全 文 ：　 核 农 学 报　 ２０１３ꎬ２７(６):０８３９ ~ ０８４７
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
收稿日期:２０１２￣１２￣０４　 接受日期:２０１３￣０４￣０２
基金项目:国家自然科学基金(４１０７１２１７).
作者简介:王潇(１９８７￣)ꎬ女ꎬ山东菏泽人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事污染环境的生物化学修复研究ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｐｒｅｔｔｙｗａｎｇｘｉａｏ＠ １２６. ｃｏｍ
通讯作者:邹洪涛(１９７５￣)ꎬ男ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向:农业环境保护与农业节水ꎮ Ｔｅｌ:０２４￣８８４９３１０７ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｓｎｚｈｔ＠ ｙａｈｏｏ. ｃｏｍ. ｃｎ
文章编号:１０００￣８５５１(２０１３)６￣０８３９￣０９
铜镉污染土壤上 ＣＯ２ 升高对水稻光合特性的影响
王　 潇１ꎬ２ 　 宋正国２ 　 武慧斌２ 　 邹洪涛１
( １ 沈阳农业大学ꎬ辽宁 沈阳　 １１０８６６ꎻ２ 农业部环境保护科研监测所生态毒理与环境修复研究中心ꎬ天津　 ３００１９１)
摘　 要:采用盆栽试验ꎬ在开顶式气室(Ｏｐｅｎ Ｔｏｐ ＣｈａｍｂｅｒꎬＯＴＣ)中种植水稻ꎬ研究了南北方 １０ 个水稻品
种(５ 种籼稻、５ 种粳稻)在 ＣＯ２ 浓度升高下不同污染土壤上不同生育期的光合特性影响ꎮ 研究结果表
明:高 ＣＯ２ 浓度和正常 ＣＯ２ 浓度条件下ꎬ大部分的水稻品种最大光合速率在分蘖期ꎬ在成熟期最小ꎻＣＯ２
浓度升高使水稻在不同生育期光合速率都增加ꎬ且在不同污染土壤上的水稻品种光合速率变化一致ꎬ５
种粳稻光合速率增加幅度均在抽穗期最大ꎬ其增加幅度在高污染土壤和低污染土壤上分别为:６４􀆰 １４％
~１４３􀆰 １９％ 、７３􀆰 ５８％ ~１３２􀆰 ３％ ꎬ５ 种籼稻光合速率增加幅度均在成熟期最大ꎬ其增加幅度在高污染土
壤和低污染土壤上分别为:１０４􀆰 ３３％ ~ ２５６􀆰 ００％ 、１００􀆰 ９９％ ~ ２５４􀆰 ８１％ ꎮ ＣＯ２ 浓度的升高对光合速率、
胞间 ＣＯ２ 浓度的影响表现出趋势一致性变化ꎬ且都达到了显著水平ꎬ气孔导度与蒸腾速率在 ＣＯ２ 浓度
升高的情况下在各个生育期的变化趋势不一致ꎬ且都没有达到显著水平ꎮ
关键词:水稻ꎻＣＯ２ 浓度升高ꎻ污染土壤ꎻ光合特性
　 　 土壤重金属污染日趋严重ꎬ已经成为一个亟待解
决的世界性难题ꎮ 在我国ꎬ农田土壤中重金属污染主
要包括 Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ等重金属的污染[１ － ２]ꎬ已
给我国的农业生产带来较为严重的影响ꎮ 据估计ꎬ我
国每年被重金属污染的粮食达 １２００ 万 ｔ[３]ꎮ 重金属污
染会严重影响水稻的生长发育与稻米的品质安全ꎬ特
别是在在水稻育种、栽培研究出现了新发展趋势的今
天ꎬ其影响效果尤为明显表现[４]ꎮ 研究表明ꎬ重金属
对水稻生长发育的伤害机理之一是抑制水稻叶片的光
合作用[５]ꎬ且影响效果明显 [６ － ７]ꎮ Ｃｕ、Ｃｄ 对水稻生长
发育的各方面都有影响ꎬ尤其是抑制水稻的光合作用
而导致生物量的下降[８]ꎮ Ｃｄ 是植物叶片光合作用的
抑制剂[９]ꎬＣｄ对光合作用色素ꎬ光合组织等有破坏作
用ꎬ影响植物的光合效率[１０]ꎮ Ｃｕ 污染对高等植物毒
害作用的研究主要集中在对植物光合作用、细胞结构、
细胞分裂、酶学系统及其对其它营养元素吸收的影响
上[１１]ꎮ 此外ꎬ农田土壤重金属污染一般是多个因子的
复合污染ꎬ且复合污染因子之间存在复杂的关系ꎮ 虽
然目前针对土壤 －水稻系统重金属污染问题已取得了
一定程度的进展[１２]ꎬ但铜镉复合污染胁迫下对水稻生
长发育的研究还较少ꎮ
大气环境是作物生长的重要环境因素之一ꎬＣＯ２
又是作物光合作用的必要原料ꎬ大气 ＣＯ２ 浓度升高除
了通过温室效应导致全球气候变化对植物的间接影响
外ꎬ也必然会对植物的光合作用产生影响[１３ － １４]ꎮ ＣＯ２
浓度升高起到了气体肥料的作用ꎬ通过改变光合速率、
生理代谢等因素来影响作物的品质[１５ － １６]ꎮ 一般来说ꎬ
短期内高 ＣＯ２ 浓度使植物的光合作用增加ꎬ但当长期
处于高 ＣＯ２ 浓度条件下时ꎬ 会出现光合适应
(Ａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ)或下调(Ｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ)现象[１７]ꎮ 目前
