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水稻“蓝色革命”:上海产节水抗旱稻减少稻田温室气体排放

2022年08月01日10:51 | 来源:上观新闻
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6月30日,农业农村部与国家发改委发布了《农业农村减排固碳实施方案》,明确提出实施稻田甲烷减排行动。

近日,上海市农业生物基因中心科研团队总结了20年来在节水抗旱稻理论与应用研究中的发现,在植物学国际权威期刊《分子植物》上发表了观点文章《在碳中和下保障粮食安全的“蓝色”革命:节水抗旱稻所展示的成功案例》,向全世界提出水稻“蓝色革命”观点,即通过创新培育节水抗旱稻,实现旱种旱管的稻作生产模式,使水稻生产摆脱对水的过度依赖,大幅减少稻田温室气体排放,促进水稻生产向“资源节约、环境友好”的绿色可持续生产方式转型。

当前,保障粮食安全与实现碳中和,是全球关注的热点。而千百年来按照传统模式耕种的水稻,单位面积内排放的温室气体是小麦、玉米等旱作粮食作物的4倍以上,水稻生产难免形成“高产-大水大肥-高碳排放”的恶性循环。

“水稻生产过程中甲烷排放量远远高于旱地作物,原因在于淹水所导致的缺氧环境会产生大量甲烷。”中国科学院南京土壤研究所副所长颜晓元介绍,甲烷对温室效应的贡献仅次于二氧化碳。

颜晓元说,当今社会,所有种类的温室气体排放量都在增加,为了实现“碳中和”,千百年来耕种稻田的传统模式自然也需要更新。节水抗旱稻与传统水稻相比,淹水时间显著减少,因此能够大幅降低稻田甲烷排放量。

水稻是高耗水作物。早在20多年前,上海市农业生物基因中心首席科学家罗利军研究员就意识到,作为淡水资源匮乏的国家,中国的水养不起中国的稻。围绕这一矛盾,他带领科研团队聚焦陆稻节水抗旱特性,结合水稻优质高产特性,通过杂交育种创新,培育出节水抗旱稻,产量可达600公斤/亩,解决了产量、品质与抗旱性难以兼具的难题。

除了上述优点外,因旱作改变了稻田生态环境,节水抗旱稻与水稻相比,大幅降低了稻田温室气体的排放。2019-2020年,研究团队在安徽7个县进行了稻田温室气体排放监测,节水抗旱稻旱种旱管的碳排放相较水田减少90%以上,与玉米等旱作作物持平。

目前,节水抗旱稻年种植面积已超过300万亩,其中旱优73超过200万亩,已成为长三角种植面积最大的杂交稻品种。节水抗旱稻已经在我国超过三分之二的省市,及20多个“一带一路”国家进行商业推广或示范种植。研究团队力争在“十四五”实现节水抗旱稻年种植面积1000万亩。该目标一旦实现,意味着每年可减少稻田甲烷排放15.6万吨,折合二氧化碳当量约440万吨。如果能将这部分减少的稻田碳排放纳入国际碳交易市场,可使农民额外增收4400万美元。

“我们也有其他手段来降低稻田甲烷排放量,比如优化栽培管理手段,但所有措施都比不上从种子层面解决问题。”颜晓元表示,节水抗旱稻能够从根源上减少甲烷排放,具有极大环保优势。而且在栽培管理完善的情况下,节水抗旱稻能够实现产量和低碳的双赢,具有广阔前景。

60年前的“绿色革命”致力于提高作物产量,解决了粮食安全问题;近20年来,逐步兴起的“蓝色革命”则致力于解决农业生产与环境,特别是农业生产与水资源间的矛盾。节水抗旱稻推动了我国水稻生产的“蓝色革命”,从种质创新的角度,使水稻生产摆脱了对水的过度依赖,实现旱作生产,大幅减少了稻田温室气体排放,是一次在农业“碳中和”目标下保障粮食产量的成功尝试。

(责编:沐一帆、轩召强)

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