CO2濃度升高與增溫對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的復(fù)合影響

張秀云，姚玉璧，雷 俊，牛海洋，趙 鴻

(1.中國氣象局蘭州干旱氣象研究所/甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省定西市氣象局，甘肅 定西 743000；3.蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730021)

全球約157個(gè)國家種植馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)，馬鈴薯種植面積1 920.5萬hm2，總產(chǎn)量達(dá)3.85億噸(2014年)；中國馬鈴薯種植達(dá)681.7萬hm2，產(chǎn)量1.27億噸，占全球產(chǎn)量的25.9%。馬鈴薯是水稻、小麥和玉米之后的第四大主糧作物，是最有發(fā)展前景的高產(chǎn)作物之一[1]。利用氣候和作物模型估計(jì)，在溫度增加2.1～3.2℃時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量將下降18%～32%。通過使用晚熟品種、改變種植區(qū)域、調(diào)整種植季節(jié)等適應(yīng)氣候變化手段，可能會(huì)適當(dāng)減輕增溫對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量造成的影響[2-3]；如果適應(yīng)策略不可行，則局部地區(qū)小幅增溫(1～2℃)，也可能會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生強(qiáng)烈的負(fù)面影響[4]。氣溫增高導(dǎo)致產(chǎn)量下降，水分利用效率降低[5-6]。 Hancock等提出[7]，隨著氣候變暖，馬鈴薯產(chǎn)量將在溫帶地區(qū)出現(xiàn)正變化，熱帶和亞熱帶地區(qū)出現(xiàn)負(fù)變化，其變化差異與基因型對(duì)高溫的敏感性相關(guān)。較高的溫度會(huì)降低光合作用，主要是通過降低光系統(tǒng)Ⅱ的效率[8]和降低氣孔導(dǎo)度[9-10]。相反，在良好的灌溉環(huán)境中，適度的高溫脅迫(30℃/20℃晝/夜)會(huì)增加氣孔導(dǎo)度，從而提高凈碳同化速率[7]。

增加農(nóng)田CO2濃度對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)積累有正效應(yīng)，在提高CO2濃度的試驗(yàn)中，馬鈴薯生物量增加、產(chǎn)量提高、水分利用效率也上升[11-13]，當(dāng)控制試驗(yàn)中設(shè)定CO2濃度高于對(duì)照370～740 μmol·mol-1時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量提高了27%～49%[14]；然而，在控制試驗(yàn)中也觀測(cè)到CO2濃度升高產(chǎn)量較對(duì)照下降的結(jié)果[15]；提高CO2濃度會(huì)加速葉片衰老速度，加快作物開花期進(jìn)程[16]。當(dāng)環(huán)境CO2濃度高于對(duì)照時(shí)，馬鈴薯光合作用加快，葉片的蒸騰速率減少，作物水分利用效率增加[10]，采用開頂氣室試驗(yàn)表明，環(huán)境 CO2濃度增加350～700 μmol·mol-1，馬鈴薯冠層光合作用提高80% ,但在作物不同的生長季進(jìn)行處理的結(jié)果各不相同[11]。與對(duì)照處理比較，在馬鈴薯生長季提高CO2濃度，葉片凈光合速率均表現(xiàn)為增加的特征[12]。

自工業(yè)革命以來，由于人類活動(dòng)影響，大氣中的CO2濃度不斷增加。按照IPCC第五次評(píng)估報(bào)告中典型濃度目標(biāo)中低排放情景(RCP4.5), 設(shè)定至2100年后輻射強(qiáng)迫穩(wěn)定在4.5W·m-2， 大氣CO2濃度穩(wěn)定在約650 μmol·mol-1。預(yù)估到2035年全球平均地表溫度仍將升高0.3～0.7℃，2100年增溫≤2.0℃[17]。

