張鳳哲,謝立勇,趙洪亮,金殿玉

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，沈陽 110161）

目前，大氣中 CO2濃度已由工業(yè)革命前的280μmol·mol?1增至400μmol·mol?1左右，同時以每年 0.5%的速度增長，預(yù)計 2050年可能增加到450～550μmol·mol?1（稱為CO2倍增），21 世紀(jì)末可能達(dá)到790～1020μmol·mol?1[1]。CO2是綠色植物進(jìn)行光合作用的底物，其濃度的升高會使作物光合作用和干物質(zhì)形成發(fā)生相應(yīng)變化[2]。研究發(fā)現(xiàn)，CO2濃度增高對作物的影響表現(xiàn)為作物凈光合速率增加，促進(jìn)了碳水化合物的合成和干物質(zhì)的積累[3]；亦有研究表明，作物在高CO2濃度環(huán)境下存在光合適應(yīng)現(xiàn)象，且存在品種間差異[4]。為此，大氣CO2濃度增高對作物生理代謝的影響及其機(jī)理機(jī)制研究，一直是氣候變化背景下人們關(guān)注的科學(xué)問題之一。大田作物生產(chǎn)是諸多環(huán)境因素與人為干預(yù)的過程，CO2濃度的影響也必然與其它環(huán)境因子相互促進(jìn)或相互制約。因此，作物在自然生長狀態(tài)下，開展人為干預(yù)與環(huán)境因子的交互影響的研究，更有利于揭示CO2濃度增高對作物生理代謝過程的影響規(guī)律。

生物炭不僅能改良土壤，而且能提高土壤蓄水儲養(yǎng)的能力，保護(hù)土壤中的微生物，在修復(fù)污染土壤[5]、提高作物產(chǎn)量[6]等方面也發(fā)揮著重要作用。農(nóng)業(yè)秸稈生物炭有利于農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用，在減少農(nóng)田秸稈焚燒、提供能源、保護(hù)環(huán)境等方面也具有重要意義[7]。研究發(fā)現(xiàn)，生物炭配施化肥的處理可以有效促進(jìn)水稻生長發(fā)育[8-9]，土壤中添加生物炭可以增加其養(yǎng)分含量，并且能促進(jìn)水稻根系生長[10]。然而對于生物炭的不同研究結(jié)果之間差異較大，且在不同環(huán)境影響下生物炭所發(fā)揮的作用很難總結(jié)出共性規(guī)律，現(xiàn)階段對生物炭的研究結(jié)果在未來環(huán)境變化尤其是高濃度CO2背景下是否相同值得更深入的研究。

水稻根系不僅支撐其正常生長，而且是吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的運輸器官，根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)直接調(diào)控作物及根部生長環(huán)境的理化過程，與水稻的生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)形成等密切相關(guān)。試驗發(fā)現(xiàn)，稻田施加生物炭能增加水稻生育前期根系形態(tài)指標(biāo)，提高水稻根系吸收面積，生育后期生物炭延緩了根系衰老，整個生育期內(nèi)維持了較為適宜的根冠比，根系生理功能增強(qiáng)[11]；高繼平等試驗表明，生物炭可顯著提高秧苗地上部和根系生長能力[12]。此外，生物炭還可提高水稻生育前期根系的總吸收面積，在水稻生育后期生物炭又減慢了根系衰老速度[13]。關(guān)于大氣CO2濃度升高（包括與不同施肥條件互作）對水稻根系及產(chǎn)量的影響已取得一定進(jìn)展，而在高濃度CO2條件下施加生物炭對水稻的影響研究尚未開展，大氣CO2濃度增加和生物質(zhì)炭化還田對水稻根系的協(xié)同作用存在的規(guī)律值得更高關(guān)注。本文擬通過研究CO2濃度增高和施加生物炭對水稻根系的影響，揭示兩因素互作下水稻根系對營養(yǎng)元素的吸收能力和有機(jī)物的最終積累情況，為高濃度CO2背景下科學(xué)施肥和減少農(nóng)田排放提供新的理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院昌平試驗基地（40°08′N，116°08′E）進(jìn)行，該地屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均日照時數(shù)2684h，年平均氣溫11.8℃，年平均降水量550.3mm。試驗區(qū)域平均大氣CO2濃度約為400μmol·mol?1。