就植物对 ＣＯ２ 浓度升高的光合适应或驯化现象说法
不一ꎬ不同品种对 ＣＯ２ 浓度升高的短期响应和长期适
应有所不同[１８]ꎮ
目前全球气候变暖ꎬＣＯ２ 浓度升高且土壤重金属
污染现象日趋严重ꎬ会严重影响稻米产量与品质ꎮ 研
究大气 ＣＯ２ 浓度升高对农作物的影响已成为国内外
农业研究的热点问题ꎬ但这些研究大多集中于水稻某
一生育期或者研究单一项目的影响ꎬ而在铜镉复合污
染土壤上 ＣＯ２ 的升高对水稻光合特性的影响研究还
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核　 农　 学　 报 ２７ 卷
甚少ꎮ 因此开展水稻生长发育对 ＣＯ２ 浓度升高的响
应研究ꎬ对阐明未来大气 ＣＯ２ 浓度升高条件下水稻的
生产及营养价值的分析具有重要的科学意义ꎮ 本文通
过在不同铜镉复合污染土壤上ꎬ阐明南北方 １０ 个水稻
品种(５ 种籼稻、５ 种粳稻)在 ＣＯ２ 浓度升高对其不同
生育期的光合特性影响ꎬ更多地从品种差异上开展研
究ꎬ以期为重金属污染土壤与未来高浓度 ＣＯ２ 条件背
景下ꎬ指导我国水稻品种的选育和稻米生产提供理论
依据ꎮ
１　 材料与方法
１􀆰 １　 试验材料
本试验中供试土壤取用两种不同污染程度的铜镉
复合污染土壤ꎬ采自江苏省南京市九华山(３２°０４􀆰 ６２１′
Ｎꎻ １１９°０５􀆰 ５１４′Ｅ)铜镉复合污染土ꎬ该土壤类型为黄
棕壤ꎬ污染类型为铜矿区污水灌溉污染ꎮ ２ 种农田土
壤ꎬ一种为低污染土壤(Ｌｏｗ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌꎬｓｏｉｌ￣Ｃ)ꎬ
一种为高污染土壤(Ｈｉｇｈ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌꎬ ｓｏｉｌ￣Ｈ)ꎬ取
自耕层土壤 ０ ~ ２０ ｃｍꎮ 其 Ｃｕ 和 Ｃｄ 含量接近或超出
了农田土壤中重金属含量的国家二级标准(１００ｍｇ Ｃｕ
ｋｇ － １和 ０􀆰 ６ｍｇ Ｃｄ􀅰ｋｇ － １ꎬｐＨ值≥７􀆰 ５)ꎮ 土壤风干后过
１ｍｍ尼龙筛备用ꎮ 土壤基本性质如表 １ 所示ꎬ具体测
定方法参见土壤农业化学分析方法[１９]ꎮ
表 １　 污染土壤理化性质
Ｔａｂｌｅ１　 Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ
分析项目
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ
低污染土壤
Ｓｏｉｌ￣Ｃ
高污染土壤
Ｓｏｉｌ￣Ｈ
全氮 Ｔｏｔａｌ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ / (ｇ􀅰ｋｇ － １) １􀆰 ９３ ２􀆰 ０５
全磷 Ｔｏｔａｌ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ / (ｇ􀅰ｋｇ － １) ０􀆰 ９６ ０􀆰 ９８
全钾 Ｔｏｔａｌ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ / (ｇ􀅰ｋｇ － １) １１􀆰 ７０ １２􀆰 ２０
ｐＨ值(ｗａｔｅｒ∶ ｓｏｉｌ ＝ ２􀆰 ５∶ １) ７􀆰 ８６ ７􀆰 ７８
有机质 Ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ / (ｇ􀅰ｋｇ － １) ２７􀆰 ４０ ２８􀆰 １０
粘粒 Ｃｏｓｍｉｄ / ％ １１􀆰 ６ １２􀆰 ４
全镉 Ｔｏｔａｌ Ｃａｄｍｉｕｍ / (ｍｇ􀅰ｋｇ － １) １􀆰 ６５ ３􀆰 ３１
全铜 Ｔｏｔａｌ Ｃｏｐｐｅｒ / (ｍｇ􀅰ｋｇ － １) ８２ ６０７
　 　 供试水稻为 ５ 种粳稻(千重浪 ２ 号、沈农 ９９０３ ２
种杂交稻ꎬ富禾 ７７、勇丰金穗、元丰 ６ 号 ３ 种常规稻)ꎬ
分别编号为 １＃、２＃、３＃、４＃、５＃ꎮ ５ 种籼稻(金优 ４６３ꎬ三
香忧 ９７４ ２ 种杂交稻ꎬ中嘉早 １７、湘早 ６ 号、湘早 ４２ ３
种常规稻)ꎬ分别编号为 ６＃、７＃、８＃、９＃、１０＃ꎮ
１􀆰 ２　 试验方法
采用土培盆栽试验ꎬ每盆装 ７􀆰 ５ｋｇ 风干土ꎬ栽种 ３
株水稻ꎬ每个处理 ３ 次重复ꎮ 试验于 ２０１２ 年 ４ － ８ 月
在农业部环境保护科研监测所内的 ＯＴＣ 中进行ꎮ 采
用对比设计ꎬ３ 个气室通 ＣＯ２ 气体ꎬ控制浓度为 ７６０ ±
５０μｍｏｌ􀅰ｍｏｌ － １ꎬ另外 ３ 个气室不通 ＣＯ２ 气体ꎬ作为对
照ꎮ ＣＯ２ 的通气时间为每天的 ８:３０ ~ １８:３０ꎬ共 １０ｈꎮ
分别在水稻的分蘖期、抽穗期和成熟期 ３ 个生育
期ꎬ选取成熟叶片ꎬ于晴天上午 ９:００ ~ １２:３０ 用 ＬＩ －