馬鈴薯屬喜冷涼農(nóng)作物，具有耐旱和耐貧瘠的特性，適宜在中緯度半干旱區(qū)栽培。隨著全球氣候變暖，預(yù)計(jì)未來幾十年馬鈴薯種植區(qū)域?qū)⒋竺娣e受到高溫的影響[18]。但是，大氣增溫和CO2濃度倍增對(duì)半干旱區(qū)馬鈴薯生理生態(tài)的復(fù)合影響研究尚有待深入，為此，進(jìn)行增加CO2濃度與增加溫度對(duì)馬鈴薯生長過程、產(chǎn)量形成與品質(zhì)的交互影響試驗(yàn)，分析CO2濃度升高與大氣增溫對(duì)馬鈴薯生長發(fā)育形態(tài)特征、光合特性、生理生態(tài)特征、產(chǎn)量形成、營養(yǎng)成分及微量元素含量的協(xié)同影響，為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)對(duì)氣候變化提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)設(shè)在中國氣象局蘭州干旱氣象研究所定西干旱與生態(tài)環(huán)境試驗(yàn)基地，于2016—2017年開展試驗(yàn)。

按照1981—2010年30 a統(tǒng)計(jì)氣候平均值，試驗(yàn)區(qū)平均氣溫7.2℃，平均最高氣溫14.2～19.2℃，平均最低氣溫1.7℃。平均年降水量377.0 mm。馬鈴薯生長季(5—10月)平均降水量328.5 mm，占全年平均降水量的87.1%。平均日照時(shí)數(shù)2 437.7 h。年平均連續(xù)無霜期為145 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用新型開頂式氣室OTC(Open-top chamber)，其結(jié)構(gòu)為八面柱狀開頂結(jié)構(gòu)，周圍鑲透光玻璃，底面積18 m2，高3 m。因其控制CO2濃度的效果優(yōu)于FACE(Free-Air CO2Enrichment)，已成為國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域普遍認(rèn)可并使用的CO2濃度倍增模擬設(shè)施。

根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)第五次評(píng)估報(bào)告， RCP 4.5典型濃度路徑情景,即假設(shè)人類努力減少溫室氣體排放，遵循用最低代價(jià)達(dá)到輻射強(qiáng)迫目標(biāo)的途徑，輻射強(qiáng)迫穩(wěn)定在4.5 W·m-2，2100年后CO2當(dāng)量濃度穩(wěn)定在650 μmol·mol-1，預(yù)計(jì)全球地表溫度升高不超過2.0℃[17]。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理之一是升高溫度處理(IT)，應(yīng)用溫度監(jiān)測(cè)儀，試驗(yàn)處理控制升高環(huán)境空氣溫度在2.0℃±0.5℃；處理之二是增溫(IT)+CO2濃度升高(IC)復(fù)合處理(IT+IC)，采用CO2濃度監(jiān)測(cè)控制裝置，將環(huán)境CO2濃度控制在650±20 μmol·mol-1；另外，設(shè)置大田對(duì)照(CK)，研究區(qū)域控制區(qū)外自然空氣CO2濃度約370 μmol·mol-1。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

試驗(yàn)馬鈴薯品種為“新大坪”，是研究區(qū)域大面積栽培品種。試驗(yàn)馬鈴薯2016年播種時(shí)間為4月29日，收獲期為10月15日，栽培行距40 cm、株距45 cm；2017年播種期為4月29日，收獲期為10月11日，栽培行距45 cm、株距50 cm。

升高CO2濃度處理在馬鈴薯出苗～收獲期進(jìn)行CO2補(bǔ)供，氣室由CO2濃度監(jiān)測(cè)控制裝置控制CO2濃度水平，補(bǔ)充熏氣時(shí)間為每天07∶00—19∶00。

試驗(yàn)處理及對(duì)照小區(qū)中土壤水分、施肥量均勻一致，作物無病蟲害及雜草等其它影響因素。

1.3 觀測(cè)項(xiàng)目與方法

在馬鈴薯主要發(fā)育期測(cè)定葉片光合特征參數(shù)， 每次觀測(cè)時(shí)段設(shè)為：晴天，09∶30-11∶30，采用美國LI-COR公司設(shè)備，用Li-6400XT標(biāo)準(zhǔn)葉室，測(cè)定馬鈴薯凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)。其中，進(jìn)氣速率為500 μmol·mol-1。馬鈴薯發(fā)育期、植株高度、密度、生物量、葉面積和產(chǎn)量的觀測(cè)按照《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》[19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件中的ANOVA作方差分析及相關(guān)性分析，試驗(yàn)處理樣本間差異顯著性檢驗(yàn)使用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行分析，顯著性水平P≤0.05；曲線圖繪制應(yīng)用Excel 2003進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 CO2濃度升高和大氣增溫對(duì)馬鈴薯株高的影響

