大氣CO-2濃度升高對旱地覆膜玉米地上部碳氮運移的影響與氮素調(diào)控機制

大氣CO_2濃度升高對旱地覆膜玉米地上部碳氮運移的影響與氮素調(diào)控機制大氣CO₂是溫室氣體的主要成分,其濃度升高會刺激植物光合作用,增強植物碳代謝。氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分,對莖葉發(fā)育和果實形成有重要作用。碳、氮協(xié)調(diào)促進植物養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和形態(tài)結(jié)構(gòu)建成。大氣CO₂濃度升高影響植物碳、氮代謝,打破原有的碳氮平衡影響作物生長。為探索大氣CO₂濃度的升高對玉米碳氮運移的影響,我們于2017、2018年進行田間試驗,利用開頂室氣室（OTC）在玉米生長階段模擬大氣CO₂濃度升高的情況,通過設(shè)置了三種大氣條件:高CO₂濃度(700μmol·mol^-1,OTC+CO₂)、當前大氣CO₂濃度的OTC系統(tǒng)（OTC）和自然大氣CO₂濃度（CK）。同時,在不同的大氣條件下,分別進行4種不同的水肥處理,分別為:覆膜施氮290kg·ha^-1（MN290）、覆膜施氮225kg·ha^-1（MN225）、不覆膜雨養(yǎng)施氮225kg·ha^-1（RN225）和不覆膜雨養(yǎng)不施氮（RN0）,研究不同水肥處理下春玉米地上部碳氮轉(zhuǎn)運對大氣CO₂濃度升高的響應特征。本試驗所獲得的主要結(jié)論如下:1.大氣CO₂濃度升高對玉米地上部有機碳含量的影響因不同器官和生育期而異。高CO₂濃度顯著降低2017、2018年覆膜處理（MN290、MN225）葉部V9期（九葉期）有機碳含量和雨養(yǎng)不施氮處理（RN0）莖部V6期（六葉期）有機碳含量,顯著增加2017年高氮處理（MN290）葉部R5期（蠟熟期）、不施氮處理（RN0）葉部R6期（成熟期）有機碳含量,同時顯著增加2017年雨養(yǎng)處理（RN225、RN0）籽粒R6期有機碳含量。CO₂濃度升高與OTC的聯(lián)合作用對有機碳含量的影響因生育期和施氮量不同而異。具體表現(xiàn)為:聯(lián)合作用顯著增加2017年高氮處理（MN290）葉部R1期（吐絲期）、R5期有機碳含量,但使V9期、R6期有機碳含量顯著減小;顯著增加2018年高氮處理（MN290）籽粒R3期（乳熟期）有機碳含量,但顯著減少覆膜常氮（MN225）和雨養(yǎng)不施氮（RN0）處理R3期有機碳含量。2.玉米葉、莖部全氮含量隨生育期推移而降低。在大氣CO₂濃度升高條件下,高氮處理可促進玉米葉部V6生育期氮素積累。2018年,與OTC相比較,大氣CO₂濃度升高使高氮處理（MN290）葉部V6期全氮含量顯著增加,使不施氮處理（RN0）葉部V6期、R3期全氮含量顯著降低。與CK相比,CO₂濃度升高與OTC的聯(lián)合作用對玉米地上部全氮含量的影響因玉米器官、生育期以及施氮量不同而異。具體表現(xiàn)為:聯(lián)合作用顯著增加2018年覆膜處理（MN290、MN225）葉部V12期（十二葉期）全氮含量,顯著增加2017、2018年覆膜處理（MN290、MN225）莖部V12期、R1期全氮含量,但是顯著降低2017、2018年雨養(yǎng)不施氮處理（RN0）籽粒R3期全氮含量。3.在大氣CO₂濃度升高條件下,玉米葉部V6生育期碳氮比變化與施氮量有關(guān)。具體表現(xiàn)為:2018年大氣CO₂濃度升高使高氮處理（MN290）葉部V6期碳氮比顯著減小,使雨養(yǎng)不施氮處理（RN0）葉部V6期碳氮比顯著增加。CO₂濃度升高與OTC的聯(lián)合作用對不同施氮處理下玉米地上部碳氮比主要為降低作用。具體表現(xiàn)為:OTC與CO₂共同作用顯著減小2017年覆膜處理（MN290、MN225）葉部R6期碳氮比;顯著減小2017、2018年覆膜處理（MN290、MN225）莖部V12期碳氮比;顯著減小2017年覆膜常氮處理（MN225）籽粒R5期和不施氮處理（RN0）籽粒R6期碳氮比?？傊?大氣CO₂濃度升高條件下,覆膜高氮（MN290）處理、覆膜常氮（MN225）處理、雨養(yǎng)不施氮（RN0）處理對玉米地上部碳氮運移的影響較雨養(yǎng)常氮（RN225）處理顯著。大氣CO₂濃度升高使覆膜施氮（MN290、MN225）處理玉米葉部V9期有機碳含量降低;使高氮處理（MN290）玉米葉部V6期全氮含量增加,碳氮比降低;大氣CO₂濃度升高條件下,不施氮處理（RN0）與高氮處理（MN290）對玉米葉部V6期全氮含量的影響相反。CO₂濃度升高