近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物耕作與生態(tài)創(chuàng)新團(tuán)隊和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)大氣二氧化碳濃度（eCO2）升高可以顯著促進(jìn)水稻生長，但對甲烷排放的促進(jìn)作用呈明顯下降趨勢。
這項發(fā)現(xiàn)表明，國際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高估了未來氣候背景下稻田甲烷的排放量，這為我國乃至全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，制定碳達(dá)峰、碳中和行動綱領(lǐng)提供更科學(xué)的決策依據(jù)。
中國是世界稻米產(chǎn)量和消費量最大的國家。據(jù)統(tǒng)計，2020年我國水稻播種面積45114.0萬畝，總產(chǎn)量21186.0萬噸。與“十二五”初期的2011年相比，水稻播種面積減少393.6萬畝，總產(chǎn)量增加了897.7萬噸。從單產(chǎn)水平看，2011年我國水稻平均單產(chǎn)445.8公斤/畝，2020年提高至469.6公斤/畝，提高了23.8公斤/畝，增幅5.3%。
近日，中美“應(yīng)對氣候危機”的聯(lián)合聲明中也提到，將繼續(xù)討論21世紀(jì)20年代的具體減排行動，包括甲烷等非二氧化碳溫室氣體排放合作。
中國農(nóng)科院作科所研究員張衛(wèi)建介紹，大氣二氧化碳濃度升高（eCO2）能夠顯著促進(jìn)水稻生長，并可為稻田產(chǎn)甲烷菌提供更多的有機碳源，國際上普遍認(rèn)為大氣二氧化碳濃度升高將提高稻田甲烷排放40%以上。
研究人員基于前期試驗，發(fā)現(xiàn)大氣二氧化碳濃度升高對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，第一年eCO2的甲烷增幅達(dá)到69.4%，而第二年為44.0%，第三年僅為25.6%。
為進(jìn)一步驗證該現(xiàn)象并揭示其機制，作者借助步入式人工氣候室開展了兩個生長季的盆栽試驗。研究發(fā)現(xiàn)，在兩個生長季中，eCO2對水稻葉片光合速率、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%，而第二季僅為28%-30%，這與前期試驗結(jié)果一致。
甲烷排放是由其產(chǎn)生與氧化兩個過程決定，土壤微生物分析發(fā)現(xiàn)，eCO2處理可以同時提高甲烷產(chǎn)生菌和氧化菌，但隨著時間推移，eCO2處理對甲烷氧化菌的促進(jìn)效應(yīng)更強，從而逐步加強了甲烷的氧化消耗，降低eCO2對甲烷的增排效應(yīng)。
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