模拟增温对宁夏引黄灌区盐碱地大豆生长特性的影响研究

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《2019年全球气候状况声明》指出,截止到2019年底全球平均气温已经比工业化前升高了1.1℃,气候变化引发的一系列生态问题已经引起社会各界广泛关注,由于以气候变暖为主的全球气候变化给全人类带来的重大影响,气候变暖对农业生产的影响已成为国内外相关学者关注的热点。为研究气候变化对宁夏引黄灌区大豆(Glycine max)生长发育的影响,探讨气候变暖条件下盐碱地大豆生长发育、养分吸收利用与籽粒品质的关系,于2019年在平罗县宁夏大学盐碱地改良实验站,采用开放式红外增温试验的方法,开展了模拟增温对宁夏引黄灌区盐碱地大豆生长发育的影响研究,探讨了大气温升0.5℃、1.0℃、1.5℃和2.0℃对大豆的生长发育时期及其各发育期形态、生理、养分利用和籽粒品质的影响,结果表明:1.增温有利于大豆上生长发育。增温0.5~2.0℃使大豆全生育期发育天数分别缩短4d、12d、21d、24d。全生育期内干物质累积速率较CK比分别提高4.96%~7.27%、10.49%~15.99%、13.21%~20.27%和 17.32%~36.17%;株高分别增加 0~11.31%、4.82%~29.84%、7.06%~46.00%、7.38%~57.71%。结荚期之前,各增温处理下大豆根冠比均值大小顺序为:+2.0℃>+1.5℃>+1.0℃>+0.5℃>+0℃,开花期,随着增温梯度的增加大豆叶片长度较CK相比,叶长分别增加 4.32%、9.62%、1 1.85%和 17.37%(P<0.05),叶面积分别增加 9.62%、24.12%、41.54%、47.34%。2.增温有利于提高大豆叶片抗逆能力和光合能力。增温0.5~2.0℃使大豆叶片各生育期SOD、POD、CAT等抗氧化保护酶活性和可溶性糖、可溶性蛋白含量提高(P<0.05),MDA和Pro含量降低(P<0.05)。随着增温幅度的增大,大豆叶片SPAD值、净光合速率、光合日平均速率、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci),光饱和点,光补偿点等光合参数增大,光合能力、暗呼吸速率及水分利用效率均上升。温度与CO2浓度协同作用对大豆光合能力和水分利用效率均表现出促进作用;温度升高会增强大豆对低浓度CO:的利用,但对高浓度CO2利用能力则减弱,且缩小了CO2利用幅。3.增温有利于大豆各生育期不同器官和植株N、P、K含量和累积量的增加。不同生育期大豆植株对均以累积K最多,N次之,P最少。营养生长阶段,随着增温梯度的增大,NPK分配在叶片的比例越大,根系中的分配比例越小,在生殖生长阶段,随着增温梯度的增大,NPK分配在荚果中的比例越小,分配在根系和茎秆中的比例越大,导致NPK肥料利用效率降低。4.增温有利于提高大豆百粒重,但使单株有效结荚数量和产量降低。各增温处理下百粒重较CK分别增加1.3%、4.4%、4.7%和8.4%(P<0.05),但增温处理下大豆有效结荚数显著降低,CK处理有效结荚数平均为32个,增温0.5~2.0℃处理下大豆有效结荚数较CK减少了2、4、6、7个,最终产量较CK降低降低6.59%、8.40%、15.82%和13.82%(P<0.05)。由此,收获指数随增温梯度的增加而下降。5.大豆籽粒中饱和脂肪酸含量随着增温梯度的增加而增加,不饱和脂肪酸含量对温度的响应不同,蛋白质和脂肪含量随着增温梯度的增加较CK分别提高4.42~7.75%、2.00~5.74%(P<0.05),不同增温梯度对大豆品质性状的影响效果排名为CK>+1.5℃>+1.0℃>+0.5℃>+2.0℃。
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