記者從西南大學(xué)獲悉，該校資源環(huán)境學(xué)院、長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究中心研究團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)外多個科研團(tuán)隊共同開展的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)研究獲得新突破，揭示了稻作區(qū)有機(jī)替代對水稻產(chǎn)量和溫室氣體排放的影響，為實(shí)現(xiàn)全球水稻產(chǎn)能提升和凈碳減排提供了新路徑。

提高農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物中養(yǎng)分資源的循環(huán)利用是全球農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)鍵。在稻田生態(tài)系統(tǒng)中，施用有機(jī)肥可以顯著提升水稻產(chǎn)量，但同時會排放高通量的甲烷，不利于實(shí)現(xiàn)全球碳減排的戰(zhàn)略目標(biāo)。如何合理施用有機(jī)肥，在促進(jìn)水稻增產(chǎn)的同時降低甲烷排放，一直是當(dāng)前稻作生產(chǎn)的重大科學(xué)挑戰(zhàn)。

據(jù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教授陳新平介紹，研究團(tuán)隊根據(jù)全球不同地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件，以水稻產(chǎn)量提升為首要目標(biāo)建立了相應(yīng)的有機(jī)替代方案。研究結(jié)果顯示，與單施化學(xué)氮肥相比，采用有機(jī)替代方案使水稻產(chǎn)量增加7%，但是甲烷排放大幅度增加，且稻田土壤有機(jī)碳增量和氧化亞氮減量不能抵消甲烷激增的增溫潛力。

為此，研究團(tuán)隊進(jìn)一步調(diào)整水分管理，明確了將稻田持續(xù)淹水轉(zhuǎn)變?yōu)殚g歇淹水的甲烷減排潛力。還通過機(jī)器學(xué)習(xí)手段建立全球數(shù)據(jù)集，將農(nóng)田研究結(jié)果擴(kuò)展到全球稻田。研究發(fā)現(xiàn)，將考慮總氮投入、有機(jī)氮源類型的最佳有機(jī)氮管理與間歇淹水的水分優(yōu)化管理相結(jié)合，可使全球水稻產(chǎn)量增長9%、凈碳排放降低21%。

此外，該研究還闡明了中國、印度、非洲等地不同資源投入強(qiáng)度的稻田系統(tǒng)的最優(yōu)管理路徑。“研究成果為循環(huán)利用有機(jī)氮源、協(xié)同實(shí)現(xiàn)更高生產(chǎn)力和碳中和的可持續(xù)水稻-畜牧業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)提供了全球解決方案。”論文共同通訊作者、西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教授李兆磊說。

該研究由西南大學(xué)、英國班戈大學(xué)、加拿大曼尼托巴大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院等多家研究單位合作完成，相關(guān)成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)刊物《自然·食品》。

《自然·食品》國際匿名審稿人認(rèn)為，該研究為稻作區(qū)種養(yǎng)結(jié)合生產(chǎn)方式的協(xié)同增效提供了解決方案。