Nature：CO2水平上升可降低作物营养

　　

生物通报道：对于未来的农民和进食者来说，这可能是个坏消息：随着这个世纪CO2水平的上升，将来一些谷物和豆类的营养会大大低于现在。

这一新发现于2014年5月7日在《Nature》杂志在线发表。有来自澳大利亚、以色列、日本和美国的八家机构参与了这项研究。

研究人员调查了多个品种的小麦、水稻、豌豆、大豆、玉米和高粱，它们所生长的田地所具有的大气CO2水平类似于本世纪中期的预计水平。目前，大气中CO2的浓度正在接近400 ppm，预计到2050年将上升到550ppm。

研究小组使用一种称为Free Air Concentration Enrichment (FACE)的系统，在露天田地中模拟高水平的CO2水平，这种系统会抽出、监控和调整地面的CO2水平，模拟未来的情况。在这项研究中，生长在高CO2水平和对照作物的所有其他生长条件（阳光、土壤、水和温度）都一样。

实验表明，一些世界上最重要的作物，为了响应升高的CO2浓度其营养品质出现下降。与以往的研究相比，本研究提供了超过十倍的关于“生长在FACE条件下的作物中锌、铁含量”的数据。

本文共同作者、伊利诺伊大学植物生物学和基因组生物学研究所教授Andrew Leakey指出：“当我们在世界各地进行所有我们做过的FACE实验时，我们发现，我们的许多关键作物具有更低的锌和铁浓度（在高CO2条件下）。锌和铁缺乏已经是至少20亿人口所面临的一个巨大全球健康问题。”

在小麦、大米、豌豆和大豆中，锌和铁含量显著下降。研究人员还发现，在小麦和大米中，当处于较高CO2浓度时，其蛋白质含量也显著下降。

Leakey指出：“在许多国家的不同环境中，我们都发现作物营养品质下降。但是，在高CO2浓度中，高粱和玉米的营养成分却保持相对稳定，因为这些作物使用一种称为C4的光合作用，这种作用会在它们的叶片聚集CO2。C4是玉米、高粱和小米具有的一种燃料注入光合作用。我们以往的研究证明，它们的光合速率不受CO2水平升高的刺激。它们在叶片中已经具有高水平的CO2。”

Leakey表示，还需要更多的研究来确定，生长在世界发展中地区的作物如何响应大气中高水平的CO2。

他说：“我们开始着手在具有热带土壤的热带气候中进行这项实验，这非常的重要，因为在这些地区，食品安全已经成为最大的问题。”（生物通：王英）

延伸阅读：联合国气候变化报告凸显全球变暖危害。

生物通推荐原文摘要：
Increasing CO2 threatens human nutrition
Abstract：Dietary deficiencies of zinc and iron are a substantial global public health problem. An estimated two billion people suffer these deficiencies, causing a loss of 63 million life-years annually. Most of these people depend on C3 grains and legumes as their primary dietary source of zinc and iron. Here we report that C3 grains and legumes have lower concentrations of zinc and iron when grown under field conditions at the elevated atmospheric CO2 concentration predicted for the middle of this century. C3 crops other than legumes also have lower concentrations of protein, whereas C4 crops seem to be less affected. Differences between cultivars of a single crop suggest that breeding for decreased sensitivity to atmospheric CO2 concentration could partly address these new challenges to global health.