近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物耕作與生態(tài)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了水稻收獲指數(shù)(HI)與甲烷(CH4)排放的關(guān)系及其生物學(xué)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),僅靠提高現(xiàn)代品種的收獲指數(shù),很難實(shí)現(xiàn)水稻單產(chǎn)的大幅度提升和稻田CH4排放的顯著減少,高產(chǎn)低排放的品種選育和稻作創(chuàng)新需要新智慧。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《全球變化生物學(xué)(Global Change Biology)》上。
水稻是世界第二大口糧作物,稻田是全球CH4最主要的人為排放源,水稻增產(chǎn)與稻田減排同等重要。從生物學(xué)上講,水稻高產(chǎn)途徑有兩條:提高生物學(xué)產(chǎn)量和提高收獲指數(shù)。至今,對(duì)于不同途徑對(duì)稻田CH4排放的影響尚無(wú)定論。
因?yàn)樗竟夂袭a(chǎn)物是稻田土壤微生物的主要碳源,現(xiàn)有研究認(rèn)為通過(guò)提高HI,減少光合產(chǎn)物向地下輸入,能顯著降低CH4排放,是高產(chǎn)低碳排放的品種選育之路。但是,該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)HI變化對(duì)CH4排放的影響只在水稻后期顯著,而此期排放的CH4不到全生育期總量的20%。另外,HI提高只在長(zhǎng)期淹水稻田有減排效果,減排潛力只有4.4%。目前全生育期淹水的稻田占稻田總面積不到30%,可見(jiàn),通過(guò)提高HI實(shí)現(xiàn)CH4減排的潛力非常有限。不過(guò),HI提高可能減少下一季稻草還田量,存在一定的減排潛力。但是,現(xiàn)代水稻高產(chǎn)品種的收獲指數(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高水平(約0.55),進(jìn)一步大幅提升的難度非常大。
該研究得到了中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“糧食豐產(chǎn)增效專項(xiàng)”等項(xiàng)目的資助。(通訊員 衛(wèi)斐)
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.14529