６４００ 气体光合荧光分析仪ꎬ测定这些叶片的净光合速
率[ＰｈｏｔｏꎬμｍｏｌＣＯ２􀅰ｍ － ２􀅰ｓ － １ ]、胞间 ＣＯ２ 浓度 ( Ｃｉꎬ
μｍｏｌＣＯ２􀅰ｍｏｌ － １ )、气孔导度 [ Ｃｏｎｄꎬ ｍｏｌＨ２Ｏ􀅰 ｍ － ２􀅰
ｓ － １]、蒸腾速率[ＴｒꎬｍｍｏｌＨ２Ｏ􀅰ｍ － ２􀅰ｓ － １]参数ꎮ
１􀆰 ３　 数据处理
采用 Ｅｘｃｅｌ ２００３ꎬＳＰＳＳ １６􀆰 ０ 统计软件进行数据处
理ꎬ并利用新复极差法(Ｄｕｎｃａｎ法)进行差异显著性检
验( Ｐ < ０􀆰 ０５)ꎮ
２　 结果与分析
２􀆰 １　 水稻不同生育期光合速率对 ＣＯ２ 浓度升高的响
应比较
在不通 Ｃ０２ 气体的情况下ꎬ高低污染土壤上 １０ 种
水稻不同生育期光合速率变化一致ꎬ整体呈现下降趋
势ꎬ分蘖期 > 抽穗期 > 成熟期 (表 ２)ꎮ 其中ꎬ沈农
９９０３ 在成熟期光合速率略有反弹ꎬ但仍小于分蘖期ꎻ
金优 ４６３ 光合速率在抽穗期达到最大ꎬ成熟期迅速降
低ꎮ 在通 Ｃ０２ 气体的情况下ꎬ水稻 ３ 个时期的光合速
率均有很大程度的增加ꎬ且基本上都达到了显著水平ꎬ
１０ 种水稻在高低污染土壤上的光合速率变化趋势一
样ꎬ多数仍呈现下降趋势ꎬ分蘖期 >抽穗期 >成熟期ꎬ
而千重浪 ２ 号、中嘉早 １７ 和湘早 ６ 号在成熟期略所反
弹ꎬ金优 ４６３ 不同生育期光合速率与不通 ＣＯ２ 气体变
化趋势一样ꎬ在抽穗期达到最大ꎬ仍是成熟期最小ꎮ
ＣＯ２ 浓度升高对高低两种污染土壤上的水稻光合
速率变化的影响程度不同ꎮ 在低污染土壤上ꎬ１０ 种水
稻在分蘖期光合速率增加幅度为:粳稻 ７１􀆰 ３２％ ~
１０７􀆰 １７％ ꎬ籼稻 ５５􀆰 ３２％ ~ ９２􀆰 ３４％ ꎬ在抽穗期光合速
率增加幅度为:粳稻 ７３􀆰 ５８％ ~ １３２􀆰 ３％ ꎬ籼稻 １２􀆰 ０９％
~１２４􀆰 ０５％ ꎬ在成熟期其增加幅度为:粳稻 ３２􀆰 ３７％ ~
１０１􀆰 ５８％ ꎬ籼稻 １００􀆰 ９９％ ~２５４􀆰 ８１％ ꎻＣＯ２ 浓度升高的
情况下ꎬ５ 种粳稻光合速率增加幅度在抽穗期最大ꎬ５
种籼稻光合速率增加幅度在成熟期最大ꎬ在抽穗期根
据籼稻品种的不同其增加幅度有明显的差异ꎬ９＃湘早
０４８
　 ６ 期 铜镉污染土壤上 ＣＯ２ 升高对水稻光合特性的影响
　 　 　 　 　 表 ２　 不同处理对 １０ 个水稻品种不同
生育期的光合速率的影响
Ｔａｂｌｅ２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ １０ ｋｉｎｄｓ ｒｉｃｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ
品种
Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
分蘖期
Ｔｉｌｌｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ
抽穗期
Ｈｅａｄｉｎｇ ｓｔａｇｅ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙ ｓｔａｇｅ
１＃ ＡＣ １６. ８５０ｂ １１. ５８０ｂ １１. ２５０ｃ
ＥＣ ２８. ８６７ａ ２０. １００ａ ２０. ９００ａ
ＡＨ １６. ４５０ｂ １２. ３００ａｂ １１. ６５０ｂ
ＥＨ ２８. ９６７ａ ２１. ８５０ａ ２３. ９００ａ
２＃ ＡＣ １３. ４６７ｂ １０. ９８０ｂ １２. ０５０ａ
ＥＣ ２７. ９００ａ ２４. ３００ａ １５. ９５０ａ
ＡＨ １４. ９３３ｂ １０. １４５ｂ １２. ８００ａ
ＥＨ ２５. ６００ａ ２０. １００ａ １８. １００ａ
３＃ ＡＣ １５. ７００ｂ １２. ６００ｂ １０. １７０ｂ
ＥＣ ３０. １３３ａ ２６. ６００ａ １５. １００ａ
ＡＨ １７. ５００ｂ １０. ６５０ｂ １０. １００ｂ
ＥＨ ２９. ３３３ａ ２５. ９００ａ １６. ０５０ａ
４＃ ＡＣ １４. ３００ｃ １２. ６００ａｂ １０. １２０ｂ
ＥＣ ２６. ２００ａ ２４. ０５０ａ ２０. ４００ａ
ＡＨ １３. ２６７ｃ １２. ５５０ｂ １１. ５００ａｂ
ＥＨ ２１. ３６７ｂ ２０. ６００ａ １５. １５０ａ
５＃ ＡＣ １４. ６００ｂ １０. ３１０ｂ ９. ４８５ａ
ＥＣ ２５. １００ａ ２３. ９５０ａ １３. ９００ａ
ＡＨ １４. ７５０ｂ １２. ６５０ｂ １０. ６９５ａ
ＥＨ ２５. ０００ａ ２２. １００ａ １５. ０００ａ
６＃ ＡＣ １１. １００ａ １１. ８５０ｂ ５. ８２０ｂ
ＥＣ ２１. ３５０ａ ２６. ５５０ａ ２０. ６５０ａ
ＡＨ １２. ５５０ａ １２. ６５０ｂ ５. ２９５ｂ
