《Nature Plants》2016 年第二卷發(fā)表了 Sharon B.Gray 博士及 Andrew D.B.Leakey 教授等 8 年的研究成果,認為氣候變化 CO2 升高對作物的增產(chǎn)效益將被干旱所抵消。CO2 等溫室氣體的不斷升高,將導(dǎo)致溫度升高和干旱等氣候變化?茖W(xué)界曾普遍預(yù)測,CO2 升高的增產(chǎn)效益將抵消干旱導(dǎo)致的作物降產(chǎn)。美國 Andrew Leakey 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊經(jīng)過 8 年的實驗研究,結(jié)果表明,CO2 升高的增產(chǎn)效益并不能抵消干旱帶來的作物減產(chǎn),相反,CO2 升高對作物的增產(chǎn)效益將被干旱所抵消——甚至絕產(chǎn),這突出體現(xiàn)了全球氣候變化對糧食主產(chǎn)區(qū)的負面影響!
Leakey 教授等利用 BTC-100 微根窗根系觀測、土壤水分剖面監(jiān)測、光合作用測量及 FACECO2 升高裝置等儀器技術(shù),在大田內(nèi)全面監(jiān)測作物(大豆)在 CO2 升高、干旱脅迫條件下,土壤剖面水分狀況、作物地下根系(細根)及根瘤生長、地上葉面積、光合作用、氣孔導(dǎo)度、冠層溫度等參數(shù)指標,證明以前普遍認為的 CO2 升高可以保持土壤中水分、增加作物產(chǎn)量并抵消干旱脅迫作用,都是片面的甚至是錯誤的;隨著氣候變化導(dǎo)致的溫度升高、干旱程度的增大及極端氣候天氣,全球變化的負面影響將波及到全球糧食主產(chǎn)區(qū),人類迫切需要找到適應(yīng)性對策。
地下生態(tài)觀測:地下觀測微根管和土壤水分測管相鄰,兩者相對作物行具有相同的分布和位置。利用 BTC-100 視頻顯微鏡和 BTC I-CAP 圖像采集系統(tǒng)(Bartz Technology Corp.),沿微根管的上表面進行圖像采集,每兩周一次,每根管每次以 1.3 cm 的深度間距采集共計80 張圖像。用根系分析軟件分析根長和直徑,結(jié)合土壤面積和深度,計算獲得根長密度 RLD(root length density,單位土壤體積細根長度,單位為cm/cm3 ),并對根瘤進行自動識別和計數(shù)。
2009-2011(3 年)生長季節(jié)不同日期 DOY(days of year)不同土壤深度大豆根長密度 RLD(cm/cm3)。虛線與空心圓圈是指在環(huán)境 CO2、對照降雨量條件下(AC-CP),虛線與空心方塊指環(huán)境 CO2、干旱脅迫條件下(AC-RP),實線與灰色實心圓圈指 CO2 升高、對照降雨量條件下(EC-CP),實線與實心灰色方塊指 CO2 升高、干旱脅迫條件下(EC-RP)
研究團隊在野外工作
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