30年的CO2加富实验(FACE)告诉了我们什么?


发布时间:

2020-11-10

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

CO2加富实验(FACE)可以在不改变小气候的情况下升高CO2浓度。FACE支持从生理、产量到土壤以及病害的同步研究。2005年,我们通过荟萃分析总结了当时28个发表的观察结果,随后结合了温度、干旱、臭氧和氮处理进行了研究。本文总结了横跨5大洲、14个地点,近250次观测的结果。

 

不同作物和作物组的平均产量响应

大豆CO2加富实验

 

通过对18种C3作物的186项独立研究发现,在非胁迫条件下,CO2每升高约200 ppm,产量增加约18%。豆类和块根类作物产量增加较多,而谷类作物产量减少。缺氮使平均增幅降低到10%,升温约2摄氏度也是如此。2005年分析得出的两个结论是,C4作物除了在干旱条件下,增加CO2浓度不会使作物增产,而C3作物的产量响应会因缺氮和潮湿条件而减弱。该研究成果都经过时间的验证。随后的研究显示,大多数作物营养物质水平下降,尤其是锌和铁,非豆科作物氮和蛋白质水平也较低。对作物种质的测试表明,在CO2浓度升高的情况下,作物的营养成分差异较大。水稻和大豆在高浓度CO2条件下的产量反应与遗传产量潜力有很强的相关性。在CO2升高的情况下,产量潜力最高的水稻品种产量增加了35%,而平均增幅为14%。综上所述,在未来CO2升高的情况下,FACE实验有潜力开发品种和管理策略共同促进可持续性和生产力。

 

相对于其潜在产量的估计,不同品种的产量在[CO2]升高200 ppm时增加。

 

来源:

Elizabeth A. Ainsworth Stephen P. Long. 30 years of free‐air carbon dioxide enrichment (FACE): What have we learned about future crop productivity and its potential for adaptation?. Global Change Biology. https://doi.org/10.1111/gcb.15375.

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