由圖1可以看出，在分枝期，增溫(IT)處理馬鈴薯植株顯著高于增溫(IT)+CO2濃度升高(IC)處理和CK(P<0.01)，花序形成和開花期，增溫(IT)處理、增溫(IT)+CO2濃度升高(IC)顯著高于CK，由此表明，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，CO2的施肥效應(yīng)越明顯。在收獲期，馬鈴薯植株高度表現(xiàn)為IT>IT+IC>CK，通過顯著性檢驗(yàn)(P≤0.05)。三者之間差異顯著?？梢?，增溫使植株顯著增高。

2.2 CO2濃度升高和大氣增溫對(duì)馬鈴薯植株葉片葉綠素含量的影響

不同處理葉綠素含量的變化如圖2所示。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，葉綠素的含量逐漸增大，在生育初期，葉綠素的含量表現(xiàn)為CK>IT+IC>IT，7月1日IT+IC處理葉綠素含量最低，此后IT+IC處理葉綠素含量逐漸升高，在7月31日達(dá)到最大值，不同處理葉綠素含量表現(xiàn)為IT+IC>CK>IT；之后，隨著馬鈴薯葉片功能衰退，逐步老化，葉綠素含量呈下降趨勢(shì)，從8月21日開始至收獲期結(jié)束，對(duì)照區(qū)域葉片功能衰退較快，葉綠素含量下降速度快；而增溫區(qū)域葉片功能衰退較慢，葉綠素含量下降速度慢；葉綠素含量表現(xiàn)為一致的IT>IT+IC>CK?？梢?，在作物生育后期，增溫處理的葉綠素含量大于其他處理及對(duì)照。

圖1 不同處理馬鈴薯株高變化特征Fig.1 Variation characteristics of potato plant height under different treatments

2.3 CO2濃度升高與大氣增溫對(duì)馬鈴薯植株葉片光合特性的影響

2.3.1 凈光合速率的變化 在馬鈴薯花序形成期～成熟期觀測(cè)植株葉片凈光合速率,結(jié)果表明，在馬鈴薯發(fā)育花序形成期～塊莖膨大前期，葉片凈光合速率表現(xiàn)為IT+IC>IT>CK，增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理葉片凈光合速率在18.6～23.8 μmol·m-2·s-1之間變化，單獨(dú)增溫處理凈光合速率為9.1～16 μmol·m-2·s-1，對(duì)照凈光合速率為3.7～13.4 μmol·m-2·s-1之間，增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理馬鈴薯葉片凈光合速率較對(duì)照升高1～5倍，平均升高了2.1倍，單獨(dú)增溫處理較對(duì)照提高22%～140%，平均提高85%，均通過顯著性檢驗(yàn)(P<0.01)(圖3)。表明在花序形成期～塊莖膨大前期，試驗(yàn)區(qū)域環(huán)境溫度尚未達(dá)到作物生長發(fā)育的氣溫閾值，增高溫度提高了植物葉片的光合速率，增溫+CO2濃度升高，葉片進(jìn)行光合作用的原料增加，凈光合速率更進(jìn)一步提高。故IT+IC處理的凈光合速率遠(yuǎn)大于IT處理和CK。

馬鈴薯花序形成期～塊莖膨大前期的增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理導(dǎo)致馬鈴薯前期地上部分生長旺盛，但到了地下塊莖膨大后期，馬鈴薯葉片衰老加速，凈光合速率表現(xiàn)為CK>IT>IT+IC處理，差異顯著或極顯著，增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理較對(duì)照降低2.1～2.6倍，平均降低70%，單獨(dú)增溫處理較對(duì)照降低1.1～1.13倍，平均降低55.0%。

可見，在馬鈴薯花序形成期～塊莖膨大前期，增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理使馬鈴薯葉片凈光合速率大于單獨(dú)增溫處理，也大于對(duì)照；增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理導(dǎo)致馬鈴薯前期地上部分生長旺盛，到塊莖膨大后期，馬鈴薯葉片衰老加速，凈光合速率下降更為迅速。就全生育期平均而言，增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理的葉片凈光合速率大于增溫處理36.3%，且大于對(duì)照34.7%。

