CO2在植物生长中的重要作用

大气圈是CO2的主要蓄库。大气中的CO2来源于煤、石油等燃料的燃烧及生物呼吸和微生物的分解作用。CO2浓度具有日变化和年变化周期。每日午前，由于光合作用，植物顶层CO2浓度达到最低值；午后随着温度升高，空气湿度降低，植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用相应加强，空气中CO2浓度增加；夜间随呼吸作用逐渐积累，CO2浓度达到最高值。在年周期变化中，春天因植物消耗量大，大气中CO2量显著降低。

近百年来由于工业的迅速发展，大气中CO2浓度从原有的290×10-6上升到320×10-6。由于大气中CO2能透过太阳辐射，而不能透过地面反射的红外线，导致地面温度升高，犹如玻璃温室的热效应。Manabe等人认为，大气中CO2每增加1％，地表平均温度升高0.3℃。但也有相反观点，认为大气中CO2增加的同时，尘埃量也相应增加，尘埃作为反射屏阻挡了太阳辐射，而抵挡了CO2的增热效应。

植物在光能作用下，同化CO2与水，制造出有机物。在高产植物中，生物产量的90％～95％是取自空气中的CO2，仅有5％～10％是来自土壤。因此，CO2对植物生长发育具有重要作用。

各种植物利用CO2的效率是不同的，C3植物（水稻、小麦、大豆等）在光呼吸中，线粒体呼吸作用产生的CO2逸散到大气中而浪费掉，所释放的CO2常达光合作用所需CO2的1/3。C4植物（甘蔗、玉米、高梁等）在微弱的光呼吸中，线粒体释放的CO2很快被重吸收和再利用，表明C3植物利用CO2效率低。(www.xing528.com)

空气中CO2浓度虽为0.032％，但仍是高产作物的限制因素，这是因为CO2进入叶绿体内的速度慢，效率低，主要是受叶内表皮阻力和气孔阻力的影响。因此，气孔开张度是决定CO2扩散速度的重要条件。

在强光照下，作物生长盛期，CO2不足是光合作用效率的主要限制因素，增加CO2浓度能直接增加作物产量。例如，在强光照下，当空气中CO2浓度从0.03％提高到0.1％左右时，小麦苗期光合作用效率可增加1倍多。当CO2浓度低于0.005％（50×10-6左右）时，C3植物光合作用达到CO2补偿点，植物的净光合作用速率等于零。因此，在温室中可增加CO2浓度来提高产量，这对C3植物比对C4植物的效率更好，可能是因为增加CO2的浓度弥补了C3植物对CO2的浪费。