1.2 供試材料

供試水稻品種為吉粳88，生育期140d 左右，需≥10℃積溫2900～3100℃·d，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供。供試土壤有機(jī)質(zhì)含量為14.10g·kg?1，全氮0.82g·kg?1，速效磷20.0mg·kg?1，速效鉀79.8mg·kg?1，pH 值為8.33。生物炭原材料為玉米秸稈，粒徑1.5～2.0mm，pH 值為9.23，含氮1.53%，磷0.78%，鉀1.68%，由遼寧省某公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置2 個CO2濃度，分別為大氣CO2濃度和高濃度CO2（550μmol·mol?1），高濃度CO2環(huán)境應(yīng)用FACE 系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。盆中土壤設(shè)2 個生物炭處理，分別為不添加生物炭和每千克干土加20g 生物炭。共計4 組處理，以大氣CO2濃度和土壤中不添加生物炭的處理為對照（CK），以大氣CO2濃度和土壤中添加生物炭為NB 處理，以高濃度CO2和土壤中不添加生物炭為CN 處理，以高濃度CO2和土壤中添加生物炭為CB 處理。

盆栽用土全部過5mm 篩，試驗用盆長60cm、寬40cm、高35cm，每盆裝土50kg，施加生物炭處理為將生物炭與土壤混勻后沉積1 周備用。2019年6月4日移栽，每盆6 穴，每穴3 株，盆內(nèi)每穴水稻用透水隔板隔開，保證取樣期各穴水稻根系能區(qū)分開的同時水肥條件一致，每組處理栽培12 盆，同時向FACE 圈內(nèi)增施CO2氣體，使圈內(nèi)CO2濃度穩(wěn)定在550μmol·mol?1，直到試驗結(jié)束。每盆施加氮肥（尿素）20g，磷肥（磷酸二銨）20g，鉀肥（氯化鉀）10g，在抽穗期施加穗肥（尿素）10g，4組處理管理方式相同，水分管理為6月4日?7月5日保持潛水層，7月6日?8月1日進(jìn)行多次輕擱田，8月2日以后間歇灌溉。通過對水稻的田間觀察，分別于水稻分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期取樣測定相關(guān)指標(biāo)。

1.4 測定方法

1.4.1 根系形態(tài)指標(biāo)

于試驗期各處理分別取3 株長勢一致的水稻，連根帶土放入40 目尼龍網(wǎng)袋里，用水浸泡約30min后，用流水沖洗根系，將單株水稻所有不定根剪下，平鋪在塑料凹槽內(nèi)，倒入蒸餾水使根系完全沒入水中，用鑷子調(diào)整根系位置避免重疊，使用根系掃描儀（EPSON J221B）掃描，掃描得到的圖片利用Win RHIZO 處理為數(shù)據(jù)信息，獲得總根長、總根表面積指標(biāo)。

相同取樣方法另取3 株水稻洗凈，用吸水紙輕拭擦干根系表面水分，將水稻根系距地上部3cm 處切割，用AL104 電子分析天平分別稱量根系和地上部鮮重，應(yīng)用所得數(shù)據(jù)計算根冠比，隨后將根系放入牛皮紙袋中置于烘箱內(nèi)105℃殺青30 min、75 ℃烘至恒重后稱量干重。

1.4.2 根系生理指標(biāo)

分別于試驗當(dāng)日晚18：00 各處理取3 株水稻測定根系傷流，方法為從距盆內(nèi)土壤表面10cm 處橫切斷植株，用已稱量好的脫脂棉覆蓋切口處，外圍用自封袋包扎收集傷流液，次日6：00 取下脫脂棉稱重，每次收集12h，利用脫脂棉前后重量之差計算傷流強(qiáng)度。

試驗期各處理分別取3 株水稻，連根帶土放入40 目尼龍網(wǎng)袋里，用水浸泡約30min 后，用流水沖洗根系，并用吸水紙擦干根系表面水分，以甲烯藍(lán)為吸光物質(zhì)，利用分光光度計測定根系吸附前后甲烯藍(lán)溶液吸光度，應(yīng)用比色法得出甲烯藍(lán)溶液濃度，計算根系總吸收面積與活躍吸收面積。

