图片来源：加州大学戴维斯分校惠允提供 |
在过去的两个世纪里，大气二氧化碳浓度上升了近 30%。 撇开全球变暖的担忧不谈，科学家们长期以来认为这一趋势将使植物受益，因为植物利用二氧化碳来制造它们所需的化学能量。 但近年来，研究表明情况并非如此简单。 首先，似乎虽然植物最初会处理额外的二氧化碳，但加速的吸收会在几天或几周后下降。 现在，新的研究揭示了这种情况发生的原因。 这些发现今天发表在《美国国家科学院院刊》上，可能对作物施肥产生重要影响。
在对小麦幼苗（右）的实验室研究中，加州大学戴维斯分校的阿诺德·布鲁姆及其同事发现，二氧化碳水平升高会抑制硝酸盐肥料（农民常用的两种肥料之一）的加工。 事实证明，植物使用相同的资源来处理二氧化碳和氮，并且优先处理二氧化碳。 此外，二氧化碳水平升高会阻止亚硝酸盐（植物从硝酸盐中产生的化合物）转移到它们的光合作用结构中。 因此，硝酸盐加工的减少抵消了二氧化碳增加带来的好处。 然而，在相同的高二氧化碳条件下，植物充分利用了铵基肥料。 实际上，接受硝酸盐肥料的植物尺寸仅增加了 24%，而施用铵肥的植物则增长了近 49%。 此外，接受铵肥的植物的蛋白质含量增加了 73%，而硝酸盐滋养的植物仅增加了 32%。 关于番茄的未发表研究也产生了类似的结果。
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布鲁姆评论说：“我们预计这项研究的数据将对作物生产产生实际影响。” “在通常用于小麦生产的排水良好的土壤中，硝酸盐是土壤中常见的氮形式。 这项研究表明，可能需要转变为增加铵的可用性。” 他进一步指出，面对大气二氧化碳的持续增加，天然依赖铵获取氮的植物可能比依赖硝酸盐的植物具有竞争优势，这种差异可能会显着影响野生植物的分布。”