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利用开放式空气CO2浓度升高(FACE，Free-Air CO2 Enrichment)研究平台，在前人的基础上通过水培和大田试验，进一步探讨了高浓度CO2下水稻体内N浓度降低的原因和机理。
应用15N示踪技术，在水培N充足的条件下观测到：FACE处理下水稻N浓度在分蘖期、幼穗分化期、开花期和成熟期比对照显著下降，降幅分别为8.30、17.19、17.5和24.39％。高浓度CO2显著增加水稻在分蘖期、幼穗分化期、开花期的干重和单株吸N能力，增加水稻在成熟前N素的积累量，而此时15N的损失量并未显著增加，N浓度的下降说明稀释效应的存在。与对照比较，高浓度CO2下成熟期N素积累量无显著差异，15N的损失量显著增加，分蘖期、幼穗分化期、开花期吸收的15N到成熟期的损失量比对照分别增加42.48、49.05、60.07％。因此，高浓度CO2下水稻N素损失增加是植株N浓度下降的重要原因之一。
水稻叶片是进行N代谢的主要器官之一，叶片内N代谢相关酶的活性变化能反映植株N代谢情况。大田试验研究了高浓度CO2条件下两个供N水平处理的水稻不同生育期功能叶N代谢相关酶活性，结果表明：高浓度CO2提高了硝酸还原酶(NR)和蛋白水解酶(Protease)的活性，两者在常N下的响应程度大于在低N下的响应程度；高浓度CO2降低了低N下谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)的活性，常N水平下酶活性的下降趋势得到改变或缓解。在CO2浓度升高下NO3-转化为NH4+加速，而NH4+进一步同化为有机N却受阻，又由于后期蛋白水解加速，将进一步加剧N浓度下降，是水稻叶N浓度下降的内在因素;同时也有可能造成NH4+在水稻体内的积累，增加N素以NH3形式挥发的可能性。而增施N肥，有利于同化酶活性的表达，降低蛋白水解酶活力，从而缓解叶N浓度下降。