1.4.3 產(chǎn)量指標(biāo)

水稻成熟后，各處理取植株形態(tài)相近、稻穗均勻的10 株水稻樣本逐一考察，記錄每株穗數(shù)、穗粒數(shù)，并計算結(jié)實率。將成熟期水稻全部脫粒，從樣本中隨機(jī)數(shù)出3 組1000 粒，風(fēng)干后稱重（精確到0.01g），得到千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與方差分析，采用Duncan 法進(jìn)行不同處理間的顯著性水平檢驗（P＜0.05），結(jié)果應(yīng)用Excel 2010 繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩因素對水稻根系形態(tài)特征的交互影響

2.1.1 總根長和總根表面積

由表1可見，與對照（CK）相比，單施生物炭、單增CO2濃度與互作處理水稻總根長均有不同程度增加。土壤中單施生物炭處理（NB）后，在分蘗期水稻總根長與對照（CK）相比差異不顯著，其它各試驗期均顯著高于CK。單獨高濃度CO2處理（CN）在各試驗期水稻總根長均顯著高于CK 處理。增加CO2濃度同時向土壤中添加生物炭處理（CB）后，總根長在水稻分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期分別增加了3.81%、14.08%、66.00%、153.84%，在水稻分蘗和拔節(jié)期僅高于CK，抽穗和成熟期僅低于CN。方差分析表明，CO2和生物炭單一因素對拔節(jié)期及其之后的各試驗期水稻總根長的影響均通過了0.01 水平的顯著性檢驗，互作處理在各試驗期均通過了0.01 水平的顯著性檢驗，說明增加空氣中的CO2和土壤中添加生物炭均有利于水稻根系生長，而兩者的交互作用則降低了這種效應(yīng)。

表1 高濃度CO2 和添加生物炭對水稻各試驗期總根長的影響（m）Table 1 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on the total root length in each test periods of rice(m)

由表2可看出，單施生物炭處理（NB）在抽穗期和成熟期均顯著增加了水稻總根表面積。單獨高濃度CO2處理（CN）在分蘗期、抽穗期和成熟期顯著增加了水稻總根表面積，拔節(jié)期增加效應(yīng)不顯著。增加CO2濃度同時向土壤中添加生物炭處理（CB）后，在各試驗期較CK 分別增加了18.59%、17.07%、93.44%、125.48%，在分蘗期僅高于CK，在拔節(jié)期及其之后的各試驗期均顯著增加了水稻根系總吸收面積。方差分析表明，單施生物炭處理在拔節(jié)期和抽穗期對水稻總根表面積的影響極顯著，單獨高濃度CO2及互作處理在各試驗期對水稻總根表面積的影響均表現(xiàn)為極顯著，說明單一因素及互作處理均可增加水稻總根表面積，這與對水稻總根長的影響基本一致。

表2 高濃度CO2 和添加生物炭對水稻各試驗期總根表面積的影響（cm2）Table 2 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on the total root surface area in each test periods of rice(cm2)

2.1.2 根重和根冠比

單施生物炭處理（NB）處理后，水稻根系干重在各試驗期分別增加了67.16%、13.43%、5.73%和42.17%，在分蘗期和成熟期達(dá)到顯著水平（表3）。單獨高濃度CO2處理（CN）在分蘗期水稻根系干重較對照降低了39.24%，為4 組處理中最低，在抽穗期和成熟期根系干重顯著高于其它3 組處理。互作處理（CB）在水稻分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期分別較對照增加了40.68%、75.62%、154.41%和129.03%，在分蘗期根系干重僅低于NB，拔節(jié)期最高，抽穗期和成熟期僅低于CN。方差分析表明，CO2對水稻根系干重的影響在除分蘗期外的各試驗期均達(dá)到極顯著水平，單施生物炭處理在分蘗期和拔節(jié)期對水稻根系干重的影響達(dá)到極顯著水平，而在抽穗和成熟期則表現(xiàn)為差異不顯著，互作處理在分蘗期和抽穗期對水稻根系干重影響不顯著，在拔節(jié)期和成熟期極顯著增加了根系干重，說明互作效應(yīng)存在但隨生育期推進(jìn)而無明顯規(guī)律性。

