科学家利用田间试验首次证明，CO2水平的升高抑制了植物的硝酸盐同化成蛋白质，这意味着随着气候变化的加剧，粮食作物的营养质量处于危险之中。这一来自于麦田试验的结果，主要是由加利福尼亚大学的植物科学家主导完成的工作所得出的，其成果《田间生长麦子的硝酸盐同化受到CO2升高的抑制》（NitrateAssimilationisInhibitedbyElevatedCO2inField-grownWheat）在线发表于2014年4月6日的NatureClimateChange期刊。研究人员指出，随着大气中CO2水平的升高，我们正经历着食物质量的下降。尽管在之前的研究中，有关研究人员也提出过几种解释这种下降的原因，但这项研究首次在田间生长的作物中证实了CO2浓度升对硝酸盐转化成蛋白质的抑制作用。
氮的同化过程在植物的生长与生产力方面起着关键的作用。在食品作物中，这一过程尤其重要，因为植物利用氮来生产蛋白质这一人类关键的营养物质。而小麦更是提供了全球人类饮食所需蛋白质的近1/4。
许多之前的实验室研究已经证明，大气中CO2浓度的升高会抑制谷类与非豆类作物叶片中硝酸盐的同化，但却并没有检测田间生长植物的这种关系。为了验证小麦对不同大气CO2浓度的响应，研究人员检测了位于亚利桑那州菲尼克斯城马利柯帕农业中心（MaricopaAgriculturalCenter）1996年与1997年生长的几组小麦样本。在那个时候，富含CO2的空气释放到田间地头，使实验田大气中碳的水平升高，受控制的小麦作物也生长在这一环境中，研究人员当时便将各种不同小麦试验田中收割的叶子即刻置于冰上，然后放进烘箱烘干并储存在真空密封的容器中，以最小地减少各种氮化合物随时间的变化，十多年后，研究团队利用这些材料开展在实验小麦植株收割的时候不能开展的有关化学分析。
在目前的研究中，研究人员通过对田间生长小麦中三种不同硝酸盐同化的测算，肯定了大气中CO2浓度升高对蛋白质合成的抑制作用。这一研究结果与之前实验室研究的结果是一致的，之前的研究表明，植株叶子的硝酸盐同化对大气中CO2浓度升高存在几种生理机制的响应。
其他的研究也已经证明，小麦、大米、大麦以及马铃薯的蛋白质含量呈下降趋势，平均而言，随着CO2的升高，蛋白质大约下降了8%。最终，随着未来几十年内大气中CO2浓度的不断升高，人类消费获得的蛋白质总量大约将减少3%。
虽然大量的氮肥施肥可以部分地弥补这种蛋白质的下降，但这也会产生一些消极的后果，如更高的成本、更多的硝酸盐淋溶到地下水中以及大气中CO2浓度的不断增加等。
这一研究得到美国NSF、美国农业部国家食品与农业研究所的国家研究计划（NRI）竞争性资助计划的资助。
（王勤花编译）
