小麦叶片光合作用对CO2浓度和温度升高交互作用的响应研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1课题意义

近20年来全世界对小麦的需求量年均增长1.6%，小麦已成为全球粮食作物中最重要一员^[1]。小麦在我国粮食作物中同样也占据着举足轻重的地位，是我国的第三大粮食作物。小麦生长期间的正常发育受其所在的外部气候条件影响甚大，尤其是受到温度和co₂浓度等条件的制约，其关系到小麦的产量和品质，是确保小麦产量高而稳的重要因素^[2]。co₂是作物光合作用底物之一，温度也是光合作用的主要因素，二者是影响植物生长、发育和功能的两个关键因子。

近百年来，地球气候正经历以全球变暖和co₂升高为主要特征的显著变化。根据测算，空气中的co₂已从工业革命前的280 μmol·mol^-1增加到目前的395 μmol·mol^-1，预计2050年将达到550 μmol·mol^-1[3]。而co₂是植物光合作用的底物，也是植物初级代谢过程(气孔反应和光合作用)、光合同化物分配和生长的调节剂^[4]，因此co₂浓度的大幅度变化对植物而言是一个重要的选择压力，植物必然要通过自身的形态变化和生理、生化反应来适应这种不断变化的环境。

2. 研究的基本内容和问题

2.1研究目标：探究小麦叶片光合作用对co₂浓度升高和增温的响应

2.2研究内容：测定叶片在不同自然环境、co₂浓度500 ppm、co₂浓度500 ppm 2℃升温、2℃升温四种条件下的小麦叶片光合作用对应参数

2.3研究拟解决的关键问题：定量分析小麦叶片光合作用对co₂浓度升高和增温的响应。

3. 研究的方法与方案

3.1拟采取的研究方法:

本研究以小麦（triticum aestivuml.）品种扬麦14为试验材料，利用开放式co₂浓度升高和温度增高平台（free air co₂enrichment and increased temperature，t-face）（位于江苏常熟市）开展，模拟co₂浓度和温度升高的气候环境的小麦栽培实验，研究co₂浓度和温度升高对小麦叶片光合作用的影响。

3.2技术路线

4. 研究创新点

本研究综合考虑未来气候变化中较突出的CO₂浓度升高和增温两个因素对小麦光合作用的影响，应用大气可以自由流通、可最大限度地模拟自然生态环境的T-FACE平台圈进行研究，为未来气候变化大背景中尤其是CO₂浓度升高和温度升高问题下作物生产应采取的合理措施提供了理论指导，并给今后进一步研究CO₂浓度升高和增温交互作用对作物生产影响的研究提供数据支持，同时也为保障我国粮食安全和制定节能减排的政策与策略提供重要科学依据。

5. 研究计划与进展

2018年11月-2019年1月进行田间观测试验。

2018年1月-2019年3月，收获测产及数据整理、分析。

2019年3月-2019年5月，撰写论文。