ＥＨ ２０. ４５０ａ ２１. ６００ａ １８. ８５０ａ
７＃ ＡＣ １３. ３００ｂ １２. ８００ｂ ５. ５４５ｃ
ＥＣ ２２. ５６７ａ ２０. ６５０ａ １３. ６５０ａ
ＡＨ １３. １６７ｂ １１. ８００ｂ ６. ８９０ｂ
ＥＨ ２５. ６００ａ ２０. ５００ａ １８. ２００ａ
８＃ ＡＣ １４. ９００ｃ １３. ３５０ａ ７. １７０ｂ
ＥＣ ２３. ９６７ｂ １５. ２５０ａ １６. ９５０ａ
ＡＨ １５. ９３３ｃ １４. ７５０ａ ８. ３７０ｂ
ＥＨ ２８. ６６７ａ １６. ７００ａ ２１. ８００ａ
９＃ ＡＣ １４. １５０ｂ １３. ６５０ａ ７. ０４０ｂ
ＥＣ ２２. ４６７ａｂ １２. ０００ａ １４. １５０ａ
ＡＨ １５. ５５０ｂ １３. ４００ａ ５. ９２０ｂ
ＥＨ ２６. ０３３ａ １４. １５０ａ １６. ５００ａ
１０＃ ＡＣ １４. １００ｂ １１. ８５０ｂ ７. １３０ｂ
ＥＣ ２１. ９００ａｂ ２０. ６００ａ １４. ９００ａ
ＡＨ １５. ４００ａｂ １５. ２００ｂ ８. ３２０ｂ
ＥＨ ２５. ４３３ａ ２１. ８００ａ １７. ０００ａ
　 　 注:ＡＣ:低污染土壤正常 ＣＯ２ꎬＥＣ:低污染土壤 ＣＯ２ 浓度升高ꎬＡＨ:
高污染土壤正常 ＣＯ２ꎬＥＨ:高污染土壤 ＣＯ２ 浓度升高ꎮ
Ｎｏｔｅ: ＡＣ: Ｌｏｗ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ ＣＯ２ꎬ ＥＣ—Ｌｏｗ
ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ꎬ ＡＨ:Ｈｉｇｈ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ
ＣＯ２ꎬＥＨ:Ｈｉｇｈ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ .
６ 号水稻品种光合速率不增反而降低ꎮ 在高污染土壤
上ꎬ１０ 种水稻在分蘖期光合速率增加幅度为:粳稻
６１􀆰 ０５％ ~ ７６􀆰 ０９％ ꎬ籼稻 ６２􀆰 ９５％ ~ ９４􀆰 ４３％ ꎬ在抽穗
期光合速率增加幅度为:粳稻 ６４􀆰 １４％ ~ １４３􀆰 １９％ ꎬ籼
稻 ５􀆰 ６０％ ~ ７３􀆰 ７３％ ꎬ在成熟期其增加幅度为:粳稻
３１􀆰 ７４％ ~ １０５􀆰 １５％ ꎬ籼稻 １０４􀆰 ３３％ ~ ２５６􀆰 ００％ ꎻＣＯ２
浓度升高的情况下ꎬ高污染土壤上 ５ 种粳稻光合速率
增加幅度是也在抽穗期最大ꎬ但平均增加幅度比低污
染土壤上水稻品种略低ꎬ５ 种籼稻光合速率增加幅度
仍是在成熟期最大ꎬ其平均增加幅度相比低污染土壤
上水稻品种有所提高ꎮ
２􀆰 ２　 不同处理对水稻分蘖期光合特性影响的差异性
ＣＯ２ 浓度升高使 １０ 个水稻品种分蘖期的光合速
率和胞间 ＣＯ２ 浓度均高于正常 ＣＯ２ 浓度情况(图 １)ꎬ
光合速率除了金优 ４６３ 水稻品种之外均达到了显著水
平ꎬ其平均增加幅度在高污染土壤和低污染土壤上分
别为:粳稻 ６９􀆰 ４０％ 、籼稻 ７３􀆰 ８１％和粳稻 ８４􀆰 ４７％ 、籼
稻 ６６􀆰 １７％ ꎻ１０ 种水稻品种胞间 ＣＯ２ 浓度均达到显著
水平ꎬ其平均增加幅度在高污染土壤和低污染土壤上
分别为:粳稻 ８９􀆰 ４７％ 、籼稻 ９０􀆰 １１％和粳稻 ９２􀆰 ４３％ 、
籼稻 ８８􀆰 ９３％ ꎮ 相反的ꎬ１０ 个水稻品种分蘖期的气孔
导度和蒸腾速率在 ＣＯ２ 浓度升高的情况下却有所降
低ꎬ但是基本上都没有达到显著水平ꎮ
２􀆰 ３　 不同处理对水稻抽穗期光合特性影响的差异性
１０ 种水稻抽穗期的光合速率和胞间 ＣＯ２ 浓度变
化与分蘖期一样ꎬ在 ＣＯ２ 浓度升高情况下均高于正常
ＣＯ２ 浓度情况(图 ２)ꎬ光合速率除了中嘉早 １７ 和湘早
６ 号水稻品种之外均达到了显著水平ꎬ其平均增加幅
度在高污染土壤和低污染土壤上分别为:粳稻
８９􀆰 ６４％ 、 籼 稻 ３９􀆰 ７５％ 和 粳 稻 １０４􀆰 ９３％ 、 籼 稻
４９􀆰 ６９％ ꎻ１０ 种水稻品种胞间 ＣＯ２ 浓度也均达到显著
水平ꎬ其平均增加幅度在高污染土壤和低污染土壤上
分别为:粳稻 １０７􀆰 ８３％ 、籼稻 １１５􀆰 ６８％和粳稻 ９２􀆰 １％ 、
籼稻 １１７􀆰 ０７％ ꎮ １０ 个水稻品种分蘖期蒸腾速率在
ＣＯ２ 浓度升高的情况下也是有所降低ꎬ但基本上都没
有达到显著水平ꎮ 而气孔导度并没有呈现一定的规律
性ꎬ且都没有达到显著水平ꎮ
２􀆰 ４　 不同处理对水稻成熟期光合特性影响的差异性
ＣＯ２ 浓度升高使 １０ 种水稻成熟期光合速率和胞
间 ＣＯ２ 浓度均增加(图 ３)ꎬ光合速率除 ２＃沈农 ９９０３
和 ５＃元丰 ６ 号水稻品种之外均达到了显著水平ꎬ其平
