依托FACE（free air carbon dioxide enrichment）技术平台，利用阻断根法，采用H6400红外气体分析仪（IRGA）-田间原位测定的方法，研究了大气CO2浓度升高和不同氮肥水平对水稻／小麦轮作制中冬小麦旺盛生长期间根际呼吸的影响。结果表明，在整个测定期间，大气CO2浓度升高增强了根际呼吸速率，提高了根际呼吸排放量。在高N和低N处理中，高CO2浓度下的根际呼吸总排放量分别比Ambient极显著增加117．0％和90．8％。根际呼吸速率在孕穗初期达到最大值；使根际呼吸在土壤呼吸中的比重由24．5％（LN）～26．7（HN）提高到39．8％（LN）～47．1％（HN）。CO2浓度升高与氮肥用量对根际呼吸产生交互效应。表明大气CO2浓度升高将加快土壤向大气的CO2排放，结果将有助于评价未来高CO2浓度背景下农田生态系统土壤碳的固定潜力。
土壤呼吸是全球碳循环的一个重要组成部分、土壤碳库的主要输出途径和大气CO2重要的源。利用FACE(free-air CO2 enrichment)技术平台,采用LI6400红外气体分析仪(IRGA)-田间原位测定的方法,研究了大气CO2浓度升高和不同氮肥水平对水稻/小麦轮作制中冬小麦生长期间土壤呼吸的影响。结果表明,在整个测定期间,CO2浓度升高均增强了土壤呼吸的排放速率和释放量,增幅随着氮肥施用量的增加而增大,土壤呼吸在孕穗-抽穗期达到最大值。土壤呼吸同土壤温度呈极显著的指数相关;随施氮量从112.5kg·hm-2增加到2255kg·hm-2,FACE处理的Q10值从2.98增大为3.26,但比相应的Ambient(对照浓度)处理的Q10值下降了6.3%和18.3%,显然CO2浓度升高降低了土壤呼吸对温度增加的敏感性。总之,大气CO2浓度升高将加快土壤向大气的CO2排放,将有助于评价未来高CO2浓度环境对农田生态系统土壤碳循环的影响。
依托FACE(Free air carbon dioxide enrichment)技术平台,采用稳定^(13)C同位索法,通过将C_3作物小麦种植于长期单作玉米的C_4土壤上,研究了大气CO_2浓度升高和不同氮肥水平对水稻-小麦轮作制中冬小麦生长季土壤有机碳更新的影响。结果表明,种植一季小麦后土壤有机碳的δ^(13)C值显著降低,小麦生长改变了土壤有机碳的组成,大气CO_2浓度增加促进作物向土壤中输入更多的碳。大气CO_2浓度升高增加了麦田土壤有机碳的更新率,使土壤有机碳的更新率由3.61%(施氮量为150 kg hm^(-2),LN)～4.59%(施氮量为250 kg hm^(-2),HN)提高至6.72%(LN)～8.55%(HN),分别增加72.7%和86.1%。结果表明,大气CO_2浓度升高和提高氮肥用量将加快农田土壤有机碳的更新。
利用FACE（Free Air Carbon-Dioxide Enrichment）平台技术，用水培试验研究了低氮（14mg／L）和商氮（28mg／L）水平下，大气CO2浓度升高条件下水稻蒸腾与N吸收速率的相关关系。结果表明，在CO2浓度升高条件下，水稻生物量增加了36％（低N）和29％（高N）；总吸N量也增加达7％（低N）和5％（高N）；而总蒸腾量减少28％（低N）和10％（高N）。由于促进更多分蘖的发生。高CO2浓度使分蘖期水稻平均N吸收速率提高了31％～156％（低N）和19％～87％（高N），在其他时期无明显影响；而高CO2浓度对水稻平均蒸腾速率的影响主要表现在抽穗到灌浆末期。在对照条件下，平均蒸腾速率和平均N吸收速率呈显著正相关；但在CO2浓度升高条件下，两者相关关系不显著。说明人们所推测的“蒸腾效应”——高CO2浓度条件下降低了的蒸腾作用并非影响水稻N吸收的关键因索。
