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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

大气co₂浓度升高是引起气候变化的重要原因，为世界各国所关注。工业革命以来，大气co₂浓度持续增高，是全球气候变化最为突出和确定的现象之一(christensen et al., 2007)。大气co₂浓度已从工业革命前的280 μmolmol^-1增加到目前的395 μmolmol^-1，并且增长速度越来越快，平均增速达2.1ppm/yr。预计2016年全年co₂浓度都将维持在400ppm以上（noaa，2016）。

水稻是我国主要的粮食作物，产量约占谷物作物总产的59%（nbs，2014），实现水稻高产稳产是维系我国粮食安全的基础(杨连新等，2009；熊伟等，2010)，对保障粮食安全意义重大（袁隆平，2010）。研究水稻光合作用和生物量的影响对不同co₂浓度升高水平的响应，不仅有助于客观认识大气co₂浓度升高的施肥效应，也可为我国制定粮食安全政策提供科学依据。

国内外研究现状

（1）光合作用

大气co₂浓度升高直接影响植物的光合作用。由于co₂是植物光合作用的底物，co₂浓度升高可在两个方面影响c3 植物的光合作用，即增加了co₂对rubisco 结合位点的竞争从而提高羧化速度；通过抑制光呼吸提高净光合速率(林伟宏等，1998)。

2. 研究的基本内容

本论文试验采取开顶式气室，以背景大气co₂浓度为对照，设置co₂浓度在背景大气基础上增加40ppm和200ppm，来研究不同co₂浓度增加水稻光合特征和生物量的影响，重点解决以下问题：

1) 不同co₂浓度增加对水稻光合特征的影响

（1）主要生育期光合作用参数（表观量子效率、最大净光合速率、呼吸速率、光补偿点、光饱和点、co₂补偿点等）对不同co₂浓度升高水平的响应；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

一、实施方案

实验地点设在南京信息工程大学生态气象试验站(32.0n ,118.8e)，供试土壤为黄棕土，灰马肝土属，耕层土壤质地为壤质黏土。试验装置采用目前应用较为广泛的开顶式气室，形状为正八边形，密闭材料为透明玻璃，顶部为锥形口敞开。本研究采用的开顶式气室高3m，边长为1.42m,气室内两侧分布着15个pvc管制成的盆钵，每个盆钵的直径为20cm,高度为25cm。本实验co₂浓度为主处理，水稻阶段试验盆栽区采取不同播期为副处理，共分为三个播期，每个播期左右两边盆栽区各5盆。

4. 参考文献

[1] adachi, m. et al. soil and water warming accelerates phenology anddown-regulation of leaf photosynthesis of rice plants grown under free-air co₂ enrichment (face) [j]. plant cell physiology, 2014，55(2): 370–380.

[2] ainsworth,e.a. rogers, a. the response of photosynthesis and stomatal conductanceto rising [co₂]:mechanisms and environmental interactions[j]. plant, cell and environment, 2007，30（3）: 258–270.