均增加幅度在高污染土壤和低污染土壤上分别为:粳
稻 ５５􀆰 ４３％ 、籼稻 １６５􀆰 ４１％ 和粳稻 ６２􀆰 ５１％ 、籼稻
１４５􀆰 ５３％ ꎻ胞间 ＣＯ２ 浓度均达到了显著水平ꎬ其平均
增加幅度在高污染土壤和低污染土壤上分别为:粳稻
９５􀆰 ７６％ 、 籼 稻 １１２􀆰 ９０％ 和 粳 稻 ９４􀆰 ６７％ 、 籼 稻
１１１􀆰 １２％ ꎮ １０ 种水稻成熟期的蒸腾速率在 ＣＯ２ 浓度
１４８
核　 农　 学　 报 ２７ 卷
Ａ:不同品种光合速率变化ꎬＢ:不同品种气孔导度变化ꎬＣ:不同品种胞间 ＣＯ２ 浓度变化ꎬＤ:不同品种蒸腾速率变化ꎬ下同ꎮ
Ａ: Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ꎬ Ｂ: Ｓｔｏｍａｔａｌ ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｒｉｅｔｉｅｓꎬ Ｃ: Ｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ ＣＯ２
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｒｉｅｔｉｅｓꎬ Ｄ: Ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｒｉｅｔｉｅｓꎬ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｂｅｌｏｗ.
图 １　 ＣＯ２ 浓度升高对不同污染土壤上水稻分蘖期的各光合参数的影响
Ｆｉｇ. １　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｒｉｃｅ
ｔｉｌｌｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｉｌ
２４８
　 ６ 期 铜镉污染土壤上 ＣＯ２ 升高对水稻光合特性的影响
图 ２　 ＣＯ２ 浓度升高对不同污染土壤上水稻抽穗期的各光合参数的影响
Ｆｉｇ. ２　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｒｉｃｅ Ｈｅａｄｉｎｇ
ｓｔａｇｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｉｌ
３４８
核　 农　 学　 报 ２７ 卷
图 ３　 ＣＯ２ 浓度升高对不同污染土壤上水稻成熟期的各光合参数的影响
Ｆｉｇ. ３　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｒｉｃｅ ｍａｔｕｒｉｔｙ
ｓｔａｇｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｉｌ
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　 ６ 期 铜镉污染土壤上 ＣＯ２ 升高对水稻光合特性的影响
升高的情况下同分蘖期和抽穗期一样仍有所降低ꎬ除
了沈农 ９９０３ 和元丰 ６ 号品种都没有达到显著水平ꎻ１０
个水稻品种的气孔导度反应也不一致ꎬ也没有达到显
著水平ꎮ
３　 讨论
近年来ꎬ有关 ＣＯ２ 浓度升高对光合作用影响的研
究报道较多ꎬ但由于试验本身的差异及其他因素的影
响ꎬ结果并不完全一致ꎮ 大气 ＣＯ２ 浓度升高对植物光
合作用的影响与干旱、温度、光照强度、营养元素等多
种生态因子有关[１３]ꎮ 关于水稻光合速率最大时的生
育期是在分蘖期或抽穗期ꎬ目前的报道并不一致[２０]ꎮ
本试验研究的 １０ 个水稻品种中ꎬ高 ＣＯ２ 浓度和正常
ＣＯ２ 浓度条件下ꎬ大部分的水稻品种最大光合速率是
在分蘖期ꎬ在成熟期最小ꎬ此生育期光合速率的下降和
叶片的衰老有很大的关系[２０]ꎮ 有关长期 ＣＯ２ 浓度升
高对植物光合作用影响的报道结果不一致ꎮ 部分试验
结果表明ꎬＣＯ２ 浓度升高能提高植物的光合速率[２１]ꎮ
但大多数研究表明ꎬ长期高浓度 ＣＯ２ 对植物光合速率
的促进会随着时间的延长而渐渐消失[２２ － ２３]ꎮ 在本试
验中ꎬＣＯ２ 浓度升高使 １０ 种水稻整个生育期的光合速
率均有提高ꎬ且在对高低污染土壤上水稻光合速率的
影响表现一致ꎬ只是影响的程度有所不同ꎮ 在低污染
土壤上ꎬＣＯ２ 浓度升高对水稻分蘖期和抽穗期光合速
率的影响均是粳稻大于籼稻ꎬ在成熟期影响则是籼稻
大于粳稻ꎻ在高污染土壤上ꎬＣＯ２ 浓度升高对水稻抽穗
期的光合速率影响仍是粳稻大于籼稻ꎬ但在分蘖期和
成熟期ꎬ则是籼稻大于粳稻ꎮ 因此ꎬＣＯ２ 浓度升高对水
稻光合速率的影响是根据水稻品种及生长的土壤环境
的不同而有所差异ꎮ
大量试验研究证明ꎬ大气 ＣＯ２ 浓度升高可降低植
物叶片气孔导度ꎬ但降低的程度随物种的不同和环境