表3 高濃度CO2 與添加生物炭對各試驗期水稻根系干重的影響（g）Table 3 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on the root dry weight in each test periods of rice(g)

根冠比是反映同化產(chǎn)物在水稻植株內(nèi)部分配的重要指標(biāo)。從圖1可以看出，單因素和互作處理較對照在各試驗期水稻根冠比均有所增加。在分蘗期，CN 處理根冠比顯著高于其它3 組處理，CK、NB 和CB 處理間差異不顯著。拔節(jié)期CB 處理根冠比顯著高于其它3 組處理，CK、NB 和CN 處理間差異不顯著。抽穗期4 組處理間差異均不顯著。成熟期NB 和CN 處理根冠比顯著高于CK 和CB 處理?；プ魈幚碓诟髟囼炂谑顾靖诒确謩e增加了27.93%、27.15%、26.31%、17.36%，在分蘗期、抽穗期和成熟期的增幅依然低于單一因素處理。

圖1 高濃度CO2和添加生物炭對各試驗期水稻根冠比的影響Fig.1 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on the root-shoot ratio in each test periods of rice

2.2 兩因素對水稻根系生理特性的交互影響

2.2.1 根系傷流強(qiáng)度

水稻根系傷流強(qiáng)度反映了植株根系活動能力的強(qiáng)弱。從圖2可以看出，單一因素和互作處理在分蘗期均顯著增加了水稻根系傷流強(qiáng)度，其中互作處理增幅最高，達(dá)到148.10%。拔節(jié)期CB 處理使水稻根系傷流強(qiáng)度增加了34.21%，且顯著高于其它3組處理。在抽穗期4 組處理間差異不顯著，NB 處理較CK 增加了8.71%，CN 處理較CK 增加了14.12%，CB 處理較CK 增加了6.13%。在成熟期互作處理僅高于對照，增幅為40.43%。由此可見，水稻進(jìn)入抽穗期后互作處理的水稻根系傷流強(qiáng)度均低于單一因素處理。

圖2 高濃度CO2 和添加生物炭對各試驗期水稻根系傷流強(qiáng)度的影響Fig.2 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on root bleeding intensity in each test periods of rice

2.2.2 根系吸收面積

水稻根系活力與水稻對土壤中養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量形成密切相關(guān)。由表4、表5可看出，單因素及互作處理水稻根系總吸收面積和活躍吸收面積相較對照均有不同程度增加。NB 處理水稻總吸收面積在成熟期前的各試驗期高于CK，但差異不顯著，成熟期顯著高于CK，而活躍吸收面積在各試驗期與CK 相比差異均不顯著。CN 處理在成熟期根系總吸收面積顯著高于CK，在抽穗期根系活躍吸收面積顯著高于CK 和NB 處理，其它生育期兩項指標(biāo)與CK、NB 間差異均不顯著。CB 處理總吸收面積在各試驗期較對照分別增加了 46.97%、48.99%、44.40%和55.52%，在分蘗期、抽穗期和成熟期顯著高于CK，與單因素處理間差異不顯著，CB 處理活躍吸收面積在各試驗期較對照分別增加了56.99%、108.35%、60.00%和30.73%，在拔節(jié)期顯著高于其它3 組處理，其它生育期與單因素處理間差異不顯著。方差分析表明，單施生物炭處理對水稻根系總吸收面積的影響在成熟期達(dá)極顯著水平，對水稻根系活躍吸收面積的影響在分蘗期和拔節(jié)期達(dá)到顯著水平。單獨高濃度CO2處理對水稻根系總吸收面積的影響在抽穗期達(dá)到顯著水平，在成熟期達(dá)到極顯著水平，對水稻根系活躍吸收面積的影響在拔節(jié)期達(dá)到顯著水平，在抽穗期達(dá)到極顯著水平?；プ魈幚韮H在拔節(jié)期對水稻根系活躍吸收面積的影響達(dá)到顯著水平，說明互作效應(yīng)降低了單一因素對水稻根系吸收面積的影響。

表4 高濃度CO2 和添加生物炭對水稻各試驗期根系總吸收面積的影響（m2）Table 4 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on the total absorption area of the root system in each test periods of rice(m2)

