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作科所:提高水稻收获指数很难大幅提升水稻单产和显著减少稻田甲烷排放

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  近日,中国农业科学院作物科学研究所作物耕作与生态创新团队揭示了水稻收获指数(HI)与甲烷(CH4)排放的关系及其生物学机制。研究发现,仅靠提高现代品种的收获指数,很难实现水稻单产的大幅度提升和稻田CH4排放的显著减少,高产低排放的品种选育和稻作创新需要新智慧。相关研究成果在线发表在《全球变化生物学(Global Change Biology)》上。

  水稻是世界第二大口粮作物,稻田是全球CH4最主要的人为排放源,水稻增产与稻田减排同等重要。从生物学上讲,水稻高产途径有两条:提高生物学产量和提高收获指数。至今,对于不同途径对稻田CH4排放的影响尚无定论。

  因为水稻光合产物是稻田土壤微生物的主要碳源,现有研究认为通过提高HI,减少光合产物向地下输入,能显著降低CH4排放,是高产低碳排放的品种选育之路。但是,该团队发现HI变化对CH4排放的影响只在水稻后期显著,而此期排放的CH4不到全生育期总量的20%。另外,HI提高只在长期淹水稻田有减排效果,减排潜力只有4.4%。目前全生育期淹水的稻田占稻田总面积不到30%,可见,通过提高HI实现CH4减排的潜力非常有限。不过,HI提高可能减少下一季稻草还田量,存在一定的减排潜力。但是,现代水稻高产品种的收获指数已经达到了一个较高水平(约0.55),进一步大幅提升的难度非常大。

  该研究得到了中国农科院科技创新工程和“十三五”国家重点研发计划“粮食丰产增效专项”等项目的资助。(通讯员 卫斐)

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.14529

 

  

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