英国著名科普杂志《Research Outreach》2021年第10期以“Nutrient management strategies for sustainable mulberry plantation” (桑园养分管理策略)为题(https://cdn.researchoutreach.org/Flipbooks/RO125/index.html#)，用非专业术语通俗易懂地选介了西南大学bta365何新华教授团队“Daytime, not nighttime, elevated atmospheric carbon dioxide exposure improves plant growth and leaf quality of Mulberry (Morus alba L.) seedlings (白昼非夜晚大气CO2浓度升高改善桑树幼苗生长和叶片质量)” 和 “Photosynthetic acclimation and growth responses to elevated CO2 associate with leaf nitrogen and phosphorus concentrations in Mulberry (Morus multicaulis Perr.) (桑树光合适应和生长响应大气CO2浓度升高耦联叶片氮磷浓度)”的研究成果(论文链接附后)。
一直以来，几乎所有植物对大气CO2浓度升高响应的研究都是在白昼和夜晚相同的CO2浓度下进行的。实际上在农田系统中，由于风流、温度、湿度、土壤呼吸和阳光辐射及植物光合作用等的差异，CO2浓度夜晚要比白昼高出10-20%。因此，只有在大气CO2浓度夜晚高于白昼的情况下才能更好地反映植物生长对未来CO2浓度升高的响应。在西南大学国家紫色土肥力与肥料效益监测站，利用仿野外环境全自动CO2发生检控系统，与目前白昼/夜晚大气CO2浓度（410/460ppm）相比，主要研究结果如下：
（1）桑树叶、茎、根和总生物量在仅白昼CO2浓度升高（710ppm/460ppm）下显著提高了102%、187%、90%和113%；在全天CO2浓度升高（710/760ppm）下显著提高了42%、42%、22%和40%，而在仅夜晚CO2浓度升高（410/760ppm）下无显著变化；
（2）叶片氮、磷、镁、铁和锌浓度在仅白昼和全天CO2浓度升高下降低了5.0–6.0%、9–18%、24–67%、33–56%和42–57%，而硼和铜在仅夜晚CO2升高下增加了31%和42%；
（3）在仅白昼和全天CO2浓度升高下，叶片可溶性糖和淀粉浓度显著提高了13-28%和31-35%，游离氨基酸浓度没有变化，但脂肪酸和蛋白质浓度降低了26-31%和5.0-6.0%。结合桑叶总生物量计算，叶片中可溶性糖、淀粉、脂肪酸、总游离氨基酸和蛋白质的积累在仅白昼浓度升高下增加了8–171%。
结果表明，
（1）虽然大气CO2浓度升高下桑株叶片总生物量生产和相应的营养化合物积累得以增加，但桑叶中氮、磷、镁、铁和锌以及淀粉、脂肪酸、氨基酸和蛋白质浓度的降低终将影响到蚕茧的产量和品质；
（2）未来大气CO2浓度升高下促进植物产量和品质的要旨在于更高的土壤元素养分供给与植株养分吸收以便合成和积累更多的淀粉、脂肪酸和含氮化合物。
与此同时，上述研究成果在2021年5月被美国二氧化碳与全球变化研究中心网站进行了亮点选介（http://www.co2science.org/articles/V24/may/a3.php）。美国科学和环境政策工程网站转介认为“二氧化碳浓度时时升高对于苗圃种植者来说是价值无比的”（https://climate-science.press/2021/05/17/weekly-climate-and-energy-news-roundup-455/）。
同时，何新华团队研究了大气CO2浓度升高和丛枝菌根真菌共生对冬季作物小麦和蚕豆生长、养分吸收和土壤理化性状的交互影响。结果发现对于小麦而言，丛枝菌根真菌缓解了白昼大气CO2浓度升高导致土壤养分供需匮竭对植物生长的抑制作用，而夜晚大气CO2浓度升高降低了丛枝菌根真菌对植物生长的促进作用。将丛枝菌根真菌对植物生长在昼夜或者全天大气CO2浓度升高的裨益之处结合起来，对于管理未来大气CO2浓度升高对全球小麦的增产种植至关重要。对于蚕豆而言，丛枝菌根真菌能够在大气CO2浓度升高下调节土壤团聚体形成和养分平衡以促进叶片氮磷钾积累。
此外，该团队还就大气CO2浓度升高和丛枝菌根真菌共生对冬季小麦/蚕豆间作与夏季玉米/黄豆单间作下土壤养分传递、土壤微生物结构组成和作物生长等的交互影响进行了研究，相关结果正在总结之中。上述研究得到了国家自然科学基金青年科学基金（4111800096）、国家级'三峡库区水环境监测与模拟'国际科技合作示范基地（100030/2120054019）、四川省科技合作研发重点项目（18SYXHZ）、重庆市与西南大学人才引进（2015-2与5330500133）等项目的支持。
目前部分结果以施松梅博士后和何新华教授为论文第一作者和通讯作者，数名硕士和博士研究生为参与作者，已在Forests, Frontiers in Plant Science, Journal of Fungi和Geoderma上发表（论文链接附后）。这些已发表成果被英美多家媒体选介与转载，彰显了学校在国内外未来全球环境变化影响粮食安全研究领域的活跃度和影响力，必将对西南大学bta365以人才培养为中心、科技创新为支撑、努力开拓建设特色鲜明的高水平研究型学院产生积极作用。
论文链接：
1. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.609031/full
2. https://www.mdpi.com/1999-4907/12/6/660
3. https://www.mdpi.com/2309-608X/7/5/361
4. https://www.mdpi.com/2309-608X/7/6/458
5. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016706121003633?via%3Dihub
（施松梅、何新华/供稿、供图，杨茜/编审）
西南大学bta365
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