发育受CO2浓度升高影响的试验首次在中国进行,FACE圈中心的CO2浓度维持在(550±60)μmol·mol-1,对照浓度(389±40)μmo·lmol-1。这是继美国SoyFACE之后世界第二个利用FACE系统对大豆生长发育进行的研究,研究表明:大气CO2浓度升高提高了两个大豆品种全生育期的叶、茎、荚重及地上部分总重,收获后地上部分总干重平均提高52.30%;大豆叶面积对CO2浓度升高的响应存在品种差异,中黄35促进叶面积增加而中黄13抑制叶面积的增加。CO2浓度升高使鼓粒期大豆比叶重增加,中黄35比叶重增加23.08%到达显著水平。CO2浓度升高使大豆节数、分枝数、茎粗提高,特别是茎粗收获期中黄35增加7.18%,中黄13增加26.33%,均到达显著或极显著水平;大气CO2浓度升高使两个品种产量平均增加30.93%,产量的增加主要是由于CO2浓度升高提高了大豆单株荚数和百粒重。大气CO2浓度升高对大豆各器官占地上部分重量的比例影响不明显,对大豆收获指数的影响未达显著水平。大气CO2浓度升高对大豆的影响品种差异明显。结论与美国SoyFACE的研究结果基本一致,如FACE系统下大豆生物量、产量都较对照增高,但变化幅度较SoyFACE的结果高。
