我们如何破坏大自然的平衡追踪科学家们在水稻领域的努力减少甲烷排放并提升产量

科学家们在水稻领域的创新:如何通过“减排水稻”来降低甲烷排放并提高产量

一项新的转基因(GM)水稻技术或许能够显著地减少农业活动对地球气候的负面影响。这种新型作物包含了来自大麦的脱氧核糖核酸(DNA),其释放的甲烷——一种强烈的温室气体——仅占传统水稻的一小部分,并且能够生产更多高质量的稻米。

专家们认为,这种方法对于促进粮食资源可持续发展具有巨大的潜力,但还需要进行进一步研究,以确定这些新型水稻在实际应用中是否能表现出同样的效果。此外,参与该项目工作但未直接参与该研究的人士,美国普林斯顿大学从事气候与农业研究的Timothy Searchinger表示:“这是一个令人印象深刻的成就。”

自工业革命以来,甲烷已经导致了全球变暖的大约20%。人类活动主要通过牲畜和水田两大途径产生这类温室气体,其中牲畜肠道和粪便以及生长在缺氧土壤中的植物根部微生物是主要来源。

为了减少这些排放,一种简单有效的手段就是暂时将农田排干并向土壤中加氧,从而消灭产生甲烷的微生物。在中国农民使用这一方法时,他们发现它不仅有助于增加产量,还可以改善灌溉管理。但是,这种类型的手动调节并不容易执行,特别是在那些不能均匀排干或雨季充沛的地方。此外,一旦操作错误,将可能对农田造成损害。

因此,对于寻找一种新的、更为持久性的解决方案,有人一直渴望找到一种能够减少甲烷生成同时提高产量新品种。2002年,有科学家发现当谷物含量越高时,释放出来的地球保护性材料就会越少。这是因为碳被锁定在了米粒中,而不是供给土壤中的微生物利用。

目前,由乌普萨拉市瑞典农业科学大学植物生物化学家Chuanxin Sun领导的小组培育出了这种新型“减排水稅”。他们引入了一段大麦DNA序列,该序列使得淀粉主要被生产用于植物种子中。结果显示,与传统品种相比,这些基因改良后的品系含有的淀粉比例明显提升,大约达到86.9%,而传统品系只有76.7%。

此外,该团队还发现,在GM产品内生成甲烷微生物数量较少,同时测量表明与传统品系相比,它们释放出的绿色气体也要低很多,即0.3%到10%之间,而非上百分点。而且,在炎热季节,其效率更为显著,使之成为全球变暖背景下重要工具之一。

不过,加利福尼亚大学戴维斯分校的一个学者Bruce Linquist虽然赞赏这一革新,但他仍对这个数据是否能反映实际情况持怀疑态度。他指出尽管理论上看似非常有希望,但是实践过程中的效果可能会有所不同。他说:“我看到过许多实验室里的美好理想化计划,在现实世界里却难以实现。”

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