甲烷排放這個(gè)“鍋”，其實(shí)水稻背不起

 

水稻是世界第二大口糧作物。張衛(wèi)建介紹，水稻高產(chǎn)途徑有兩條：提高生物學(xué)產(chǎn)量；提高收獲指數(shù)，即收獲物中稻谷與稻草之比。而這兩種途徑對稻田甲烷排放的影響，迄今尚無定論。

 

適度提高植株生物量和增強(qiáng)莖稈及根系，是突破水稻單產(chǎn)徘徊不前的育種與栽培新途徑。

 

但由于水稻當(dāng)季光合產(chǎn)物也是稻田甲烷產(chǎn)生菌的重要碳源，因此，國內(nèi)外普遍認(rèn)為水稻高產(chǎn)新品種將進(jìn)一步增加稻田甲烷排放。

 

該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，水稻高產(chǎn)新品種不僅可以通過根系分泌物和凋落物的形式為稻田甲烷產(chǎn)生菌提供更多的碳源，促進(jìn)甲烷產(chǎn)生過程；同時(shí)也可以通過強(qiáng)大的通氣組織（根系）為稻田甲烷氧化菌提供更多氧氣，促進(jìn)甲烷氧化過程。

 

團(tuán)隊(duì)成員、中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所張俊博士解釋道：“當(dāng)土壤貧瘠時(shí)，甲烷產(chǎn)生的碳源主要來自當(dāng)季光合產(chǎn)物，高產(chǎn)品種可以顯著促進(jìn)甲烷產(chǎn)生進(jìn)而增加排放。當(dāng)土壤比較肥沃時(shí)，土壤有機(jī)碳源充足，但氧氣不足，高產(chǎn)品種根際泌氧強(qiáng)，可以促進(jìn)甲烷氧化進(jìn)而減少排放。”

 

“水稻品種對稻田甲烷排放的調(diào)控，是通過植株影響土壤碳源和氧源及微生物群落狀況，進(jìn)而調(diào)控甲烷的產(chǎn)生和氧化過程，是作物—土壤系統(tǒng)的地上地下互作過程。”張衛(wèi)建說。

 

2017年，他們發(fā)表在《全球變化生物學(xué)》上的成果表明，高產(chǎn)新品種對稻田甲烷排放的影響取決于稻田土壤有機(jī)質(zhì)水平。

 

當(dāng)?shù)咎锿寥镭汃ぃㄓ袡C(jī)質(zhì)含量低于1.4%）時(shí)，高產(chǎn)品種會(huì)提高甲烷排放；在中高產(chǎn)稻田（有機(jī)質(zhì)含量高于2.1%），高產(chǎn)新品種顯著降低稻田甲烷排放。

 

由于中高產(chǎn)稻田的甲烷排放總量遠(yuǎn)高于貧瘠稻田，因此，高產(chǎn)新品種的甲烷凈減排量遠(yuǎn)高于其在貧瘠稻田的增排效果。

 

而且根據(jù)第二次土壤普查數(shù)據(jù)，我國80%以上的稻田有機(jī)質(zhì)含量高于2.1%，且近年來呈現(xiàn)遞增趨勢。

 

“由此可見，我國水稻高產(chǎn)新品種的大面積推廣，不僅保障了國家的口糧安全，而且起到了甲烷顯著減排效果。”張衛(wèi)建指出。