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本实验以江都稻／麦轮作系统O3-FACE (Ozone-Free Air Concentration Enrichment)为试验平台,分别于2009-2010年度研究了高浓度臭氧(比周围大气高50%)和2011年停气后对麦季土壤和植株N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn等元素含量的影响。分析了臭氧浓度升高对小麦各生长阶段N、p、K、Fe、Mn、Cu、Zn等元素在土壤-小麦系统中生物循环的影响,为未来环境气候变化条件下小麦作物的合理耕作提供依据。主要结果如下：(1)在小麦整个生长期,高浓度臭氧处理降低了土壤中NH4+-N、NO3--N和速效K的含量,降幅分别为5.7%、3.6%和3.0%；增加了土壤速效P含量,增幅为26.3%,差异达到显著水平(p=0.015)。2011年停气后麦季FACE圈土壤中有效态N (NH4+-N和NO3--N之和)、K含量仍低于对照处理,速效P含量高于对照处理,但与高浓度臭氧麦季相比影响程度有所减缓。(2)经FACE处理后,在拔节期、抽穗期、灌浆期小麦植株体内N的含量提高,增幅分别为6.4%、8.2%和5.2%；在拔节期小麦植株体内K的含量增加,增幅为28.4%,且达到显著水平(p=0.01)；小麦植株体内P含量在拔节期增幅为6.3%,抽穗期和灌浆期降幅分别为14.7%和5.3%；成熟期小麦植株各器官内N含量均降低,麦粒中P和K含量增加,增幅分别为6.5%和4.2%。大气03浓度升高在整个小麦生长期内会促进小麦植株对N、K的吸收,同时提高小麦籽粒中K、P的含量,但降低了成熟期小麦植株N的摄入。停气后FACE圈内小麦植株体内N、P、K含量的差异与土壤中各有效态含量差异基本一致,整体是N、K含量降低,P含量增加。(3)臭氧浓度升高不同程度地影响了麦田土壤中有效态微量元素的含量。提高了土壤中有效态Fe、Mn的含量,降低了有效态Cu、Zn的含量。其中对有效态Zn的影响在整个麦季的5-10cm和10-15cm土层降低幅度达到显著水平。FACE处理对土壤耕层中有效态微量元素的影响主要集中在5-10cm的土层中(p值最小)。停气后麦季土壤中有效态微量元素含量差异仍然与放气期间相一致,且土壤中有效态Fe、Mn的含量在FACE圈与对照圈内部分时期不同土层中差异程度有所变大,Fe在抽穗期5-10cm达到显著,Mn在灌浆期5-10cm和10-15cm达到显著,这可能与高浓度臭氧对2010年稻季土壤元素的影响和两年间气候条件差异有关。(4)臭氧浓度升高降低小麦秸秆中微量元素Cu、Zn的含量,Mn的含量成熟期前有所提高,Fe的含量在不同时期差异不一致。同时臭氧浓度升高降低了成熟期中Fe、Mn、 Cu、Zn元素含量,且对麦粒中Cu降低幅度达到显著水平。停气后,受土壤中有效态微量元素含量和植株吸收能力的影响,植株体内Fe、Mn为增加趋势,Cu、Zn为降低趋势。(5)臭氧浓度升高降低了成熟期小麦植株的生物量和各营养元素(N、P、K, Fe、 Cu、Zn、Mn)的积累量,N、K、Cu的差异达到显著水平。停气后FACE圈内小麦植株生物量和各营养元素的累积量仍然低于对照圈,且N、K差异达到显著水平。