表5 高濃度CO2 和添加生物炭對水稻各試驗期根系活躍吸收面積的影響（m2）Table 5 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on the active absorption area of the root system in each test periods of rice(m2)

2.3 兩因素對水稻產(chǎn)量構(gòu)成的交互影響

單一因素和互作處理后水稻每穴穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均有不同程度增加（表6）。NB 處理每穴穗數(shù)、結(jié)實率和千粒重與CK 相比差異不顯著，顯著增加了水稻的每穗粒數(shù)。CN 處理顯著增加了水稻每穴穗數(shù)和每穗粒數(shù)，結(jié)實率和千粒重差異不大。CB 處理使水稻每穴穗數(shù)增加了41.67%，每穗粒數(shù)和千粒重增幅分別為0.11%和3.39%，使結(jié)實率降低了8.42 個百分點，為4 組處理中最低，但處理間差異不顯著。方差分析表明，單一因素及互作處理對水稻每穗粒數(shù)的影響均達(dá)到極顯著水平，對千粒重影響不顯著，互作處理對水稻結(jié)實率的影響表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，說明不同處理對水稻產(chǎn)量的影響主要作用在對水稻每穗粒數(shù)指標(biāo)上。

表6 高濃度CO2 和添加生物炭對水稻產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 6 Effects of high concentration of CO2 and biochar addition on rice yield

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

CO2作為植物光合作用的底物，其濃度的增加理論上將影響作物原本的生長發(fā)育狀態(tài)。多數(shù)研究表明，CO2濃度增加對作物有積極影響，表現(xiàn)為提高了水稻的光合作用效率[14]。本試驗中關(guān)于水稻根系形態(tài)指標(biāo)結(jié)果表明，除在分蘗期降低了根系干重外，高濃度CO2處理提高了各試驗期水稻根系形態(tài)指標(biāo)中的總根長、總根表面積及根冠比，這與李中陽等應(yīng)用水培試驗的研究結(jié)果相一致，該研究發(fā)現(xiàn)CO2濃度升高顯著增加了水稻根冠比、根系生物量、幼苗根系總根長、表面積及細(xì)根比例[15]。武慧彬等的研究結(jié)果也表明，CO2濃度升高條件下水稻根長、密度、表面積和體積均有不同程度增加[16]，可能是CO2濃度增加提升了水稻光合作用強(qiáng)度，使積累的有機(jī)物質(zhì)向地下部傳輸更多進(jìn)而促進(jìn)了根系的增長。前人對CO2濃度增加條件下水稻根系生理特性的研究結(jié)果顯示，高濃度CO2處理使不同生育時期單位干質(zhì)量水稻根系的總吸收面積、活躍吸收面積等根系活性指標(biāo)均小于對照[17-19]，沙霖楠等的研究結(jié)果則表明，CO2濃度升高增加了水稻根系總吸收面積和活躍吸收面積[20]，出現(xiàn)結(jié)論不一致的原因可能是試驗設(shè)置條件及數(shù)據(jù)處理方式不同所致。本試驗結(jié)果顯示，高濃度CO2處理下水稻根系傷流強(qiáng)度及吸收面積均高于對照，這與CO2濃度升高處理對水稻根系形態(tài)指標(biāo)的變化趨勢一致。結(jié)合已有研究合理推斷出如下結(jié)論，高CO2濃度影響糖類物質(zhì)和各種激素之間形成綜合效應(yīng)導(dǎo)致植物根系形態(tài)發(fā)生變化，并且通過影響細(xì)胞分裂、伸長以及基因的表達(dá)等活動來影響根系的生長發(fā)育[21]。

相關(guān)試驗證明，生物炭能夠積極協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣、熱，促進(jìn)作物生長發(fā)育[22]。胡茜等研究發(fā)現(xiàn)，生物炭配施化肥可以提高土壤的有機(jī)碳含量及堿解氮含量，對水稻生長具有明顯的促進(jìn)作用[8]。亦有研究表明，生物炭對減輕鹽脅迫對水稻幼苗的抑制作用起到了積極作用，促進(jìn)水稻植株生長[10]。本試驗將生物炭作為肥料因子添加到水稻土壤中，探究其在大氣CO2濃度升高的環(huán)境下對水稻根系及最終產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，單施生物炭處理增加了水稻根系的總根長、總根表面積、根系干重及根冠比，增加了水稻根系傷流強(qiáng)度及吸收面積，主要是因為施加生物炭后土壤孔隙度增加，有利于根系形態(tài)的生長，試驗中施加生物炭后可以改善土壤理化性質(zhì)，維持水稻根系生長的環(huán)境。

