大气CO2浓度和温度升高影响作物产量的光合生理及分子生物学机制
2021-09-06张春雨李彦生于镇华刘俊杰王光华刘晓冰吴俊江殷奎德
张春雨,李彦生,于镇华,刘俊杰,王光华,刘晓冰,吴俊江,殷奎德,金 剑,
(1.中国科学院 东北地理与农业生态研究所 黑土区农业生态重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150081;2.黑龙江八一农垦大学 农学院,黑龙江 大庆 163319;3.黑龙江省农业科学院大豆研究所/农业农村部大豆栽培重点实验室/黑龙江省大豆栽培重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150086)
0 引 言
大气CO2浓度和温度升高是全球气候变化最为显著的两个特征。大气CO2浓度已经从18世纪60年代工业革命时期的280 μmol·mol-1,增加至目前的412 μmol·mol-1,如果人类继续加速煤、石油和天然气等化石燃料的开发和利用,预计到2050年全球大气CO2浓度将达到 550 μmol·mol-1,到本世纪末大气CO2浓度将超过700 μmol·mol-1[1]。并且,大气CO2浓度不断增加导致吸收的太阳辐射能增多,温度上升产生“温室效应”,21世纪末地球表面平均温度将同时增加2.0~3.7 ℃[2]。
大气CO2浓度和温度升高将对作物生长、生理过程及产量产生重要影响[3-4]。CO2是植物光合作用的原料,目前大气CO2浓度尚未达到C3作物的CO2饱和点,理论上大气CO2浓度升高对作物生长产生的“肥料效应”,将有利于作物光合能力和产量的提高[5]。温度作为影响作物生长的主要环境因子,其变化显著影响作物生物量以及产量的形成[6-7]。目前,关于大气CO2浓度或温度升高单独作用对作物生理和产量的影响研究较多[8-11],但是CO2浓度和温度是同时作用于作物的环境因子,仅从CO2或者温度单方面探究气候变化对作物生理和产量的影响,不足以全面解析气候变化下作物生产的未来趋势。……
