圖片來源：加州大學戴維斯分校惠允提供 |
在過去的兩個世紀裡，大氣二氧化碳濃度上升了近 30%。 撇開全球變暖的擔憂不談，科學家們長期以來認為這一趨勢將使植物受益，因為植物利用二氧化碳來製造它們所需的化學能量。 但近年來，研究表明情況並非如此簡單。 首先，似乎雖然植物最初會處理額外的二氧化碳，但加速的吸收會在幾天或幾周後下降。 現在，新的研究揭示了這種情況發生的原因。 這些發現今天發表在《美國國家科學院院刊》上，可能對作物施肥產生重要影響。
在對小麥幼苗（右）的實驗室研究中，加州大學戴維斯分校的阿諾德·布魯姆及其同事發現，二氧化碳水平升高會抑制硝酸鹽肥料（農民常用的兩種肥料之一）的加工。 事實證明，植物使用相同的資源來處理二氧化碳和氮，並且優先處理二氧化碳。 此外，二氧化碳水平升高會阻止亞硝酸鹽（植物從硝酸鹽中產生的化合物）轉移到它們的光合作用結構中。 因此，硝酸鹽加工的減少抵消了二氧化碳增加帶來的好處。 然而，在相同的高二氧化碳條件下，植物充分利用了銨基肥料。 實際上，接受硝酸鹽肥料的植物尺寸僅增加了 24%，而施用銨肥的植物則增長了近 49%。 此外，接受銨肥的植物的蛋白質含量增加了 73%，而硝酸鹽滋養的植物僅增加了 32%。 關於番茄的未發表研究也產生了類似的結果。
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布魯姆評論說：“我們預計這項研究的資料將對作物生產產生實際影響。” “在通常用於小麥生產的排水良好的土壤中，硝酸鹽是土壤中常見的氮形式。 這項研究表明，可能需要轉變為增加銨的可用性。” 他進一步指出，面對大氣二氧化碳的持續增加，天然依賴銨獲取氮的植物可能比依賴硝酸鹽的植物具有競爭優勢，這種差異可能會顯著影響野生植物的分佈。”