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)新團隊通過研究水稻收獲指數(shù)（HI）變化對CH4排放的影響，揭示了HI與CH4排放的關(guān)系及其生物學(xué)機制，這是繼該團隊揭示現(xiàn)代高產(chǎn)水稻品種“促進耕層增氧-激活土壤氧化菌-促進CH4氧化”的減排機制之后的又一重大研究成果，相關(guān)研究于近日發(fā)表在《全球變化生物學(xué)（Global Change Biology）》上。
水稻是世界第二大口糧作物，稻田是全球甲烷（CH4）最主要的人為排放源，水稻增產(chǎn)與稻田減排同等重要。從生物學(xué)上講，水稻高產(chǎn)途徑有兩條：提高生物學(xué)產(chǎn)量和提高收獲指數(shù)。至今，對于不同途徑對稻田CH4排放的影響尚無定論。
因為水稻光合產(chǎn)物是稻田土壤微生物的主要碳源，現(xiàn)有研究認為通過提高HI，減少光合產(chǎn)物向地下輸入，能顯著降低CH4排放，是高產(chǎn)低碳排放的品種選育之路。但是，該團隊發(fā)現(xiàn)HI變化對CH4排放的影響只在水稻后期顯著，而此期排放的CH4不到全生育期總量的20%。另外，HI提高只在長期淹水稻田有減排效果，減排潛力只有4.4%。目前全生育期淹水的稻田占稻田總面積不到30%，可見，通過提高HI實現(xiàn)CH4減排的潛力非常有限。不過，HI提高可能減少下一季稻草還田量，存在一定的減排潛力。但是，現(xiàn)代水稻高產(chǎn)品種的收獲指數(shù)已經(jīng)達到了一個較高水平（約0.55），進一步大幅提升的難度非常大。綜上所述，僅靠提高現(xiàn)代品種的收獲指數(shù)，很難實現(xiàn)水稻單產(chǎn)的大幅度提升和稻田CH4排放的顯著減少，高產(chǎn)低排放的品種選育和稻作創(chuàng)新需要新智慧。
據(jù)悉，該研究以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所為第一作者和第一通訊作者單位，張衛(wèi)建研究員為通訊作者，得到了中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和“十三五”國家重點研發(fā)計劃“糧食豐產(chǎn)增效專項”等項目資助。
