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我國水稻高產(chǎn)新品種有利稻田甲烷減排

時間:2017-05-16 10:40:54|來源:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院網(wǎng)|點擊量:27630

近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所由張衛(wèi)建研究員領(lǐng)銜的作物耕作與生態(tài)創(chuàng)新團(tuán)隊,在水稻植株對稻田溫室氣體排放的調(diào)控效應(yīng)及機(jī)制研究中取得重要進(jìn)展,闡明了水稻新品種在典型稻田的甲烷(CH4)減排效應(yīng),揭示了水稻植株與稻田CH4排放的地上地下互作機(jī)制。此研究說明我國現(xiàn)代水稻育種是一個既增產(chǎn)又減排的歷程,對應(yīng)對氣候變化的作物品種改良和稻作技術(shù)創(chuàng)新具有重要意義。相關(guān)論文于2017年5月2日在線發(fā)表在《全球變化生物學(xué)(Global Change Biology)》上。

我國是世界上最大的水稻生產(chǎn)和消費國,稻田CH4排放問題一直受到國際廣泛關(guān)注。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。由于水稻當(dāng)季光合產(chǎn)物也是稻田CH4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CH4排放。

該團(tuán)隊研究發(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CH4產(chǎn)生菌提供更多的碳源,促進(jìn)CH4產(chǎn)生過程;同時也可以通過強(qiáng)大的通氣組織(根系)為稻田CH4氧化菌提供更多的氧氣,促進(jìn)CH4氧化過程。當(dāng)土壤貧瘠時,CH4產(chǎn)生的碳源主要來自當(dāng)季光合產(chǎn)物,高產(chǎn)品種可以顯著提高CH4產(chǎn)生進(jìn)而增加排放。當(dāng)土壤比較肥沃時,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)CH4氧化進(jìn)而減少排放??梢?,水稻品種對稻田CH4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,是一個地上地下的互作過程。

研究表明,高產(chǎn)新品種對稻田CH4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,高產(chǎn)品種會提高CH4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CH4排放總量遠(yuǎn)高于貧瘠稻田,因此,高產(chǎn)新品種的CH4凈減排量遠(yuǎn)高于其在貧瘠稻田的增排效果。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CH4顯著減排效果。

該研究得到了“十三五”國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和“國家留學(xué)基金”等項目資助。作科所與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生江瑜為文章第一作者,張衛(wèi)建研究員為通訊作者。(衛(wèi)斐)

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  • 責(zé)任編輯 / 文慧

  • 審核 / 李俊杰 劉曉明
  • 終審 / 平筠
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