在生態(tài)環(huán)境日益受到重視的今天，稻田的甲烷排放也受到越來越多的質(zhì)疑。不過，近日我國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究則顯示，未來氣候下，稻田甲烷的排放量可能被高估。該研究成果在線發(fā)表在《作物學(xué)報(bào)（The Crop Journal）》上。
甲烷是一種溫室氣體，在自然界中，植物腐爛會(huì)產(chǎn)生甲烷。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，稻田中釋放的甲烷一直備受關(guān)注。這是因?yàn)?，在淹水的條件下，稻田土壤中的腐爛植物體等有機(jī)物，被產(chǎn)甲烷細(xì)菌分解，產(chǎn)生了甲烷。甲烷輕于空氣，當(dāng)它進(jìn)入空氣之后，會(huì)不斷向高空聚集，與二氧化碳、氧化亞氮、氟利昂等，共同加劇溫室效應(yīng)。
我國(guó)是世界上最大的水稻生產(chǎn)國(guó)，早在上世紀(jì)80年代，稻田釋放甲烷的問題，就被廣泛關(guān)注。但隨著研究的深入，越來越多的科學(xué)結(jié)論顯示，稻田釋放甲烷的問題，遠(yuǎn)沒有想象中的那么嚴(yán)重。
此次，中國(guó)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(duì)和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)了大氣中二氧化碳濃度和稻田甲烷釋放的復(fù)雜關(guān)系。
據(jù)張衛(wèi)建研究員介紹，大氣二氧化碳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)大氣二氧化碳濃度升高，將提高稻田甲烷排放40%以上。
但研究人員長(zhǎng)期跟蹤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大氣二氧化碳濃度升高，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)，試驗(yàn)中，第一年的甲烷增幅達(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，大氣二氧化碳濃度對(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，大氣二氧化碳濃度對(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)?！睆埿l(wèi)建說。
據(jù)介紹，這一發(fā)現(xiàn)，說明國(guó)際上過去對(duì)稻田甲烷排放量的估計(jì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出實(shí)際的情況，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)也承諾到2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前碳中和，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)?！?/p>
該研究得到了“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。