条件的不同而变化[２４ － ２５]ꎮ 本试验中ꎬＣＯ２ 浓度的升高
对高低污染土壤上的水稻各生育期气孔导度的影响无
一定的变化趋势ꎬ１０ 种水稻只有在分蘖期其气孔导度
变化才表现一致ꎬ均有所降低ꎬ但都没有达到显著水
平ꎮ 气孔导度的大小与光合及蒸腾速率紧密相关ꎬ虽
然在分蘖期气孔导度与蒸腾速率在 ＣＯ２ 浓度升高的
情况下有所降低ꎬ在抽穗期和成熟期却无一定的变化
趋势ꎬ说明气孔导度的变化受多种因素的影响ꎬ与 ＣＯ２
浓度的变化没有直接的相关性ꎮ
大气中 ＣＯ２ 浓度的升高ꎬ导致细胞间 ＣＯ２(Ｃｉ)浓
度的增加[２６]ꎮ 胞间 ＣＯ２ 浓度是叶片光合作用的反应
底物ꎬ胞间浓度越高ꎬ气孔内外浓度差减小ꎬ其光合速
率越低ꎬ但本试验中 ＣＯ２ 浓度的升高虽然使胞间 ＣＯ２
浓度平均增加了近一倍ꎬ气孔内外的浓度差却大大增
加ꎬ所以 ＣＯ２ 浓度的升高使胞间 ＣＯ２ 浓度与光合速率
呈现正相关ꎮ 气孔对 Ｃｉ很敏感ꎬＣｉ的增加常伴随着气
孔的关闭和气孔导度降低ꎬ由于气孔关闭ꎬ水分由植物
内向外排放的阻力增大ꎬ即蒸腾速率降低[２６]ꎮ 庞静
等[２７]研究表明各处理水稻的平均蒸腾速率在拔节期
迅速上升ꎬ到灌浆期达到最大速率ꎬ灌浆期结束后迅速
下降ꎬ高 ＣＯ２ 处理对蒸腾作用的影响主要表现在生育
中后期ꎮ 大量研究结果表明ꎬ从叶片水平而言ꎬ随着空
气中 Ｃ０２ 浓度增加ꎬ植物叶片净光合速率增加ꎬ蒸腾速
率降低[２８]ꎮ 在本试验中ꎬＣＯ２ 浓度的升高ꎬ使 １０ 种水
稻在各个生育期的蒸腾速率均有不同程度的降低ꎬ在
高低污染程度的土壤上变化表现一致ꎬ但都没有达到
显著性水平ꎮ ＣＯ２ 和温度是影响植物生长、发育和功
能的两个关键因子ꎮ ＣＯ２ 浓度和温度升高的相互作用
对光合作用有重要影响[２９]ꎮ 因此ꎬＣＯ２ 浓度升高对蒸
腾速率的影响是气孔导度降低和叶面温度升高共同作
用的结果ꎮ
４　 结论
高 ＣＯ２ 浓度和正常 ＣＯ２ 浓度条件下ꎬ１０ 种水稻大
部分品种最大光合速率是在分蘖期ꎬ只有金优 ４６３ 品
种是在抽穗期最大ꎻ大部分水稻品种光合速率在成熟
期最小ꎮ
ＣＯ２ 浓度升高对 １０ 种水稻 ３ 个生育期光合速率
的影响变化在高低污染土壤上的反应是一致的ꎬ只是
对水稻影响的程度有较大差异ꎮ ５ 种粳稻光合速率增
加幅度是在抽穗期达到最大值ꎬ在高污染土壤和低污
染土壤上增加幅度分别为: ６４􀆰 １４％ ~ １４３􀆰 １９％ ꎬ
７３􀆰 ５８％ ~１３２􀆰 ３％ ꎻ５ 种籼稻光合速率增加幅度均在
成熟期达到最大值ꎬ在高污染土壤和低污染土壤上其
增加幅度分别为:１０４􀆰 ３３％ ~ ２５６􀆰 ００％ ꎬ１００􀆰 ９９％ ~
２５４􀆰 ８１％ ꎮ
ＣＯ２ 浓度升高对水稻 ３ 个重要生育期净光合速率
均起到了明显的促进作用ꎬＣＯ２ 浓度的升高对光合速
率、胞间 ＣＯ２ 浓度的影响表现出趋势一致性变化ꎬ气
孔导度与蒸腾速率在 ＣＯ２ 浓度升高的情况下在各个
生育期的变化趋势不一致ꎮ ３ 个生育期相比ꎬ粳稻光
合速率和胞间 ＣＯ２ 浓度均在抽穗期增加幅度最大ꎻ籼
稻光合速率在成熟期增加幅度最大ꎬ胞间 ＣＯ２ 浓度则
在其抽穗期增加幅度最大ꎮ
参考文献:
[ １ ] 　 史海娃ꎬ 宋卫国ꎬ 赵志辉. 我国农业土壤污染现状及其成因
[Ｊ] . 上海农业学报ꎬ ２００８ꎬ ２４(２): １２２ － １２６
[ ２ ]　 孙波ꎬ 周生路ꎬ 赵其国. 基于空间变异分析的土壤重金属复合
污染研究[Ｊ] . 农业环境科学学报ꎬ ２００３ꎬ ２２(２): ２４８ － ２５１
[ ３ ]　 武正华. 土壤重金属污染植物修复研究进展[ Ｊ] . 盐城工业学
５４８
核　 农　 学　 报 ２７ 卷
院学报ꎬ ２００２ꎬ １５(６): ５３ － ５７
[ ４ ]　 路甬祥. 世界科技的发展趋势[Ｊ] . 中国科技信息ꎬ ２００５ꎬ(１１):
３
[ ５ ]　 王焕校. 污染生态学基础[Ｍ]. 昆明:云南大学出版社ꎬ １９９０:
９１ － １０８
[ ６ ]　 王泽港ꎬ 骆剑峰ꎬ 刘冲. 单一重金属污染对水稻叶片光合特性
的影响[Ｊ] .上海环境科学ꎬ ２００４ꎬ ２３(６): ２４０ － ２４３
[ ７ ]　 李裕红ꎬ 黄小瑜. 重金属污染对植物光合作用的影响[Ｊ] . 环境
科研ꎬ ２００６ꎬ(６): ２３ － ２４
[ ８ ]　 Ｋａｓｔｏｒｉ Ｒꎬ Ｐｅｔｒｏｖｉｃ Ｍꎬ Ｐｅｔｒｏｖｉｃ Ｎ. Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｃｅｓｓ ｌｅａｄꎬ
ｃａｄｍｉｕｍꎬ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｚｉｎｃ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ [ Ｊ] .