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，在大氣CO2濃度增加條件下，生物炭抑制土壤有機(jī)碳分解的作用將會減弱[23]，并且降低了稻田土壤CH4和N2O 排放[24]，而目前有關(guān)二者互作對水稻的影響相關(guān)研究尚未見報道。本試驗中，從整個生育期來看，高濃度CO2與生物炭互作對水稻根系形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)均表現(xiàn)為積極影響，通過與單一因素處理的對比可發(fā)現(xiàn)，互作處理對拔節(jié)期水稻總根表面積、根系干重、根冠比的增幅表現(xiàn)為3 組處理中最高，分蘗期和拔節(jié)期根系傷流、總吸收面積及活躍吸收面積增幅最高，結(jié)合產(chǎn)量構(gòu)成中互作處理后水稻每穴穗數(shù)增幅最高，可推論出互作處理促進(jìn)了水稻分蘗?拔節(jié)期根系對土壤中養(yǎng)分的吸收轉(zhuǎn)運能力，增加了水稻分蘗數(shù)，保證了后期每穴穗數(shù)的增長。

多數(shù)關(guān)于高濃度CO2處理對水稻產(chǎn)量影響的相關(guān)研究表明，F(xiàn)ACE 處理極顯著提高了水稻產(chǎn)量[25-26]，楊連新在10a 水稻FACE 的產(chǎn)量響應(yīng)中表示，光合作用增強(qiáng)是高CO2條件下水稻增產(chǎn)的主要原因[27]。大量研究證實，土壤中添加生物炭可提高作物產(chǎn)量[6，27-29]。本試驗結(jié)果顯示，高濃度CO2處理顯著增加了水稻每穴穗數(shù)和每穗粒數(shù)，降低了水稻結(jié)實率，提高了千粒重，但均未到達(dá)顯著水平，單施生物炭處理顯著增加了水稻每穗粒數(shù)，對每穴穗數(shù)、結(jié)實率和千粒重影響不顯著，互作處理極顯著增加了水稻的每穴穗數(shù)，對結(jié)實率的影響表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，對每穗粒數(shù)和千粒重的增加效應(yīng)未達(dá)到顯著水平，可能是由于高濃度CO2處理促進(jìn)了水稻生長，同時增加了水稻的空秕粒，導(dǎo)致結(jié)實率降低。限于盆栽試驗條件和土壤中生物炭添加量的多少等因素影響，對水稻根系與產(chǎn)量的長期效應(yīng)還需進(jìn)一步試驗研究，并對其作用機(jī)制等科學(xué)問題進(jìn)一步探索討論。

3.2 結(jié)論

（1）與大氣CO2濃度不添加生物炭的對照組相比，單獨高濃度CO2和單施生物炭處理對水稻根系形態(tài)及生理特征均表現(xiàn)為增加效應(yīng)，且二者增幅基本一致，高濃度CO2和添加生物炭對水稻根系總根長及總根表面積的互作效應(yīng)均達(dá)到極顯著水平，互作效應(yīng)對拔節(jié)期和分蘗期水稻根系干重的影響達(dá)極顯著水平，并維持了較高根冠比，提高了各試驗期水稻根系傷流強(qiáng)度，對吸收面積的影響不顯著；

（2）方差分析表明，單一因素及互作處理對水稻產(chǎn)量構(gòu)成中每穗粒數(shù)的影響均達(dá)到極顯著水平，對千粒重的影響不顯著，高濃度CO2處理降低了水稻結(jié)實率。相比單一因素處理，高濃度CO2和添加生物炭對水稻根系生理功能的互作效應(yīng)并不顯著，未來應(yīng)加強(qiáng)其作用機(jī)制及對水稻地上部分的影響等相關(guān)問題的試驗研究。