圖2 不同處理馬鈴薯葉片葉綠素含量變化特征Fig.2 Variation characteristics of chlorophyll content in potato leaves under different treatments

圖3 不同處理馬鈴薯葉片凈光合速率變化特征Fig.3 Variation characteristics of net photosynthetic rate of potato leaves under different treatments

圖4 不同處理馬鈴薯葉片氣孔導(dǎo)度變化特征Fig.4 Variation characteristics of stomatal conductance of potato leaves under different treatments

2.3.2 氣孔導(dǎo)度(Gs)的變化 馬鈴薯葉片氣孔導(dǎo)度的變化曲線為“先升后降型”(圖4)。升高CO2濃度+增高氣溫復(fù)合處理，馬鈴薯葉片氣孔導(dǎo)度較對(duì)照低4.8%～49.0%，平均降低43.4%。在花序形成期～開花期，IT+IC處理氣孔導(dǎo)度接近對(duì)照，在塊莖膨大期，IT+IC處理氣孔導(dǎo)度低于對(duì)照，且后期兩者差異加大。在花序形成期～開花期單獨(dú)增溫處理的葉片氣孔導(dǎo)度高于對(duì)照17.4%～46.3%，而在塊莖膨大期，單獨(dú)增溫處理的葉片氣孔導(dǎo)度卻比對(duì)照降低8.8%～63.1%，平均降低為32%。試驗(yàn)表明，在花序形成期～開花期馬鈴薯葉片氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)為IT>CK>IT+IC處理，而在塊莖膨大期，氣孔導(dǎo)度為CK>IT>IT+IC處理，CK、IT處理與IT+IC處理間存在顯著或極顯著差異。由此可知，由于試驗(yàn)控制環(huán)境CO2濃度升高，馬鈴薯植株葉片氣孔導(dǎo)度會(huì)偏小，故升高環(huán)境溫度+升高環(huán)境CO2濃度復(fù)合控制試驗(yàn)處理下，氣孔導(dǎo)度低于對(duì)照。

2.3.3 蒸騰速率和水分利用效率的變化 圖5給出了花序形成期～成熟期各階段馬鈴薯葉片蒸騰速率變化曲線，隨著環(huán)境溫度升高，馬鈴薯葉片蒸騰速率增加，IT處理葉片蒸騰速率較大；在花序形成期～開花期,IT處理葉片蒸騰速率較CK提高1.1%～12.1%，而IT+IC處理葉片蒸騰速率也高于CK。在塊莖膨大后期，IT+IC處理和IT處理葉片蒸騰速率下降速度快，在成熟期之前IT+IC處理葉片蒸騰速率最小，IT+IC處理較CK低4.3%～27.2%。

葉片水平水分利用率是指植物同化CO2過程中所蒸騰消耗的水分，可用凈光合速率與蒸騰速率之比來計(jì)算植物葉片的水分利用率?；ㄐ蛐纬善凇_花期，隨著CO2濃度升高，馬鈴薯葉片水分利用率明顯提高(圖6)。IT+IC處理水分利用率顯著大于IT處理和對(duì)照，IT+IC處理水分利用率較CK高76.8%。塊莖膨大期， 水分利用率為IT+IC>CK>IT，但差異幅度變??；接近收獲期，則表現(xiàn)為CK>IT>IT+IC?？梢?，提高CO2濃度，馬鈴薯葉片的水分利用率相應(yīng)增加。其原因是當(dāng)升高環(huán)境CO2濃度，光合作用所需的原料增加，光合作用加快，作物葉片凈光合速率也加快，而馬鈴薯葉片氣孔導(dǎo)度有所下降，葉片蒸騰速率有所降低，這樣提高了葉片水分利用率。

就全生育期平均而言，增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理的葉片水分利用效率大于增溫處理43.4%，大于對(duì)照47.3%。

