王 婧，郑粉莉,2*，赵苗苗，魏晗梅，焦健宇，王雪松

    (1 西北农林科技大学水土保持研究所 / 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨凌 712100；2 中国科学院水利部水土保持研究所, 陕西杨凌 712100)

    政府间气候变化专门委员会 (IPCC)第五次报告[1]指出，21世纪末全球大气CO2浓度可能达到540～970 μmol/mol，全球地表平均温度将上升2.6℃～4.8℃。气候变化影响作物生长，其中根系生长在作物对气候变化响应中具有重要作用。根系通过调控自身的生长发育和形态结构来改变其养分获取能力，以满足环境变化引起的地上部养分需求变化[2]。CO2浓度升高通过促进作物根系生长发育，扩大根系空间分布增加作物养分吸收[3]；而增温对作物根系生长的影响因品种而异，在适宜温度范围内，增温能够促进根系生长，而超过最适温度根系生长则会受到抑制[4]，其中根系生物量、总根长、根系代谢活动均呈下降趋势[5]。干旱胁迫下植物通过根系伸长、增加根系比表面积和促进细根生长等策略提高氮素吸收[6]。

    根系吸收是植物吸收养分的主要方式，根系生长发育和形态建成直接影响作物水分传导和养分吸收[7]，而作物氮素吸收与根生物量和根系生长密切相关[8]。有关研究表明，CO2浓度升高通常会降低植物组织氮含量[9–10]，增温通过使植物遭受热损害而抑制其对养分的吸收[5]，也可能通过加速土壤矿化而提高植物氮含量[11]，而干旱则不利于植物组织氮素吸收[12]。作物氮素吸收通常受CO2浓度升高、增温、干旱共同作用的影响[13–14]。Li等[15]研究认为，CO2浓度升高降低了水稻灌浆后期根氮含量，而增温增加了水稻灌浆后期根氮含量，同时CO2浓度升高减弱了增温对根氮含量的促进作用，王斌等[16]的研究也认为，CO2浓度升高和增温对水稻地上部氮含量表现出互相抵消的作用，且CO2浓度升高的肥效作用略大于增温的不利影响。Sinclair等[17]认为，CO2浓度升高下根系吸收氮素与水分条件无关，而Bista等[18]认为，CO2浓度升高和干旱均降低了大麦根氮含量，其中干旱的影响显著，二者对根氮含量具有累加效应。增温和干旱共同作用通常会加剧对作物氮素吸收的不利影响[19–20]。

    综上所述，目前研究较多关注单一气候因子变化对根系形态和氮素吸收的影响，且在作物不同生育期CO2浓度升高、增温和水分条件交互作用对氮素吸收的影响研究仍较薄弱[21–22]，尤其是在气候变化背景下作物氮素吸收与根系生长关系的研究还鲜有报道。因此，本研究基于人工气候室和盆栽试验 ......