摘要
目前关于CO2浓度升高后作物养分吸收利用的研究大多集中在单作作物上，针对间作体系养分吸收利用的系统研究还鲜有报道。CO2浓度升高后会对玉米||花生植株养分含量会发生怎样的变化？吸收量是否会增加？其利用特点是怎样的？施磷将对其养分吸收利用产生哪些影响？为此，本研究采用开顶式气室，以玉米||花生2:4模式为研究对象，研究了CO2浓度升高对玉米||花生植株氮(磷、铁)含量与氮(磷、铁)积累、各器官氮(磷、铁)含量、氮(磷、铁)积累与分配、收获期氮(磷、铁)素干物质生产效率和氮(磷、铁)素籽粒生产效率的影响，明确CO2浓度升高下玉米||花生氮、磷、铁吸收利用的特点，为未来气候变化下作物养分吸收利用及施肥管理提供理论依据和技术指导。主要研究结果如下： 1. CO2浓度升高后能够提高玉米||花生干物质积累量及产量。与环境大气CO2浓度(AC)相比，CO2浓度升高(EC)后间作玉米、花生及玉米||花生体系的干物质积累量分别提高了14.38%~117.17%、12.00%~37.49%和9.87%~50.49%，差异均达到了显著水平(P＜0.05)。在干物质分配方面，CO2浓度升高促进了干物质向玉米籽粒及花生果仁内的分配。间作玉米、花生及间作体系的产量分别增加了9.09%~30.10%、7.80%~40.23%和9.14%~36.26%，差异均达到了显著水平(P＜0.05)。 2. CO2浓度升高能增强玉米||花生生育前期的吸氮强度，促进玉米||花生对氮素的吸收利用，提高间作玉米籽粒及间作花生果仁氮含量。与AC相比，EC处理下：降低了间作玉米、花生的植株氮含量，其降低幅度分别为1.64%~13.36%和1.11%~15.63%。降低了开花期、收获期的间作玉米茎、叶和苞叶以及结荚期、收获期的间作花生茎、叶中的氮含量，显著提高了收获期间作玉米籽粒及间作花生果仁氮含量(P＜0.05)；显著促进间作玉米生育前期和间作花生生育中前期的氮吸收量和氮吸收强度，施磷后能进一步增加其氮素吸收量。收获期，间作玉米、花生及间作体系的吸氮量分别提高了 14.10%~27.45%、12.80%~26.90%和13.71%~27.31%，且差异均达到了显著水平(P＜0.05)；提高了间作玉米、花生及间作体系的氮素干物质生产效率及氮素籽粒生产效率。 3. CO2浓度升高能增强玉米||花生植株的吸磷强度，提高间作玉米、花生的植株磷含量；促进玉米||花生对磷素的吸收利用，提高间作玉米籽粒及间作花生果仁磷含量。与AC相比，EC处理下：提高了间作玉米、花生的植株磷含量，其提高幅度分别为6.46%~26.96%和4.06%~24.71%。提高了开花期和收获期的间作玉米及结荚期、收获期的间作花生各部位的磷含量。提高了间作玉米、花生各生育阶段的磷吸收，其提高幅度分别为11.12%~141.61%和5.30%~92.19%，除2020年苗后28~44、44~56 d的间作花生外，其余均达到了显著水平(P＜0.05)，施加磷肥后能进一步增加间作玉米、花生的磷吸收。在收获期，间作玉米、花生及间作体系的吸磷量分别提高了14.10%~27.45%、12.80%~26.90%和13.71%~27.31%，差异均达到了显著水平(P＜0.05)。间作玉米、花生及间作体系的磷素干物质生产效率分别降低了7.06%~20.53%、3.58%~7.49%和6.51%~16.23%，磷素籽粒生产效率分别降低了5.27%~25.74%、8.50%~23.61%和7.87%~23.36%，除了2020年P180条件下的间作玉米磷素干物质生产效率外，其余处理的降低幅度均达到了显著水平(P＜0.05)。 4. CO2浓度升高可以降低间作玉米、花生各部位的铁含量及植株铁含量，提高了间作玉米、花生不同生育期的铁积累，促进了玉米||花生对铁素的吸收。与AC相比，EC处理下：降低了间作玉米、花生的植株铁含量，其降低幅度分别为1.47%~14.91%和0.42%~17.20%。降低了开花期、收获期的间作玉米及结荚期、收获期的间作花生各部位的铁含量。提高了间作玉米、花生各生育阶段的铁吸收，提高幅度分别为6.04%~110.80%和6.78%~35.14%，施加磷肥后可进一步增加间作玉米、花生的铁吸收。降低了铁在玉米籽粒及花生茎和果仁中的分配，提高了铁在玉米茎、叶、苞叶及花生叶中的分配。在收获期，间作玉米、花生及间作体系的吸铁量分别提高了6.04%~15.15%、6.78%~22.06%和6.26%~18.77%，间作玉米、花生及间作体系的铁素干物质生产效率分别降低了3.96%~13.31%、0.46%~5.07%和2.41%~11.70%，铁素籽粒生产效率分别降低了3.62%~12.75%、0.45%~4.54%和4.73%~11.20%。
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