2.3.4 胞間CO2濃度的變化 試驗(yàn)顯示，CO2濃度升高+增溫復(fù)合處理中葉片胞間CO2濃度顯著高于單獨(dú)增溫處理和對(duì)照(P<0.01)，CO2濃度升高+增溫復(fù)合處理較單獨(dú)增溫處理高31.3%～82.2%，平均升高67.5%，葉片胞間CO2濃度在CO2濃度升高+增溫協(xié)同試驗(yàn)處理表現(xiàn)為較對(duì)照高40.3%～79.3%，平均升高70.0%。單獨(dú)增溫試驗(yàn)處理其胞間CO2濃度表現(xiàn)為略高于對(duì)照(圖7)。

圖5 不同處理馬鈴薯葉片蒸騰速率變化特征Fig.5 Variation characteristics of transpiration rate of potato leaves under different treatments

圖6 不同處理馬鈴薯葉片水分利用率變化特征Fig.6 Variation characteristics of water use efficiency of potato leaves under different treatments

2.4 CO2濃度升高與大氣增溫對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

不同試驗(yàn)處理下，馬鈴薯產(chǎn)量結(jié)構(gòu)狀況見表1。

單獨(dú)升高溫度試驗(yàn)處理下，株薯塊重低于對(duì)照，下降39%，在CO2濃度升高+增溫復(fù)合處理下，馬鈴薯株薯塊重較對(duì)照提高，提高幅度為54.9%。鮮莖重也表現(xiàn)為CO2濃度升高+增溫復(fù)合處理高于單獨(dú)增溫處理且高于對(duì)照，IT+IC處理較CK增幅為40.6%，IT 處理較CK增幅為19.5%。 IT+IC處理實(shí)際產(chǎn)量為8 830.21 kg·hm-2，對(duì)照實(shí)際產(chǎn)量7 820.08 kg·hm-2，IT 處理實(shí)際產(chǎn)量5 529.07 kg·hm-2，實(shí)際產(chǎn)量變化表現(xiàn)為IT+IC>CK>IT ， IT處理產(chǎn)量最低，其原因是馬鈴薯屬喜涼作物，隨著環(huán)境溫度上升，影響作物光合酶的活性，使得馬鈴薯凈光合速率在塊莖膨大后期顯著降低，有機(jī)物積累減少，不利于塊莖膨大生長，氣溫過高還會(huì)導(dǎo)致塊莖生長停止。但CO2濃度升高+增溫復(fù)合處理馬鈴薯屑薯率明顯提高，高于單獨(dú)增溫和對(duì)照。

圖7 不同處理馬鈴薯葉片胞間CO2濃度變化特征Fig.7 Variation characteristics of intercellular CO2 concentration of potato leaves under different treatments

表1 不同處理下馬鈴薯產(chǎn)量結(jié)構(gòu)狀況

注：不同字母表示不同處理間差異顯著性 (P≤0.05),下同。

Note：Different letters mean significant difference between different treatments (P≤ 0.05), the same below.

可見，增溫+CO2濃度升高，會(huì)在馬鈴薯生長發(fā)育的主要階段葉片凈光合速率提高，水分利用率增加，鮮莖重和株塊莖重提高，地下生物量積累增加，實(shí)際產(chǎn)量提高。

2.5 CO2濃度升高與大氣增溫對(duì)馬鈴薯塊莖營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

表2給出了不同試驗(yàn)處理下馬鈴薯塊莖營養(yǎng)物質(zhì)含量狀況，增溫+CO2濃度升高的復(fù)合處理(IT+IC)和對(duì)照(CK)的塊莖水分含量略高于單獨(dú)增溫處理(IT)；IT+IC處理塊莖蛋白質(zhì)略高于IT處理，而IT+IC處理塊莖蛋白質(zhì)高于對(duì)照37%，塊莖蛋白質(zhì)含量IT+IC>IT>CK。塊莖淀粉含量和維生素C 含量均表現(xiàn)為IT>CK>IT+IC。而還原糖、脂肪、纖維等含量差異不明顯，基本接近。

2.6 CO2濃度升高與大氣增溫對(duì)馬鈴薯塊莖微量元素含量的影響

不同試驗(yàn)處理下，馬鈴薯塊莖微量元素含量狀況見表3，增溫+CO2濃度升高的復(fù)合處理(IT+IC)和對(duì)照(CK)的塊莖鎘含量高于單獨(dú)增溫處理(IT)；塊莖鐵含量CK> IT+IC>IT；塊莖鋅含量IT+IC處理和IT處理大于CK；塊莖銅含量基本接近。

