大气CO2浓度升高条件下施加生物炭对水稻生物量分配及产量的影响

[目的]大气二氧化碳(CO2)浓度升高会影响作物光合作用,土壤中添加生物炭能够影响作物根系生长,但关于二者互作对作物的影响尚未有明确结论,鉴于此,我们研究了CO2浓度升高与施用生物炭两者互作对作物的影响.[方法]盆栽试验在北京昌平进行,供试水稻品种为吉粳88.试验共设计4个处理,常规大气CO2浓度(CK)、常规大气CO2浓度+生物炭(B)、高浓度CO2(F)、高浓度CO2+生物炭(F+B),常规大气和高浓度CO2分别为400和550μmol/mol,生物炭添加量为20 g/kg.于水稻分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期取样,测定株高、各器官生物量、产量构成因素.[结果]相较于CK,其他3个处理均提高了分蘖期、拔节期和抽穗期的水稻株高,F+B处理株高在3个时期平均分别增加了2.4％、1.3％、4.9％(P<0.01).相较于CK,其他3个处理均增加了水稻分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期的单茎、叶片、根系和地上部总干重,B处理和F处理对水稻叶片、根系和地上部总干重的影响均达到极显著水平,F+B处理仅对根系干重的影响达到显著水平(P<0.05).与CK相比,F+B处理的水稻根冠比在分蘖期没有显著变化,抽穗期增加了10.7％,而拔节期和成熟期分别降低了5.0％、12.7％.相较对照,常规大气CO2浓度下施生物炭(B)及单增CO2浓度处理(F)水稻穗长和千粒重增幅达到极显著水平.F+B处理水稻产量构成均表现出增加趋势,仅对千粒重的影响达到极显著水平.[结论]高CO2浓度有利于水稻植株地上部和地下部生长及干物质积累,但会降低结实率及最终产量;在高CO2浓度下配施生物炭不仅促进植株生长和干物质积累的效果更佳,还显著提高产量构成因素,显示出良好的互作效应.