水稻“藍色革命”:上海產節水抗旱稻減少稻田溫室氣體排放
6月30日,農業農村部與國家發改委發布了《農業農村減排固碳實施方案》,明確提出實施稻田甲烷減排行動。
近日,上海市農業生物基因中心科研團隊總結了20年來在節水抗旱稻理論與應用研究中的發現,在植物學國際權威期刊《分子植物》上發表了觀點文章《在碳中和下保障糧食安全的“藍色”革命:節水抗旱稻所展示的成功案例》,向全世界提出水稻“藍色革命”觀點,即通過創新培育節水抗旱稻,實現旱種旱管的稻作生產模式,使水稻生產擺脫對水的過度依賴,大幅減少稻田溫室氣體排放,促進水稻生產向“資源節約、環境友好”的綠色可持續生產方式轉型。
當前,保障糧食安全與實現碳中和,是全球關注的熱點。而千百年來按照傳統模式耕種的水稻,單位面積內排放的溫室氣體是小麥、玉米等旱作糧食作物的4倍以上,水稻生產難免形成“高產-大水大肥-高碳排放”的惡性循環。
“水稻生產過程中甲烷排放量遠遠高于旱地作物,原因在于淹水所導致的缺氧環境會產生大量甲烷?!敝袊茖W院南京土壤研究所副所長顏曉元介紹,甲烷對溫室效應的貢獻僅次于二氧化碳。
顏曉元說,當今社會,所有種類的溫室氣體排放量都在增加,為了實現“碳中和”,千百年來耕種稻田的傳統模式自然也需要更新。節水抗旱稻與傳統水稻相比,淹水時間顯著減少,因此能夠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,上海市農業生物基因中心首席科學家羅利軍研究員就意識到,作為淡水資源匱乏的國家,中國的水養不起中國的稻。圍繞這一矛盾,他帶領科研團隊聚焦陸稻節水抗旱特性,結合水稻優質高產特性,通過雜交育種創新,培育出節水抗旱稻,產量可達600公斤/畝,解決了產量、品質與抗旱性難以兼具的難題。
除了上述優點外,因旱作改變了稻田生態環境,節水抗旱稻與水稻相比,大幅降低了稻田溫室氣體的排放。2019-2020年,研究團隊在安徽7個縣進行了稻田溫室氣體排放監測,節水抗旱稻旱種旱管的碳排放相較水田減少90%以上,與玉米等旱作作物持平。
目前,節水抗旱稻年種植面積已超過300萬畝,其中旱優73超過200萬畝,已成為長三角種植面積最大的雜交稻品種。節水抗旱稻已經在我國超過三分之二的省市,及20多個“一帶一路”國家進行商業推廣或示范種植。研究團隊力爭在“十四五”實現節水抗旱稻年種植面積1000萬畝。該目標一旦實現,意味著每年可減少稻田甲烷排放15.6萬噸,折合二氧化碳當量約440萬噸。如果能將這部分減少的稻田碳排放納入國際碳交易市場,可使農民額外增收4400萬美元。
“我們也有其他手段來降低稻田甲烷排放量,比如優化栽培管理手段,但所有措施都比不上從種子層面解決問題?!鳖仌栽硎?,節水抗旱稻能夠從根源上減少甲烷排放,具有極大環保優勢。而且在栽培管理完善的情況下,節水抗旱稻能夠實現產量和低碳的雙贏,具有廣闊前景。
60年前的“綠色革命”致力于提高作物產量,解決了糧食安全問題;近20年來,逐步興起的“藍色革命”則致力于解決農業生產與環境,特別是農業生產與水資源間的矛盾。節水抗旱稻推動了我國水稻生產的“藍色革命”,從種質創新的角度,使水稻生產擺脫了對水的過度依賴,實現旱作生產,大幅減少了稻田溫室氣體排放,是一次在農業“碳中和”目標下保障糧食產量的成功嘗試。
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