表2 不同處理下馬鈴薯塊莖營養(yǎng)物質(zhì)含量

表3 不同處理下馬鈴薯塊莖微量元素含量

3 討 論

隨著全球氣候變暖，氣溫增加、水分減少、CO2濃度升高、光照等的任何變化都會(huì)直接影響植物的生長發(fā)育和生物量積累。由于作物品種類型、基因型、氣候環(huán)境、地理位置等的差異，氣溫、水分、CO2濃度和光照等氣候環(huán)境條件對(duì)植物生育和生理活動(dòng)的影響差異很大[20]。在溫涼半干旱區(qū)域，增溫處理對(duì)馬鈴薯株高變化影響顯著，增溫處理的株高及株高增長率均大于對(duì)照，在開花期株高差異最大。當(dāng)其它環(huán)境條件一致時(shí)，馬鈴薯株高增速與生育期氣溫呈顯著正相關(guān)，增溫使葉面積指數(shù)增加，植株高度也顯著增高[21]。

凈光合速率是反映植物有機(jī)物積累能力的重要指標(biāo)，凈光合速率對(duì)氣候環(huán)境條件變化的響應(yīng)十分敏感。升高環(huán)境溫度+升高CO2濃度復(fù)合試驗(yàn)處理下，首先升高了胞間CO2濃度，植物光合作用所需原料增加；其次，由于研究區(qū)域在馬鈴薯花序形成～開花期氣溫仍較低，增溫處理提高了馬鈴薯發(fā)育進(jìn)程，兩者共同作用，使得馬鈴薯凈光合速率較大提高[22-23]。凈光合速率的提高使得馬鈴薯水分利用率也提高[24]。

馬鈴薯屬喜涼作物，在地下塊莖膨大期，環(huán)境溫度超過塊莖膨大適宜閾值，會(huì)造成塊莖發(fā)育受阻，形成畸形薯，屑薯率也增加，如果在升高環(huán)境溫度的同時(shí)升高環(huán)境CO2濃度，馬鈴薯葉片凈光合速率總體加快，水分利用率總體提高，馬鈴薯生物量積累加快，鮮莖重和株塊莖重均大于單獨(dú)增溫和對(duì)照，實(shí)際產(chǎn)量也大于單獨(dú)增溫和對(duì)照，其塊莖蛋白質(zhì)含量亦大于單獨(dú)升高環(huán)境溫度處理，也大于對(duì)照。生物量積累增加，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量提高[25-30]。

氣溫增加、水分減少和CO2濃度升高是全球氣候變化對(duì)農(nóng)作物影響的直接因子。本文介紹了增溫與升高CO2濃度兩因子耦合對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量與品質(zhì)影響的主要試驗(yàn)結(jié)論，但有關(guān)氣溫、水分和CO2濃度多因子協(xié)同作用下作物生理生態(tài)和生物量積累如何響應(yīng)，相互間如何反饋和適應(yīng)等科學(xué)問題有待進(jìn)一步深入研究[31-33]。

4 結(jié) 論

升高環(huán)境溫度+升高環(huán)境CO2濃度復(fù)合處理下，葉片凈光合速率大于單獨(dú)升溫處理，大于對(duì)照；而進(jìn)入鈴薯塊莖膨大期，增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理凈光合速率遞減率更快。馬鈴薯葉片的水分利用率和胞間CO2濃度也表現(xiàn)為增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理顯著高于對(duì)照和單獨(dú)增溫處理。

在升高環(huán)境溫度的同時(shí)增加環(huán)境CO2濃度，增加胞間CO2濃度使葉片凈光合速率加快，水分利用率提高，馬鈴薯有機(jī)物積累增多，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量提高。增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理馬鈴薯實(shí)際產(chǎn)量顯著高于對(duì)照和單獨(dú)增溫處理，單獨(dú)增溫處理實(shí)際產(chǎn)量最低。

增溫+CO2濃度升高復(fù)合處理塊莖蛋白質(zhì)含量高于對(duì)照，而還原糖、脂肪、纖維含量與對(duì)照無顯著差異；塊莖鎘、鋅含量高于對(duì)照，塊莖鐵含量低于對(duì)照，塊莖銅含量無顯著差異。