高产水稻会加剧气候变暖吗？

　　有说法称，高产水稻温室气体排放高。因为水稻产量越高，植株往往越强壮、根系发达，甲烷排放就越高。然而实际情况却未必这么简单。

　　甲烷（CH4）是仅次于二氧化碳（CO2）的全球第二大温室气体，其温室效应是CO2的28倍。稻田是CH4的主要排放源，占全球总CH4排放量的10%以上。稻田CH4主要来自淹水时土壤有机物质的分解，且主要通过水稻植株排放到大气之中。因此，以往的研究多认为：水稻产量越高、植株越强壮、根系越发达，CH4排放就越高。

　　近几十年来，通过高产品种选育和高产技术创新，我国水稻单产翻番，确保了“口粮绝对安全”。但是，基于以前的研究，国际上普遍认为我国现代高产稻田排放了更多的CH4，经常在气候变化等国际环境谈判中攻击我国现代水稻产业。

　　为了弄清水稻产量与稻田CH4排放的关系，以及我国现代高产稻作的温室气体排放清单，我们开展了大量的品种比较和田间实际监测。研究发现，稻田CH4排放量不仅仅取决于CH4的产生过程，还受CH4的氧化过程影响。土壤中的有机物质越多，稻田中的产CH4微生物就越多，就产生更多的CH4。但是，稻田中也存在一种可以氧化CH4的微生物，在氧气充足的情况下，它可以将大量的CH4转化为CO2，降低土壤中的CH4浓度。因此，稻田CH4排放的高低，取决于稻田中这两种微生物的数量和活力及土壤含氧量。

　　首先，大量的品种比较证明，高产水稻品种植株高大、根系发达，可以将更多的空气中的氧气输送到土壤中，激活CH4氧化菌，从而促进稻田CH4氧化，降低排放。所以，与传统的低产品种相比，我国现代的水稻新品种不仅高产而且低排放。其次，生产调研也发现，我国现代的水稻种植多采用控水节水技术，改善了稻田氧气状况，这不仅利于水稻丰产优质，而且进一步促进了CH4的氧化。另外，我国水稻主产区已经逐步从南方扩展到东北，与南方稻区相比，东北温度低，CH4排放低。可见，较高产水稻而言，低产水稻高排放。

　　综合分析表明，我国近50年来的水稻品种演替和稻作技术的变化，不仅实现了水稻单产递增130%，而且稻田温室气体排放下降约70%，尤其是CH4气体。因此，我国现代水稻产业保障了国家粮食安全，也为全球温室气体减排做出了重大贡献。

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　　作者：张卫建 教授 中国农业科学院作物耕作与生态创新团队首席科学家