我国水稻研究解决甲烷排放问题

  我国是世界上最大的水稻生产国,水稻当季光合产物是稻田CH4(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。但是,南京农业大学江瑜博士最新的一项研究表明,我国现代水稻既增产又减排,对应对气候变化的品种改良和稻作技术创新具有重要意义。

  稻田甲烷排放问题一直受到国际的广泛关注。江瑜研究发现,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。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。而且,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。所以,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,而且起到了显著甲烷减排效果。

  事实上,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;同时还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的氧气,促进甲烷氧化过程。当土壤贫瘠时,甲烷产生的碳源主要来自当季光合产物,高产品种可以显著提高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。可见,水稻高产新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,是一个地上地下的互作过程。张 晔 许天颖