李 明，李迎春，韩 雪，牛晓光，马 芬，魏 娜，何雨桐,2，郭李萍**

（1.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业农村部农业环境重点实验室，北京 100081；2.沈阳农业大学农学院，沈阳 110161）

全球气候变化已被科学观测所证实，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）及地球系统研究实验室（ESRL）的NOAA-ESRL 协同空气采样网络观测结果显示，2019年大气中CO2浓度已达411.49μmol·mol−1。根据IPCC 2001年和2014年报告，不同温室气体排放情景下，到本世纪中期预计大气CO2浓度将达到450～550μmol·mol−1，到本世纪末 CO2浓度将增加到约900μmol·mol-1。CO2作为光合作用的原料之一，其浓度在大气中升高可以通过影响作物的生理代谢活动而影响根、茎、叶等器官的生长发育，并影响作物的产量和品质[1]。碳是干物质的主要成分，氮素是作物第一大营养元素，碳氮代谢对作物产量及籽粒品质的影响最为关键，因此，明确未来大气CO2浓度升高对作物花后碳氮代谢关键组分的影响具有重要意义。

目前国内外关于大气CO2浓度升高（elevated CO2，简称eCO2）对作物生长影响的研究主要借助环境控制试验（Controlled environment，CE）、开顶式气室（Open−top chambers，OTC）和自由大气CO2浓度富集试验（Free−air CO2enrichment，FACE）平台[2]等进行。由于FACE 系统建造及运行成本都较高，多数研究主要采用前两种方式进行，而其反映田间真实大气状况的代表性不足。eCO2对作物生长的影响研究方面，国内外主要对C3作物开展的研究较多，对C4作物的研究相对较少。碳代谢指碳水化合物代谢，包括光合作用各过程及光合碳产物的运输、贮存及分解等过程。碳水化合物是作物光合作用的主要产物，按其存在形式可分为结构性碳水化合物（SC）和非结构性碳水化合物（NSC）两大类，其中NSC 中的可溶性糖是光合碳同化物在作物源库间转运的主要形式，对植株生理代谢过程和产量形成起直接作用[3]。……