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｓｃｉｅｎｃｅ￣ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ ｆｕｒ
ｐｆｌａｎｚｅｎｅｒｎａｈｒｕｎｇ ｕｎｄ ｂｏｄｅｎｋｕｎｄｅꎬ １９９２ꎬ １５: ２４２７ － ２４３９
[ ９ ]　 Ａｎｄｅｒｓｏｎ Ｊ Ｍꎬ Ｐａｒｋ Ｙ Ｉꎬ Ｃｈｏｗ Ｗ Ｓ. Ｐｈｏｔｏｉｎａｃｔｉｏｎ ａｎｄ
ｐｈｏｔｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ Ⅱ ｉｎ ｎａｔｕｒｅ [ Ｊ ] . Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉａ
Ｐｌａｎｔａｒｕｍꎬ １９９７ꎬ１００(２):２１４ － ２２３
[１０]　 秦天才ꎬ 阮捷ꎬ 王腊娇. 镉对植物光合作用的影响[ Ｊ] . 环境科
学与技术ꎬ ２０００ꎬ(９０): ３３ － ３５
[１１]　 林义章ꎬ 徐磊. 铜污染对高等植物的生理毒害作用研究[Ｊ] . 中
国生态农业学报ꎬ ２００７ꎬ １５(１): ２０１ － ２０４
[１２]　 郭嘉ꎬ 张卫健. 稻田水环境对大气 ＣＯ２ 浓度升高的响应特征及
其机制研究[Ｄ]. 南京:南京农业大学. ２００８
[１３] 　 赵天宏ꎬ 王美玉ꎬ 张巍巍ꎬ 张鑫. 大气 ＣＯ２ 浓度升高对植物光
合作用的影响[Ｊ] .生态环境ꎬ ２００６ꎬ１５(５): １０９６ － １１００
[１４]　 徐玲ꎬ 赵天宏ꎬ 胡莹莹ꎬ 曹莹ꎬ 史奕. ＣＯ２ 浓度升高对春小麦光
合作用和籽粒产量的影响[ Ｊ] . 麦类作物学报ꎬ ２００８ꎬ２８ (５):
８６７ － ８７２
[１５]　 邓西民. 大气 ＣＯ２ 浓度上升和全球气候变化对我国农业生产的
影响[Ｊ]ꎬ 科技导报ꎬ １９９５ꎬ(７): ３３ － ３５
[１６]　 Ｋｉｍｂａｌｌ Ｂ Ａꎬ Ｋｏｂａｙａｓｈｉ Ｋꎬ Ｂｉｎｄｉ Ｍ. Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
ｃｒｏｐｓ ｔｏ ｆｒｅｅａｉｒ ＣＯ２ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ[Ｊ] . Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ａｇｒｏｎｏｍｙꎬ ２００２ꎬ
７７: ２９３ － ３６８
[１７]　 杨连新ꎬ 王余龙ꎬ黄建晔ꎬ杨洪建ꎬ刘红江. 开放式空气 ＣＯ２ 浓
度增高对水稻生长发育影响的研究进展[ Ｊ] . 应用生态学报ꎬ
２００６ꎬ１７(７): １３３１ － １３３７
[１８] 　 孙成明ꎬ 庄恒扬ꎬ 杨连新ꎬ 王余龙. 大气 ＣＯ２ 浓度升高对水稻
生理生态效应的影响[Ｊ] . 环境与可持续发展ꎬ ２００９ꎬ(５): ４５ －
４８
[１９]　 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[Ｍ]. 北京: 中国农业科技出
版社ꎬ ２０００
[２０] 　 刘彦卓ꎬ 黄农荣ꎬ 黄秋妹ꎬ 陈钊明ꎬ 刘斌ꎬ 梁祖扬ꎬ 邱润恒ꎬ 张
旭. 晚季不同类型高产水稻品种光合速率和叶绿素含量变化研
究初报[Ｊ] . 广东农业科学ꎬ ２０００ꎬ(１): ２ － ４
[２１]　 周玉梅ꎬ 韩士杰ꎬ 张军辉ꎬ 邹春静ꎬ 陈永亮. ＣＯ２ 含量升高对水
曲柳幼苗净光合与水分利用的影响[ Ｊ] . 东北林业大学学报ꎬ
２００１ꎬ ２９(６): ２９ － ３１
[２２]　 王为民ꎬ 王晨ꎬ 李春俭ꎬ林伟宏. 大气二氧化碳浓度升高对植物
生长的影响[Ｊ] . 西北植物学报ꎬ ２０００ꎬ ２０(４): ６７６ － ６８３
[２３]　 Ｃｈｅｎ Ｇ Ｙꎬ Ｙｏｎｇ Ｚ Ｈꎬ Ｌｉａｏ Ｙꎬ Ｚｈａｎｇ Ｄ Ｙꎬ Ｃｈｅｎ Ｙꎬ Ｚｈａｎｇ Ｈ Ｂꎬ
Ｃｈｅｎ Ｊꎬ Ｚｈｕ Ｊ Ｇꎬ Ｘｕ Ｄ Ｑ. Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｉｃｅ ｌｅａｖｅｓ
ｔｏ ｆｒｅｅ￣ａｉｒ ＣＯ２ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｂｏｔｈ ｒｉｂｕｌｏｓｅ － １ꎬ ５ －
ｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｉｂｕｌｏｓｅ － １ꎬ ５ －
ｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ[Ｊ] . Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｃｅｌｌ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ
２００５ꎬ ４６(７): １０３６ － １０４４
[２４] 　 Ｓａｘｅ Ｈꎬ Ｅｌｌｓｗｏｒｔｈ Ｄ Ｓꎬ Ｈｅａｔｈ Ｊ. Ｔａｎｓｌｅｙ ｒｅｖｉｅｗ: ｔｒｅｅ ａｎｄ ｆｏｒｅｓｔ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ ｉｎ ａｎ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ＣＯ２ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ [ Ｊ] . Ｎｅｗ Ｐｈｙｔｏｌｏｇｉｓｔꎬ
１９９８ꎬ １３９: ３９５ － ４３６
[２５]　 郑凤英ꎬ 彭少麟. 植物生理生态指标对大气 ＣＯ２ 浓度倍增响应
的整合分析[Ｊ] . 植物学报ꎬ ２００１ꎬ ４３(１１):１１０１ － １１０９
[２６] 　 蒋高明ꎬ 林光辉ꎬＢｒｕｎｏ Ｄ Ｖ Ｍａｒｉｎｏ. 美国生物圈二号内生长在
高 ＣＯ２ 浓度下的 １０ 种植物气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率
的变化[Ｊ] . 植物学报ꎬ １９９７ꎬ３９(６):５４６ － ５５３
[２７]　 庞静ꎬ 朱建国ꎬ 谢祖彬ꎬ 刘刚ꎬ 陈改苹. ＣＯ２ 浓度升高条件下水
稻蒸腾与 Ｎ吸收的关系[Ｊ] . 中国水稻科学ꎬ ２００６ꎬ ２０(２): ２０５
－ ２０９
[２８]　 蒋跃林ꎬ 张庆国ꎬ 张仕定ꎬ 王公明ꎬ 岳伟ꎬ 姚玉刚. 小麦光合特
性、气孔导度和蒸腾速率对大气 ＣＯ２ 浓度升高的响应[Ｊ] . 安徽
农业大学学报ꎬ ２００５ꎬ ３２(２): １６９ － １７３
[２９]　 Ｌａｗｌｏｒ Ｄ Ｗꎬ Ｋｅｙｓ Ａ Ｊ. Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｔｏ
ｃｈａｎｇｉｎｇ ｃｌｉｍａｔｅ [Ｍ]. Ｌｏｎｄｏｎ: Ｃｈａｐｍｅａｎ＆Ｈａｌｌꎬ １９９３:４１５ － ４２９
６４８
