以大气CO_(2)浓度上升和温度增加为主要特征的全球气候变化是影响全人类可持续发展的热点问题。本研究采用开顶式气室(open top chamber,OTC)系统模拟大气CO_(2)浓度上升(EC处理,+100 ppm)和增温(ET处理,+1.5℃)的气候变化情景,对江汉平原双季稻主要生长期地表水和土壤孔隙水溶解性有机碳(DOC)浓度、芳香性指数、生物量和产量及相关因素进行观测。结果表明:与CK相比,EC处理显著增加早稻灌浆期土壤20 cm孔隙水DOC浓度,增幅为284.2%(P<0.05);EC处理显著降低早稻孕穗期和抽穗期的DOC芳香性指数,降幅分别为36.9%和31.6%(P<0.05)。EC处理显著降低早稻拔节期土壤20 cm DOC芳香性指数(-35.5%)(P<0.05)。与EC和ET处理相比,大气CO_(2)浓度上升与增温的叠加处理(ETEC)显著增加稻田整个生长期土壤20 cm孔隙水DOC芳香性指数,增幅为23.6%~51.4%(P<0.05)。EC和ET处理均显著增加了双季稻的地上生物量和籽粒产量(P<0.05)。本研究为探索江汉平原双季稻对未来气候变化的响应以及稻田生态系统的碳循环关键过程提供科学参考依据。
为揭示未来气候变化趋势对稻谷Fe、Zn含量和积累量的影响,本研究利用开顶式气室(Open Top Chamber,OTC)系统模拟大气CO_(2)浓度上升(EC处理,+100μL·L^(-1))和增温(ET处理,+1.5℃)以及二者相互作用(ETEC处理,+1.5℃,+100μL·L^(-1))的气候变化情景,对江汉平原2017—2019年双季稻籽粒Fe、Zn以及植酸含量进行持续3 a的大田试验观测。结果表明:双季稻籽粒Fe和Zn含量对大气CO_(2)浓度上升与增温的响应存在较大的年际间差异,其中对大气CO_(2)浓度上升的响应较增温更为敏感。与对照(CK)相比,EC处理显著降低2018年晚稻籽粒Fe含量(-13.41%,P<0.05),显著增加2019年早稻和晚稻籽粒Fe含量(+29.70%和+27.95%,P<0.05);ET处理显著降低2018年早稻籽粒Zn含量(-13.49%,P<0.05)。就3 a观测平均值而言,EC处理显著降低早稻籽粒Zn含量(-8.28%,P<0.05),而ETEC处理显著降低晚稻籽粒Zn含量(-10.91%,P<0.05)。本研究发现CO_(2)浓度上升与增温叠加作用效果有别于各单因子影响,尤其对高温干旱年份晚稻籽粒Zn含量的降低具有显著的正协同效应。本研究预测未来气候变化可能增加稻米食用人口出现“隐性饥饿”的风险。
