近日，我校应用气象学院邱让建副教授在植物学一区top期刊The Plant Journal（2019年IF 5.726）上，在线发表题为“Maximizing leaf carbon gain in varying saline conditions: An optimization model with dynamic mesophyll conductance”的研究论文。我校邱让建副教授为第一作者兼通讯作者，合作作者为美国杜克大学Kutal Gabiel 教授。该研究得到国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的支持。
灌溉农业生产了世界上40-45%的食物，需要全球约90%的用水。然而，缺水仍然是世界许多地区扩大灌溉农业的主要限制因素，特别是干旱和半干旱地区。在这些地区，依靠咸水灌溉来满足作物水分需求越来越迫切。在不同时间尺度上，高盐分水灌溉导致渗透(短期)和离子(中长期)胁迫，抑制叶片光合和蒸腾速率和气孔导度，导致作物减产。灌溉水盐分升高和植物吸收二氧化碳的减少之间的联系是气候、生态水文学、水资源、农业科学和粮食安全等学科研究的热点。在盐胁迫条件下气孔如何动态调节以使固碳效益最大，CO2浓度在多大程度上可以减轻盐分胁迫效应等问题亟待解决。
本研究采用植物叶片气孔动态调节以使作物叶片碳收益最大化的气孔最优化模型与提出的叶肉导度盐分胁迫函数相结合，解释了灌溉水盐度升高如何导致作物光合和水力机械损伤。盐度胁迫对光合作用的抑制作用可以通过提高CO2浓度来部分缓解，但仅在低盐度下有效。本研究还表明早期盐分胁迫导致的光合和水力机械损伤与干旱胁迫有惊人的相似。
图1 渗漏水盐分（ECdw）对（a）叶肉导度（gm），（b）二磷酸核酮糖羧化酶最大羧化能力（Vcmax），（c）二磷酸核酮糖最大电子传输速率（Jmax）和（d）叶绿体（cc）和胞间CO2浓度（ci）的关系
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14553
