據中國農業科學院官網5月11日消息，近日，該院作物科學研究所作物耕作與生態創新團隊和南京農業大學聯合攻關，發現大氣二氧化碳濃度（eCO2）升高可以顯著促進水稻生長，但對甲烷排放的促進作用呈明顯下降趨勢。
這項發現表明，國際上遠遠高估了未來氣候背景下稻田甲烷的排放量，這為我國乃至全球農業領域，制定碳達峰、碳中和行動綱領提供更科學的決策依據。
中國是世界稻米產量和消費量最大的國家。據統計，2020年我國水稻播種面積45114.0萬畝，總產量21186.0萬噸。與“十二五”初期的2011年相比，水稻播種面積減少393.6萬畝，總產量增加了897.7萬噸。從單產水平看，2011年我國水稻平均單產445.8公斤/畝，2020年提高至469.6公斤/畝，提高了23.8公斤/畝，增幅5.3%。
近日，中美“應對氣候危機”的聯合聲明中也提到，將繼續討論21世紀20年代的具體減排行動，包括甲烷等非二氧化碳溫室氣體排放合作。
中國農科院作科所研究員張衛建介紹，大氣二氧化碳濃度升高（eCO2）能夠顯著促進水稻生長，并可為稻田產甲烷菌提供更多的有機碳源，國際上普遍認為大氣二氧化碳濃度升高將提高稻田甲烷排放40%以上。
研究人員基于前期試驗，發現大氣二氧化碳濃度升高對稻田甲烷的增排效應隨著處理年限的推移而呈顯著下降趨勢，第一年eCO2的甲烷增幅達到69.4%，而第二年為44.0%，第三年僅為25.6%。
為進一步驗證該現象并揭示其機制，作者借助步入式人工氣候室開展了兩個生長季的盆栽試驗。研究發現，在兩個生長季中，eCO2對水稻葉片光合速率、生物量和籽粒產量的促進效應相似；但是，eCO2對甲烷排放的提高效應顯著下降，第一季甲烷排放的增幅達48%-101%，而第二季僅為28%-30%，這與前期試驗結果一致。
甲烷排放是由其產生與氧化兩個過程決定，土壤微生物分析發現，eCO2處理可以同時提高甲烷產生菌和氧化菌，但隨著時間推移，eCO2處理對甲烷氧化菌的促進效應更強，從而逐步加強了甲烷的氧化消耗，降低eCO2對甲烷的增排效應。

FACE試驗（a）、盆栽試驗（b）平均甲烷排放及盆栽試驗產甲烷菌（c）及甲烷氧化菌（d）豐度；aCO2，正常大氣CO2濃度處理；eCO2，大氣CO2濃度升高處理；AA，正常大氣CO2濃度處理；AE，首次大氣CO2濃度升高處理；EE，連續大氣CO2濃度升高處理。