作科所揭示水稻品种改良的甲烷减排潜力
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通过研究水稻收获指数（HI）变化对甲烷（CH4）排放的影响，揭示了HI与CH4排放的关系及其生物学机制，这是继该团队揭示现代高产水稻品种“促进耕层增氧-激活土壤氧化菌-促进CH4氧化”的减排机制之后的又一重大研究成果，相关研究于近日发表在《全球变化生物学（Global Change Biology）》上。
水稻是世界第二大口粮作物，稻田是全球甲烷（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。综上所述，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。
该研究以中国农业科学院作物科学研究所为第一作者和第一通讯作者单位，张卫建研究员为通讯作者，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”等项目资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.14529
