大气CO2浓度升高对作物营养品质的影响及调控机制综述

《Journal of Experimental Botany》：Plant Nutrient Homeostasis In A Rising CO2 World

　　

摘要

大气中CO₂浓度的快速上升给全球农业带来了严峻的悖论：它虽然能促进光合作用和植物生产力，但同时也削弱了作物的营养品质。这种品质下降与作物可食用部位中必需的大量和微量营养素浓度降低有关，其所涉及的复杂调控变化远超出生长与养分吸收脱节所导致的增长稀释效应。本文综述了当前关于升高CO₂浓度（eCO₂）对氮（N）营养及其他方面影响的知识，探讨了硝酸盐（NO₃^-）或铵态氮（NH₄⁺）的可用性如何影响eCO₂条件下植物生长和氮素状态——这是该领域长期存在的争议。我们概述了eCO₂条件下调控硝酸盐吸收的信号机制的最新进展，并讨论了光呼吸与两种氮源同化之间的相互作用。此外，我们还讨论了eCO₂与硫（S）、磷（P）及微量元素铁（Fe）和锌（Zn）稳态相关的主要效应和调控机制。总体而言，我们旨在提供一个综合框架，以指导未来的作物育种和气候适应性农艺管理。