CO2浓度倍增对8种作物叶片光合作用、蒸腾作用和水分利用效率的影响

？揭示作物光合作用、蒸腾作用和水分利用效率(WUE)对大气CO2浓度变化的响应,对预测未来大气CO2浓度升高条件下作物生产力与需水规律的变化具有重要意义。在自然CO2浓度、CO2倍增和倍增后恢复到自然CO2浓度3种情况下,对大豆(Glycinemax)、甘薯(Ipomoeabatatas)、花生(Arachishypogaea)、水稻(Oryzasativa)、棉花(Gossypiumhirsutum)、玉米(Zeamays)、高粱(Sorghumvulgare)和谷子(Setariaitalica)8种作物的气体交换参数进行了研究。结果表明:CO2浓度倍增可以提高光合速率,降低蒸腾速率,从而提高WUE,其中光合速率提高的贡献更大;C3比C4作物的光合速率、WUE增幅大,C3作物光合速率提高对WUE的贡献大于C4作物;通过对比倍增后恢复到自然CO2浓度时气体交换参数随环境条件变化的响应确定了其内在调控机制;倍增后恢复到自然CO2浓度时作物光合速率低于自然CO2浓度下的光合速率,而蒸腾速率无明显差异。由此判断:CO2浓度倍增下存在光合下调现象,这可能是由于Rubisco酶蛋白含量、活化水平和比活性降低等“非气孔因素”造成的,并非由气孔导度的降低引起的。