姜倩倩,刘 超,胡正华,*,于凌飞,杨再强,陈书涛

1 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,应用气象学院, 南京 210044 2 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093

受人类活动的影响,大气CO2浓度不断升高,目前已成为全世界共同面临的环境问题[1]。全球CO2浓度已由工业革命前的280 μmol/mol上升到目前的414 μmol/mol[2],21世纪末甚至将达到700 μmol/mol[3]。CO2是绿色植物进行光合作用必需的原料,光合作用受CO2浓度升高的影响[4]。因此,国内外学者广泛关注大气CO2浓度升高对农作物的影响。研究表明,CO2浓度升高对光合作用的影响存在短期和长期效应,短期生长在高浓度CO2条件下可促进作物光合作用,而长期供给高浓度CO2会导致一些作物光合能力下降[5-6]。氮素是最基本的化学元素,对作物生长发育有重要作用。研究表明,低氮条件下C3植物会出现光合作用下调的现象[7]。王佩玲等[8]研究认为,施氮可以有效地缓解大气CO2浓度升高对植物产生的负面效应。徐云姬等[9]和葛君等[10]的研究表明,光合速率、SPAD值随施氮量的增加而增加；适当增加氮肥有利于改善作物的光合功能,提高光系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递能力,增大生育后期光系统的潜在活性和最大光化学效率[11-12],而缺氮会导致叶绿素含量减少,使植物叶片光合电子向光化学方向的传递速率降低[13-14]。

叶绿素荧光作为光合作用研究的探针对植物本身没有损伤,荧光信号可以反映光合能力的变化,尤其是PSⅡ的生理变化,叶绿素荧光与电子传递和CO2固定过程有关[15-16],对于探讨大气CO2浓度升高对植物光合生理的影响有重要意义。……