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
２０１３ꎬ２７(６):０８３９ ~ ０８４７
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ Ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｏｆ Ｒｉｃｅ ｉｎ Ｓｏｉｌ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｈｅａｖｙ Ｍｅｔａｌｓ
ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ１ꎬ ２ 　 ＳＯＮＧ Ｚｈｅｎｇ￣ｇｕｏ２ 　 ＷＵ Ｈｕｉ￣ｂｉｎ２ 　 ＺＯＵ Ｈｏｎｇ￣ｔａｏ１
( １Ｓｈｅｎｙａｎｇ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈｅｎｙａｎｇꎬ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１０８６６ꎻ ２Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎꎬ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
Ａｇｒｏ￣Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎬ Ｔｉａｎｊｉｎ　 ３００１９１)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅ ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｅｎ ｒｉｃｅ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ (ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｆｉｖｅ ｊａｐｏｎｉｃａ ｒｉｃｅ ａｎｄ ｆｉｖｅ ｉｎｄｉｃａ ｒｉｃｅ) ａｔ ｖａｒｉｏｕｓ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓꎬ ｇｒｏｗｉｎｇ ｉｎ
ｔｈｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ｏｆ ｍｏｓｔ ｒｉｃｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ａｔ ｔｉｌｌｅｒｉｎｇ
ｓｔａｇｅꎬ ｗｈｅｒｅａｓ ｗａｓ ｌｏｗｅｓｔ ａｔ ｍａｔｕｒｅ ｓｔａｇｅꎬ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ. Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬ ｔｈｅ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ｏｆ ａｌｌ ｒｉｃｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｉｃｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ. Ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｒａｔｅｓ ｏｆ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ｆｏｒ ｆｉｖｅ ｊａｐｏｎｉｃａ ｒｉｃｅ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ａｔ ｔｈｅ ｔｉｌｌｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｆｒｏｍ ６４􀆰 １４％ ｔｏ
１４３􀆰 １９％ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄꎬ ｆｒｏｍ ７３􀆰 ５８％ ｔｏ １３２􀆰 ３％ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｏｉｌ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ
ｉｎｃｒｅａｓｅ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ｆｉｖｅ ｉｎｄｉｃａ ｒｉｃｅ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ａｔ ｍａｔｕｒｅ ｓｔａｇｅ ｔｈａｔ ｗｅｒｅ ｆｒｏｍ １０４􀆰 ３３％ ｔｏ ２５６􀆰 ００％ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ
ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｆｒｏｍ １００􀆰 ９９％ ｔｏ ２５４􀆰 ８１％ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｏｉｌꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ ｏｎ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ａ ｈｉｇｈｌｙ ｓｉｍｉｌａｒ ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ
ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔꎻ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｔｏｍａｔａｌ ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ａｎ
ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｐａｔｔｅｒｎꎬ ｂｕｔ ｉｔ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:Ｒｉｃｅꎬ Ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ꎬ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌꎬ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
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