《多伦多大学最新研究确定“超级明星”品种水稻能够减少肥料损失和降低环境污染》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-08-29
  • 加拿大多伦多大学联合中国科学院开展了针对19种水稻品种的研究,其目的是筛选出哪些水稻品种具有更高的氮素利用效率。氮素被用作肥料,也被大多数作物无效吸收。在热带水稻田中,损失了50%-70%的氮肥,污染了附近水域或者淋失到了地下水中,这不仅对水生生物有害,而且是重要的温室气体来源。同时,氮素的成本也很高。加拿大克龙楚克教授首次发现了新的化学物质,是由水稻根部产生并释放出来的,能够直接影响土壤微生物的生理机制,而微生物的反应能够影响水稻氮素吸收,一些品种的水稻氮素吸收显著减少。研究人员只分析了一些中国、印度和东南亚的主要品种,具有很高的产量潜力、抗病性好。科学家希望通过这项研究改变亚洲的水稻生产策略。其中一个策略是希望通过政府的激励措施,比如税收,使农民采用“氮素友好”品种;或者采用新的育种策略,生产出更好的水稻品种。

相关报告
  • 《Nature | 针对肥料管理或可降低氨排放》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-02-02
    • 2024年2月1日,南方科技大学郑一教授、香港科技大学冯志雄教授等在 Nature 期刊发表了题为Fertilizer management for global ammonia emission reduction 的研究论文。 大气中的氨是一种重要环境污染物,影响全球生态系统和人类健康。大约有51-60%的人为氨排放可追溯至作物栽种,其中一半与3种主要作物有关:水稻、小麦和玉米。但以高分辨率量化与具体耕地有关的氨排放的潜在减少很困难,且取决于如氮输入和本地排放等因素的细节情况。 该研究报告了在机器学习帮助下生成的对水稻、小麦和玉米作物氨排放的详细评估。这一数据集使人们能对具体耕地评估减排潜力,在这些作物的生长中有效管理肥料,能让大气中耕作带来的氨排放至多降低38%。 该研究基于包括气候、土壤特征、作物类型、灌溉、耕作和施肥操作等变量,使用机器学习建模了全球水稻、小麦和玉米农业的氮排放。为丰富模型信息,研究团队从对发表文献系统性回顾所得的2700项观察中开发出了一个氨排放数据集。研究团队用这一模型估计全球氨排放在2018年达到43亿公斤。研究团队计算出,根据模型指导在空间上优化肥料管理,可以让这三种作物的氨排放减少38%。优化策略包括在生长季节采用常规的耕作法,将增效肥料施放在更深的土壤中。 该研究发现,在施肥管理场景下,水稻作物能带来47%的总体减排潜力,玉米和小麦分别是27%和26%。在没有任何管理策略的场景下,研究团队计算出到2100年氨排放将升高4.6%-15.8%,最终数字取决于未来温室气体排放水平。
  • 《“人造电场”降低开采污染》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2025-01-09
    • 一项研究提出,生产智能手机和电动汽车所需要的稀土元素可以通过人为制造“电场”更加环保地从地下提取。1月6日,相关研究成果发表于《自然-可持续》。 如今,电子产品中的大多数稀土元素都是通过使用有毒化学物质从矿石中开采并提取的。在开采过程中,会产生数千吨化学废弃物,污染附近的地下水和土壤。然而,如果使用“人造电场”将这些元素集中到一起,就可以减少对环境有害的化学物质的需求。 “想象一群人被定向灯引导穿过迷宫的场景,稀土元素也可以从矿石中被电场驱赶到特定的收集点。”论文作者、中国科学院广州地球化学研究所研究员朱建喜说,“这一方式不仅确保了高效开采,而且对环境的破坏较小。” 为此,中国科学院院士何宏平与朱建喜带领团队开发了柔性片状塑料电极,每个电极宽10厘米,长度可定制,由可以导电的非金属材料制成。在中国南方的一个稀土矿床,他们将176个这样的电极插入岩石22米深的单个钻孔。 接下来,他们将硫酸铵注入矿石孔中,以溶解和分离出的稀土元素作为带电离子激活电极,在带正电和带负电的电极之间产生电场。电场使稀土元素向带正电的电极移动并聚集在一起。然后,他们将这些元素转移到处理池中,进行额外的纯化及分离。 研究人员发现,这种方法能够大大减少提取稀土元素时使用的有害化学物质数量,相关的氨排放量减少了95%。这有助于防止稀土开采活动污染附近的水和土壤环境。 朱建喜说,该研究结果显示,从5000吨土方规模的稀土矿中提取稀土元素的效率达到了95%以上,而通过化学方式提取通常只能达到40%~60%。 相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41893-024-01501-9