Dióxido de carbono atmosférico (CO₂) as concentrações devem atingir 550 ppm até 2050. O CO elevado₂ níveis são previstos para aumentar a fixação de carbono fotossintético, reduzir a respiração da planta e levar a um maior crescimento das folhas e rendimentos das culturas. Como exatamente se espera que os rendimentos mudem dependem de vários fatores fisiológicos, arquitetura do dossel e ambientais.

dr Canção Qingfeng e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. Xin Guang Zhu com dois colegas da Academia Chinesa de Ciências, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e da Universidade de Lancaster integrou um modelo 3D de fotossíntese do dossel com dados experimentais anteriores de soja cultivada sob CO ambiente e elevado₂ por toda uma estação de crescimento. O modelo matemático permitiu que os pesquisadores dissecassem a contribuição de diferentes respostas de aclimatação (por exemplo, arquitetura do dossel, luz, fotossíntese).₂ e 17.2% do total de CO da planta₂ absorção foi devido à estrutura do dossel.

Os pesquisadores usaram medições anteriores do Instalação SoyFACE (enriquecimento de CO2 ao ar livre) na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, onde a soja foi cultivada em temperatura ambiente (370 ppm) e elevada (550 ppm) de CO₂ condições. Pesquisadores relataram um aumento de 15% na produção de soja a 550 ppm e o aumento no rendimento da colheita e na biomassa foi atribuído a um aumento no CO total₂ absorção de todo o dossel (ou seja, produtividade primária bruta; GPP).

Song e seus colegas usaram um modelo de fotossíntese de dossel iluminado pelo sol e sombreado, dividindo folhas em um dossel dinamicamente em grupos ensolarados e sombreados, e simulou o ambiente de luz de plantas de soja por 267 dias (toda a estação de crescimento) em intervalos de 3 dias. O modelo matemático bastante complexo desembaraçou as respostas ambientais (por exemplo, temperatura, luz, CO₂ concentração) de C₃ fotossíntese foliar. Para citar alguns parâmetros, o modelo incluído consistiu em calcular a condutância estomática, a temperatura da folha, a taxa máxima de carboxilação sob Ribulose-1,5-bifosfato (RuBP) e CO₂ saturação, índice de área foliar, teor de nitrogênio foliar em diferentes camadas do dossel, concentração de CO2 intercelular foliar e taxa potencial de transporte de elétrons fotossintéticos.

O tamanho da folha foi de 1.1 a 1.9 vezes maior, o comprimento e a largura da folha aumentaram de 10 a 90% para folhas diferentes e as distâncias entre nós aumentaram de 6% sob CO elevado₂ de plantas de soja. o CO₂ “efeito de fertilização” explicou 76.7% do GPP (ou seja, CO total₂ absorção de todo o dossel), seguido pela arquitetura do dossel (17.2%). A modelagem mostrou que houve um efeito sinérgico do CO₂ e luz no GPP que levou a diferentes GPP em dias nublados e ensolarados em diferentes estágios de desenvolvimento.

“[E]ste estudo apresenta uma nova estrutura integrativa que acoplou um modelo explícito de arquitetura de soja em 3-D com um algoritmo de rastreamento de raios e um modelo de fotossíntese de folhas para calcular a resposta fotossintética do dossel inteiro em diferentes ambientes”, escreveram Song e seus colegas.

“[A]supondo uma raiz fixa: proporção aérea e uma fração fixa de respiração escura, o modelo previu um aumento de 21.4% na biomassa acima do solo ao aumentar [CO₂] de 370 a 550 ppm.”

As maiores diferenças foram encontradas nos estágios iniciais de desenvolvimento e os dias ensolarados ou nublados impactam muito o CO total da planta₂ absorção.

“O LAI [índice de área foliar] aumentou cerca de 19% sob [CO₂] que causou um aumento na respiração total do dossel; no entanto, o teor de nitrogênio foliar com base na área foliar diminui em média 3.9% em culturas sob elevada [CO₂] como resultado da aclimatação da Rubisco”, acrescentaram Song e colegas.

Este novo modelo permite aos cientistas entender e prever melhor o crescimento da soja em uma mudança climática em algumas décadas. Embora as colheitas possam crescer mais rapidamente ou maiores sob um CO elevado₂ meio ambiente, colheita valores nutricionais podem diminuir.