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摘要
全球大气二氧化碳(CO2)浓度不断升高对农业生产带来巨大影响。二氧化碳是作物光合作用的底物,其浓度的升高理论上有利于作物光合作用能力的提高,从而促进作物生物量和产量的形成。但已有研究表明,大气CO2浓度升高对作物产量的促进作用小于预期,同时还存在使作物营养品质变劣的风险,相关机制尚不清楚。为此,本文从植物(作物)叶片对CO2的吸收和固定生理基础入手,综述了不同类型作物关键光合生理指标如:净光合速率、叶片胞间CO2浓度、Rubisco酶最大羧化速率及Rubp再生速率等对大气CO2浓度的响应差异。以作物整株水平碳-氮代谢平衡为基础,总结了解释光合适应现象的2种主要假说,即"源-库"调节机制和N素抑制机制。综述了大气CO2浓度升高对不同作物籽粒蛋白质、脂肪、矿质元素和维生素等关键营养指标浓度的影响。分析了未来大气CO2浓度和温度升高的交互作用对作物生产所带来的潜在影响。展望了本领域未来需要关注的主要研究方向。该综述可以为准确评估未来气候条件下作物产量和品质变化,最大发挥大气CO2浓度升高所带来的"肥料效应",减缓气候变化对作物生产带来的不利影响提供理论参考。
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