杂交稻产量形成对大气CO2和O3浓度升高响应的研究

水稻是我国最重要的粮食作物，大气中二氧化碳和臭氧浓度迅速上升将极大地改变水稻未来的生长环境。依托稻田开放式空气中气体浓度增高系统（FACE）和自然光气体熏蒸平台，模拟本世纪中叶大气二氧化碳（比空气背景浓度高200 ppm）和地表臭氧浓度（比空气背景浓度大60%），以典型杂交稻为供试材料，研究大气二氧化碳浓度、地表臭氧浓度以及两者交互作用对水稻产量形成的影响，并比较不同气体熏蒸方法对产量响应的影响。主要结论有：臭氧胁迫下杂交稻产量大幅下降，减产幅度主要与每穗颖花数显著减少有关，而后者又与水稻生育中期氮素吸收和光合生产受到抑制有关。臭氧与秧苗素质间没有互作效应，但臭氧与密度互作对产量的影响达显著水平。高浓度二氧化碳环境下杂交水稻因库容量增大导致产量大幅增加，调整施氮水平和移栽密度可在一定程度上改变这种肥料效应。大气二氧化碳和臭氧浓度同时升高可部分缓减臭氧胁迫对杂交稻生长和产量的负效应。在相同地点、相同土壤、相同品种和相同栽培技术条件下，FACE研究中杂交稻产量对高浓度二氧化碳或臭氧的响应略小于气室研究。以上结果对未来大气组份变化情形下我国稻作生产适应策略的制订有参考价值。项目实施期间发表标注基金资助的期刊论文10篇（其中SCI收录2篇）、会议论文1篇、博士学位论文1篇、硕士学位论文5篇。培养青年教师2名、博士研究生3名、硕士研究生5名。