气温升高与干旱胁迫对灵武长枣光合产物分配与果实品质的影响机制

The climate change caused by elevated CO2 concentration has a significant impact to eco-environment, agricultural ecosystem and forest ecosystem.Therefore it is necessary to study the response and ecological adaptation of plant to climate change. Elevated temperature and increased drought are key environmental factors that affect plant growth and development in northwest region of China under climate changing situation. .In this project, the three-year-old seedling of Ziziphus jujuba Mill cv. Lingwuchangzao, a fine jujube variety in Ningxia, is used as material to test its photosynthesis, photosynthate allocation, fruit active component contents and sugar accumulation patterns under the interactive treatments of elevated temperature and soil drought stress using infrared radiation equipment to control simulation environment. Moreover, the effect of the interactive treatments on water consumption, photosynthate accumulation and allocation, and fruit quality in the seedling will also be analyzed. Based on all these observation and analysis, we will elucidate the effecting mechanism of climate change on the water utilization efficiency and fruit quality formation in woody plant and their ecological physiological response, which will provide theoretical bases and guide directions to the study on adaptation mechanism of woody plant to climate change.

大气CO2浓度升高引发的气候变化对生态环境、农业生态系统、森林生态系统等产生显著影响，研究植物对气候变化的响应及其生态适应机制具有重要意义。在我国西北地区，气温升高与干旱成为气候变化背景下影响植物生长发育的重要因子。.本项目以宁夏地区的优良枣树品种- - 灵武长枣为试验材料，采用红外线辐射器控制模拟环境，测定红枣在气温升高与干旱胁迫长期交互处理下的光合作用、光合产物分配与果实活性成分含量及糖分积累规律，分析交互处理对灵武长枣的耗水规律、同化物积累与分配、果实品质的影响，研究宁夏特色经济林树种对气候变化的生理生态响应，揭示气候变化对旱区木本植物水分利用效率、果实品质形成的影响机制，为探讨木本植物对气候变化的适应机制提供基础与参考。

大气CO2浓度升高所导致的“温室效应”使大气温度以每10年0.2～0.3℃的幅度增加。据预测，到本世纪末，气温将升高1.5～4.5℃。在我国西北地区，气温升高与干旱加剧成为气候变化背景下影响植物生长发育的重要因子，但不同植物、同一植物的不同品种、发育阶段对其的响应不同。在全球气候变化背景下，宁夏地区气候也有显著变化。灵武长枣（Zizyphus jujube Mill.cv. Lingwu changzao）为宁夏优良鲜食枣品种，生态、经济与社会效益显著。因此，有必要研究大气温度升高与干旱胁迫对宁夏灵武长枣的生长发育、果实品质有何影响。.本项目以灵武长枣为试验材料，采用红外线辐射加热控制模拟增温环境，自动节水灌溉装置控制土壤水分，测定灵武长枣在模拟气温升高与干旱胁迫交互处理下的生长、光合特性、光合产物分配与果实营养成分含量等，分析交互处理对灵武长枣的生长、同化物积累与分配、果实品质的影响。结果表明：（1）干旱胁迫抑制灵武长枣营养生长；气温度升高（2℃左右时）促进灵武长枣营养生长，提高叶绿素含量，可缓解干旱胁迫对灵武长枣营养生长的抑制作用。（2）干旱胁迫影响灵武长枣的光化学电子传递，降低光能转化率，净光合速率下降；气温度升高，灵武长枣净光合速率、蒸腾速率增大，水分利用效率降低，但能缓解干旱导致电子传递速率下降的光合抑制作用。（3）气温度升高使灵武长枣果实横径、纵径减小，着色率降低；且随着土壤干旱胁迫的加剧，减小的幅度增大、单果重下降，不利于果实着色。气温升高使灵武长枣果实可溶性糖含量降低，但在增温与干旱交互处理下，灵武长枣果实可溶性糖含量呈增加趋势；田间土壤水分处于中度干旱胁迫条件下，气升温能提高灵武长枣果实Vc和黄酮含量。（4）干旱胁迫、气温度升高均使得灵武长枣茎、叶和果实的13C自然丰度值减小，两者交互处理使茎、叶和果实的13C自然丰度值下降幅度增大；气温升高处理下，各器官δ13C值均增大。随着干旱胁迫程度的增大，灵武长枣光合产物在茎、叶、果实的积累和分配比例减小；气温度升高使得光合产物在各器官中的积累和分配比例增加，但随着干旱胁迫程度的增大，积累和分配比例均减少；其分配比例由多到少依次是：果实>茎>叶。.因此，气温升高能缓解干旱胁迫对灵武长枣营养生长、光合的抑制作用，提高光合产物在各器官中的积累和分配比例，降低果实外观品质；在适度干旱条件下，气温升高能提高灵武