王伟露 ，袁嫚嫚 ，朱建国，刘钢

1. 中国科学院南京土壤研究所/土壤与可持续农业国家重点实验室，江苏 南京 210008；2. 中国科学院大学，北京 100049

大气CO2浓度持续升高，提高了水稻光合能力，有利于增加地上部干物质积累和产量（Kimball，2016；李春华等，2016）。早先FACE（free air CO2enrichment）研究表明，水稻产量对高浓度 CO2的响应程度依赖品种选择和氮水平（Kim et al.，2003；Hasegawa et al.，2013；Yang et al.，2006）。高 CO2浓度条件下，粳稻增产幅度较低，约为10%～15%，是杂交籼稻品种增幅的一半。随着氮水平的增加，粳稻产量对高浓度CO2的响应有所增强（Kim et al.，2003；Yang et al.，2006）。因此，增施氮肥以增强粳稻品种产量对高浓度CO2的响应十分重要。然而，氮肥过量使用会对环境造成诸多负面效应（Peng，2011）。因此，如何在控制氮肥使用量的前提下，进一步提高粳稻产量对高浓度CO2的响应能力，具有重要意义。

前期研究表明，制约粳稻对高浓度 CO2的响应能力的关键在于叶片净光合速率及每穗颖花数的稳定响应（Zhu et al.，2014）。叶片净光合速率和每穗颖花数的发育和建成均受到氮浓度的调控（Chen et al.，2014；Ding et al.，2014）。然而，高浓度 CO2明显降低了水稻各器官的氮浓度（Terashima et al.，2014）。高浓度CO2条件下各器官氮浓度下降的主要原因包括：（1）生物量增加导致的稀释效应（Gifford et al.，2000）；（2）蒸腾下降导致氮素吸收下降（Drake et al.，1997）；（3）CO2浓度升高导致植物对氮素的需求降低（Li et al.，2003）；（4）CO2浓度升高导致的氮素损失（Pang et al.，2006）。Feng et al.（2015）研究表明，高浓度 CO2下氮浓度在没有生物量稀释的情况下，氮浓度依然降低，表明氮浓度下降可能还与植物对氮的吸收密切相关。Finzi et al.（2007）研究表明，在未来全球大气 CO2升高的背景下，增强植物对氮素的吸收相较于提高氮素利用效率更为重要。……