水稻品种越高产,甲烷越多?
水稻是世界第二大口粮作物。张卫建介绍,水稻高产途径有两条:提高生物学产量;提高收获指数,即收获物中稻谷与稻草之比。而这两种途径对稻田甲烷排放的影响,迄今尚无定论。
适度提高植株生物量和增强茎秆及根系,是突破水稻单产徘徊不前的育种与栽培新途径。
但由于水稻当季光合产物也是稻田甲烷产生菌的重要
碳源,因此,国内外普遍认为水稻高产新品种将进一步增加稻田甲烷排放。
该团队研究发现,水稻高产新品种不仅可以通过根系分泌物和凋落物的形式为稻田甲烷产生菌提供更多的碳源,促进甲烷产生过程;同时也可以通过强大的通气组织(根系)为稻田甲烷氧化菌提供更多氧气,促进甲烷氧化过程。
团队成员、中国农科院作物科学研究所张俊博士解释道:“当土壤贫瘠时,甲烷产生的碳源主要来自当季光合产物,高产品种可以显著促进甲烷产生进而增加排放。当土壤比较肥沃时,土壤有机碳源充足,但氧气不足,高产品种根际泌氧强,可以促进甲烷氧化进而减少排放。”
“水稻品种对稻田甲烷排放的调控,是通过植株影响土壤碳源和氧源及微生物群落状况,进而调控甲烷的产生和氧化过程,是作物—土壤系统的地上地下互作过程。”张卫建说。
2017年,他们发表在《全球变化生物学》上的成果表明,高产新品种对稻田甲烷排放的影响取决于稻田土壤有机质水平。
当稻田土壤贫瘠(有机质含量低于1.4%)时,高产品种会提高甲烷排放;在中高产稻田(有机质含量高于2.1%),高产新品种显著降低稻田甲烷排放。
由于中高产稻田的甲烷排放总量远高于贫瘠稻田,因此,高产新品种的甲烷净减排量远高于其在贫瘠稻田的增排效果。
而且根据第二次土壤普查数据,我国80%以上的稻田有机质含量高于2.1%,且近年来呈现递增趋势。
“由此可见,我国水稻高产新品种的大面积推广,不仅保障了国家的口粮安全,而且起到了甲烷显著减排效果。”张卫建指出。
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