近日,我所林文雄教授指导研究成果在《Field crops research》在线发表了题为“Regulation of photoassimilate transportation and nitrogen uptake to decrease greenhouse gas emissions in ratooning rice with higher economic return by optimized nitrogen supplies”的研究论文。
在人口密度高、耕地少的中国东南地区,全程机械化收割低留桩再生稻模式正在不断扩大。然而目前再生稻氮肥施用集中在主季稻收获前后的20天内。这种施肥模式可能不适合低留桩再生稻,因为相比与高留桩再生稻,低留桩再生稻生长期延长,导致抽穗期氮利用效率降低,温室气体排放增加,特别是一氧化二氮(N2O)排放。因此探索一种低留桩再生稻清洁生产的氮肥管理模式势在必行。
我们团队在福建莆田市连续二年考察了再生季稻氮肥施用方法(再生季稻第3d一次性施肥或再生季稻第3d施肥+抽穗期施肥)对再生季稻产量和温室气体排放的影响。与90 N+0 N(常规施肥,再生季稻第3天一次性施用90 kg N ha−1)处理相比,再生稻在67.5 N+22.5 N(再生季稻第3天和再生季稻抽穗期分别施用67.5 kg N ha–1和22.5 kg N ha-1)处理相比发现,再生季稻分蘖期减少施氮减少了CH4排放,然而在再生季稻抽穗期施肥没有增加CH4排放。由于再生季稻抽穗期间施肥没有增加光合同化物向根际土壤的分配增加,因此根际土壤中的糖和乙酸含量没有显著差异,在微生物群落中未发现产甲烷基因mcrA表达量的变化。同时与90N+0N处理相比,67.5N+22.5N处理能够促进氮营养物质的吸收,将N2O排放量减少16.61%,从而使资源利用效率、产量和生态系统净经济效益分别提高5.96%、7.19%和5.57%,碳足迹和氮足迹分别减少6.64%和3.50%。这些结果表明,合理的再生稻种植方案是一种很有前途的耕作制度,它可以同时提高资源利用效率和经济效益,减少温室气体排放和环境足迹,同时保持再生稻的高产。福建农林大学菌草与生态学院作物生态与分子生理学研究团队由林文雄教授领衔,主要开展再生稻等作物产量生理与高产栽培技术研究及技术推广工作。结合福建省光热资源及地域特色,在再生稻产量形成的生理生态基础、再生稻优质高效栽培的技术等方面做了大量工作。近年来,针对再生稻生产中存在的实际问题,经过广泛调研和取样测定,系统分析机收低留桩再生稻存在的问题,在福建省开展了低留桩再生稻“全程机械化三保两促一攻”技术研究与推广应用。林文雄教授近五年先后主持国家和部省级科研课题20多项,在国内外发表学术论著200多篇(部),获农业部丰收计划一等奖1项、教育部科技进步二等奖1项、福建省科技进步一等奖4项、二等奖4项、三等奖2项;获省级教学成果特等奖2项、一等奖2项、二等奖2项,在福建省再生稻高产生理生态与栽培技术研究领域取得重要成果。
我所林文雄教授为该文章的通讯作者,邹京南博士为该文章第一作者。该研究得到了国家自然科学基金(32001109、31871542、31871556)、国家重点研发计划项目(2017YFE0121800、2018YFD0301105)、沙特阿拉伯沙特国王大学科研人员支持项目(RSP-2023/2005)的资助。