原标题:二氧化碳上升或致粮食作物营养含量降低

据clickgreen网站报道,《自然气候变化》杂志日前刊发美国加州大学戴维斯分校进行的小麦田间试验称,二氧化碳水平上升会抑制植物将硝酸盐转化为蛋白质的能力,这意味着气候变化加剧将导致粮食作物的营养质量受到威胁。

研究论文第一作者、加州大学戴维斯分校植物科学系教授阿诺德·布鲁姆(Arnold Bloom)表示:“食品质量正随着大气中二氧化碳水平的上升而逐渐下降,人们已经对此提出过多种解释。但我们研究首次证明,大气二氧化碳浓度升高抑制了农作物将硝酸盐转化成蛋白质的过程。”

硝酸盐同化作用(即吸收氮)对粮食作物等植物的生长和产量十分关键,因为植物需要利用氮来产生人类营养所必需的蛋白质。人类饮食所摄入蛋白质的近四分之一是由小麦提供的。此前有许多研究已经表明,大气中高浓度的二氧化碳抑制了谷物和非豆科植物的叶片对氮的吸收,但这种相关性从未在田间植物中获得印证。

为了观察小麦对大气中不同浓度二氧化碳的反应,研究人员检测了1996年和1997年在亚利桑那州凤凰城附近的马里科帕农业中心种植的小麦样品。在当年的实验中,为模拟未来几十年中将出现的情况,研究人员将富含二氧化碳的空气释放到田间,在试验地块创造出了高浓度的大气碳环境。随后,从不同试验地采集的叶片被立即置于冰上,然后在烘箱中干燥,并保存在真空密封的容器中,以尽量避免营养成分随时间而发生变化。

十多年之后的今天,布鲁姆和他现在的研究团队已经能够用当时还不具备的方法开展化学分析。在最近的研究中,他们记录了三种不同的硝酸盐同化测量,证实高水平大气二氧化碳抑制了田间小麦将硝酸盐同化为蛋白质。布鲁姆说:“这些田间试验结果与以前的实验室研究结果一致。”

同时,布鲁姆还表示,其他研究也已经表明,随着大气中二氧化碳水平的提高,小麦、水稻和大麦的谷粒以及马铃薯块茎中的蛋白质浓度平均下降约8%。他说:“如果按照人类从食物中摄取蛋白质的比例来换算,随着大气中二氧化碳含量在未来几十年里上升到预期水平,可供人类食用蛋白质的总量可能减少大约3%。”

布鲁姆强调,虽然重施氮肥可以部分挽回食品质量的下降,但这种做法会产生许多负面后果,如成本提高、硝酸盐渗入地下水以及温室气体一氧化二氮的增多。