大氣二氧化碳濃度升高可促進(jìn)水稻生長(zhǎng) 未來(lái)氣候背景下稻田甲烷排放量或被高估

據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院最新消息，該院作物科學(xué)研究所作物耕作與生態(tài)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)大氣二氧化碳(eCO2)濃度升高可以顯著促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，但對(duì)甲烷排放的促進(jìn)作用呈明顯下降趨勢(shì)，說(shuō)明國(guó)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高估了未來(lái)氣候背景下稻田甲烷的排放量。該發(fā)現(xiàn)可以為我國(guó)乃至全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域制定碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)綱領(lǐng)提供更科學(xué)的決策依據(jù)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《作物學(xué)報(bào)(The Crop Journal)》。

團(tuán)隊(duì)首席、中國(guó)農(nóng)科院作科所研究員張衛(wèi)建介紹，最近中美“應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)”的聯(lián)合聲明中強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)非二氧化碳溫室氣體甲烷的減排行動(dòng);我國(guó)也向國(guó)際社會(huì)作出了到2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前碳中和的承諾。eCO2濃度升高能夠顯著促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，并可為稻田產(chǎn)甲烷菌提供更多的有機(jī)碳源。國(guó)際上由此普遍估計(jì)eCO2升高將提高稻田甲烷排放40%以上。

研究人員基于前期試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)eCO2升高對(duì)稻田甲烷的增排效應(yīng)隨著處理年限的推移而呈顯著下降趨勢(shì)，第一年eCO2的甲烷增幅達(dá)到69.4%，第二年為44.0%，第三年僅為25.6%。為進(jìn)一步驗(yàn)證該現(xiàn)象并揭示其機(jī)制，研究人員借助步入式人工氣候室開(kāi)展了兩個(gè)生長(zhǎng)季的盆栽試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在兩個(gè)生長(zhǎng)季中，eCO2對(duì)水稻葉片光合速率、生物量和籽粒產(chǎn)量的促進(jìn)效應(yīng)相似;但是，eCO2對(duì)甲烷排放的提高效應(yīng)顯著下降，第一季甲烷排放的增幅達(dá)48%-101%，第二季僅為28%-30%，這與前期試驗(yàn)結(jié)果一致。甲烷排放是由其產(chǎn)生與氧化兩個(gè)過(guò)程決定，土壤微生物分析發(fā)現(xiàn)，eCO2處理可以同時(shí)提高甲烷產(chǎn)生菌和氧化菌，但隨著時(shí)間推移，eCO2處理對(duì)甲烷氧化菌的促進(jìn)效應(yīng)更強(qiáng)，從而逐步加強(qiáng)了甲烷的氧化消耗，降低eCO2對(duì)甲烷的增排效應(yīng)。(瞿劍)