高氮供应在二氧化碳浓度升高的条件下增强了鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）叶片的光合作用能力

《Journal of Plant Nutrition and Soil Science》：High-Nitrogen Supply Enhances Leaf Photosynthesis Capacity of Chickpea (Cicer arietinum L.) Under Elevated CO2

氮素供应对CO2升高的鹰嘴豆光合能力影响研究。通过两因素实验，发现充足氮供应维持了Vcmax25和J25水平，减少光合适应，低氮限制提升，高氮促进生物量和氮积累，存在显著CO2×N交互作用，强调氮管理对CO2肥效的关键作用。

　　

摘要

背景

氮（N）的缺乏可能会降低二氧化碳（CO₂）对光合作用和作物产量的促进作用。在较高二氧化碳浓度（eCO₂）条件下，氮供应如何影响光合作用能力的具体机制尚未完全明了，尤其是在鹰嘴豆中。

研究目的

本研究旨在探讨二氧化碳（CO₂）和氮（N）供应对鹰嘴豆光合作用能力及叶片氮含量的交互影响，并阐明氮在较高二氧化碳浓度下的调节作用。

研究方法

未经接种的鹰嘴豆植株在两种二氧化碳浓度（400 μmol mol^?1 和 800 μmol mol^?1）和两种氮肥施用量（21 mg N kg^?1 和 189 mg N kg^?1）下生长了65天。在开花期和结荚期分别测量了光合作用活性和植株对氮的吸收情况。

研究结果

充足的氮供应通过提高单位面积叶片氮含量和促进叶绿素合成，维持了鹰嘴豆在较高二氧化碳浓度下的最大Rubisco羧化能力（V_c,max25）以及支持核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）再生的电子传递速率（J₂₅），同时减少了光合作用的适应性变化。氮供应不足会降低叶片氮含量和SPAD值（叶绿素仪测得的土壤和植株叶片中的叶绿素含量），从而限制了较高二氧化碳浓度下V_c,max25和J₂₅的增幅。高氮供应在较高二氧化碳浓度条件下比在正常二氧化碳浓度条件下更显著地增加了植株生物量和氮积累，表明二氧化碳和氮之间存在显著的交互作用。

结论

在较高二氧化碳浓度条件下，充足的氮供应对于维持鹰嘴豆开花期和结荚期的光合作用能力至关重要，因为它能保持V_c,max25和J₂₅。这些发现强调了优化氮管理以最大化二氧化碳施肥效应的重要性，尤其是在未来气候变化的情况下。

数据可用性声明

本研究的支持数据可在本文的补充信息中找到。