[00117393]CO2浓度升高与大气增温对西北半干旱区马铃薯生理生态的协同影响

气候变暖对农业生产带来严峻挑战,国内外学者就大气增温和CO2浓度倍增对稻、麦、棉、玉米等作物影响的研究已取得重大进展,但对马铃薯影响研究仅限于大气增温与CO2浓度升高分别单因素影响的研究,其交互协同作用对生理生态影响及其机理等尚不够深入和系统。 本项目2016－2018年连续3年于马铃薯生长季在西北半干旱区采用新型开顶式气室（OTC）,开展了CO2 浓度升高和气候变暖对马铃薯生理生态的影响模拟试验,获得了大量试验数据,研究了大气增温和CO2浓度升高交互协同组合情景对马铃薯生长发育、植物形态结构、块茎形成、水分生理生态、碳交换、品质的影响过程及其机制。 其重要成果一是确定了半干旱区马铃薯生育期主要气象要素的适宜性阈值。通过观测试验获得了气候变化背景下马铃薯生长发育特征,弄清了气候变化对马铃薯影响的关键因子及其关键期,确定了半干旱区马铃薯生育期主要气象要素的适宜性阈值。建立了气候变化对马铃薯产量影响的模型。二是构建了CO2浓度升高和增温下马铃薯光响应曲线模型。研究了大气增温与CO2浓度升高交互协同作用对马铃薯碳交换和水分生理生态的影响,揭示了大气增温与CO2浓度升高对光合作用和叶片水平水分利用效率的影响及机制。构建了基于大气增温和CO2浓度升高的光响应曲线模型;发现马铃薯对照试验光响应曲线模型与大气增温与CO2浓度升高交互协同作用条件下光响应曲线模型存在显著差异。三是明确了气候变暖和CO2 浓度升高交互协同作用对马铃薯主要生理、生态特性影响的关系。四是揭示了CO2 浓度升高和增温交互协同作用对马铃薯生理、生态特性影响规律、过程及其机理。 该成果增强了气候变化对马铃薯生理生态影响机制的认识,为马铃薯产业应对气候变化提供了科学参考。成果丰富了气候变暖背景下马铃薯农业气象学科的内容,为马铃薯产业结构调整、种植制度优化、栽培方式改进提供了科学依据,对西北贫困地区精准扶贫及地方经济发展有重要意义。