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大气CO2浓度已从工业革命前的280μmol·mol-1升高到现在的370μmol·mol-1,目前正加速增高。据估计到2050年前后将达到450～550μmol·mol-1。大气中CO2浓度的不断升高将引起全球气候的明显变化,对水稻等农作物生产将产生重大影响。为了明确大气CO2浓度升高对水稻根系的生长发育和根系活性的影响,及其与产量及其构成因素、物质生产与分配、养分吸收利用关系等,本研究利用我国唯一的农田开放式空气CO2浓度增高（FACE）研究平台（无锡,31°37’N,120°28’E）,以武香粳14号为供试品种,设计比目前大气CO2浓度（对照）高200μmol·mol-1的FACE处理对其进行了比较系统地研究,以期为未来大气CO2浓度升高环境下我国水稻高产栽培技术措施的制订提供试验依据。主要研究结果如下, 1.FACE处理使水稻有效分蘖临界叶龄期、拔节期和抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根体积、根干重均显著或极显著大于对照;使有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴的不定根发根数、不定根总长度和根体积以及根干重的增长量显著或极显著大于对照,对拔节长穗期这些根系性状的影响较小;FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间发生的不定根粗度均显著大于对照,使拔节长穗期间发生的不定根粗度明显变细,从而使FACE处理水稻抽穗期每条不定根的平均粗度与对照无显著性差异。说明FACE处理水稻抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积和根干重均极显著大于对照主要是由于FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间这些根系性状的生长量大幅度增加的缘故。 2.FACE处理使水稻单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积的最大值比对照提早10d左右,使移栽后18d及其以后不同生育时期的单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均显著或极显著低于对照,但对不同生育时期每穴根系活性的影响相对较小。FACE处理使水稻生育前期根扬州大学博士学位论文系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干重根系活性显著低于对照的重要原因。 3.FACE处理使2001一2003年水稻的穗数、结实率和千粒重分别比CK增加17.42%、4.16%和1.72%,使每穗颖花数比CK减少6.78%;FACE处理使2001年、2002年、2003年的水稻产量分别比对照提高1 1 .14%、1 5.80%、14.22%,均达到显著或极显著水平。FACE处理使水稻产量显著或极显著高于对照主要是由于穗数增加所致。水稻穗数、产量与抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根体积和根干重关系密切,与其它根系性状关系不密切;多元回归和通径分析表明,抽穗期每穴不定根数和每穴根干重是影响水稻穗数多少和产量高低的主要根系性状。 4.FACE处理使2001一2003年水稻的生物产量比对照提高13.91%;其中抽穗前的干物质积累量比对照提高21.61%,抽穗后的千物质积累量比对照提高2.93%; FACE处理对经济系数的影响比较小,而且因年度而异;FACE处理使20012003年水稻抽穗期、成熟期叶片占全株干重的比例显著下降,使茎鞘占全株干重的比例显著提高,对穗占全株干重比例的影响不大。水稻抽穗期和成熟期的干物质积累量与抽穗期每穴不定根数、每穴不定根长度、每穴根体积、每穴根干重关系密切,与其它根系性状关系不密切。多元回归和通径分析表明,抽穗期每穴不定根数、每穴根体积是影响抽穗期干物质积累量的主要根系性状:抽穗期每穴根干重、每穴不定根数是影响生物产量的主要根系性状。 5.FACE处理使水稻有效分集临界叶龄期、拔节期、抽穗期和成熟期的植株含N显著或极显著下降,使有效分集临界叶龄期、拔节期、抽穗期植株的N素积累量显著增加,但对成熟期N素积累量无显著影响;FACE处理使水稻有效分粟期间的N素吸收量极显著提高,对无效分集期间、拔节长穗期间和灌浆结实期间的N素吸收量无显著影响;FACE处理使水稻N素籽粒生产效率和收获指数显著提高。多元回归和通径分析表明,每穴根体积、每穴根干重和每穴不定根数是影响水稻有效分莫临界叶龄期N素积累量的主要根系性状,每穴不定根数、每条不定根粗度和每穴根系a一蔡胺氧化量是影响水稻拔节期N素积累量的主要根系性状,每条不定根粗度和每穴不定根数是影响水稻抽穗期和成熟期N素积累量的主