在自然或管理地表的全球模型中，碳-氮（N）相互作用的表示仍然是一个重要的知识空白。为了改进基于过程的全球模型，我们需要更好地了解氮限制如何影响光合作用和植物生长。在这里，我们介绍了一项荟萃分析的结果，以定量评估氮限制对源（光合产物产生）与汇（光合产物使用）活性的影响，基于对 11 种作物物种的 77 项高度受控的实验性氮可用性研究。使用元回归，我们发现在模型中仅将氮限制表示为抑制碳同化是不够的，因为在作物中，完全氮限制对叶面积扩张（-50%）的影响比光合作用（-34%）更强烈，而叶淀粉正在积累（+83%）。因此，我们的分析为光合作用的汇限制假说提供了支持，并鼓励探索更多汇驱动的作物建模方法。我们还表明，叶片氮浓度随氮有效性的变化而变化，并且在低氮有效性下，与其他光合蛋白相比，氮对Rubisco的分配减少得更强烈。此外，我们的研究结果表明，不同的作物物种对氮限制表现出大致相似的响应模式，但豆科作物除外，其响应不同。我们的荟萃分析为改进全球陆地生态系统模型中氮限制的描述提供了经验教训，并强调了未来作物氮限制响应实验研究需要填补的知识空白。