증가된 CO2 농도와 온도에서의 밀 전체 식물 호흡 및 광합성: 모델링을 위한 장기와 단기의 구별

초록 증가된 CO2 농도와 온도가 밀의 전체 식물 호흡 관계에 미치는 단기 및 장기 효과를 네 가지 일정한 온도 및 두 가지 CO2 농도에서 재배된 밀을 대상으로 조사하였다. 전체 식물 CO2 교환은 24시간 기준으로 측정되었으며, 측정 조건은 단기 효과를 관찰하고 성장 호흡 계수(rg), 건조 중량 유지 계수(rm), 기초 호흡 계수(rb), 및 24시간 호흡:광합성 비율(R:P)을 결정하기 위해 다양하게 설정되었다. CO2 농도의 단기 변화에 대해 rg는 반응하지 않았다. 충분한 질소 공급이 있는 식물의 경우, rg는 식물의 질소 농도(%N)가 10% 감소했음에도 불구하고 성장-CO2의 영향을 받지 않았다. 그러나, rm은 13% 감소하였고, rb는 주변 농도에 비해 증가된 CO2 농도에서 20% 감소하였다. 그럼에도 불구하고, 증가된 CO2에서의 성장은 R:P에는 영향을 미치지 않았다. 전체 식물 호흡은 성장 온도 주변에서 ±5°C의 단기 변동에 반응하였으며, 민감도는 낮았다(Q10=15°C에서 1.8, 30°C에서 1.3). 전체 식물 호흡이 성장 온도에 반응하는 형태는 단기 반응의 형태와 달랐으며, 25°C에서 30°C 사이에 기울어진 S자 형태로 감소하였다. 15°C와 20°C 사이에 성장 온도가 증가할 때 rm은 증가했으나 rg는 감소하였다. 20°C 이상에서 rm은 온도 무감각이 되었고 rg는 성장 온도에 따라 증가하였다. 이러한 복잡한 구성 요소 반응에도 불구하고, R:P는 15°C와 30°C 성장 온도 사이에 단지 0.40에서 0.43로 증가하였다. 식물에 온도를 단계적으로 증가시키면 R:P가 일시적으로 증가하며, 3일 후에 이전 일시적 값으로 회복되었다. 평균 온도와 CO2 농도에 대해 일정한 R:P를 사용하는 것이 밀 농작물의 호흡 반응을 '기후 변화'로 모델링하는 데 있어 복잡하고 메커니즘적으로 의심스러운 기능적 분석보다 더 간단하고 정확한 방법일 수 있다는 결론을 내리게 되었다.