據中國農科院最新消息,該院作物科學研究所作物耕作與生態創新團隊,通過研究水稻收獲指數(HI)變化對甲烷排放的影響,揭示了HI與甲烷排放的關系及其生物學機制,這是繼該團隊揭示現代高產水稻品種“促進耕層增氧-激活土壤氧化菌-促進甲烷氧化”的減排機制之后的又一重大研究成果,相關研究發表于最新一期《全球變化生物學(Global Change Biology)》。
該團隊首席、中國農科院作科所研究員張衛建表示,水稻是世界第二大口糧作物,稻田是全球甲烷最主要的人為排放源,也是我國農業最大碳排放源。他介紹,水稻高產途徑有兩條:提高生物學產量;提高收獲指數,即收獲物中稻谷與稻草之比;而不同途徑對稻田甲烷排放的影響,迄今尚無定論。
現有研究認為,水稻光合產物是稻田土壤微生物的主要碳源,通過提高HI,減少光合產物向地下輸入,能顯著降低甲烷排放,是高產低碳排放的品種選育之路。但是,該團隊發現,HI變化對甲烷排放的影響只在水稻后期顯著,而此期排放的甲烷不到全生育期總量的20%;另外,HI提高只在長期淹水稻田有減排效果,減排潛力只有4.4%,而目前全生育期淹水的稻田占稻田總面積不足30%。可見,通過提高HI實現甲烷減排的潛力非常有限。不過,HI提高可能減少下一季稻草還田量,存在一定的減排潛力。同時,現代水稻高產品種的收獲指數已經達到了一個較高水平(約0.55),進一步大幅提升的難度非常大。因此,僅靠提高現代品種的收獲指數,很難實現水稻單產的大幅度提升和稻田甲烷排放的顯著減少,高產低排放的品種選育和稻作創新需要新智慧。