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研究和创新

农业水平研究显示升高的温度损害水稻产量

米粒照片。
研究显示了升温对水稻产量的影响。“米!”由Simoubuntu使用CC By-SA 2.0许可。要查看本许可证的副本,请访问https://creativeCommons.org/licenses/by-sa/2.0/

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Roderick Rejesus

根据菲律宾农田50年的天气和水稻产量数据,一项关于温度与各种水稻品种产量关系的研究表明,温度升高对水稻产量有负面影响。

为应对高温等环境压力而培育的近期水稻品种,表现出了比传统水稻品种和不是专门培育来抵御高温的现代水稻品种更好的产量。但研究发现,即使对那些最适合高温的品种来说,气候变暖也会对作物产量产生不利影响。总的来说,耐高温品种的优势太小,在统计学上不显著。

菲律宾在全球各地的十大国家之一,菲律宾也是一家十大米进口商,因为国内供应不能满足需求。

Roderick Rejesus,教授和扩展专家农业资源经济学在北卡罗来纳州立大学和相应作者描述该研究的论文说,戏弄温度对水稻产量的影响对于了解水稻育种努力是否有助于解决现代社会所面临的环境挑战,如全球变暖。

该研究在瑞典省主要大米生长地区1966年至2016年,研究了大米产量和大气条件。Rejesus和Studics同事能够在50年期间,在50年期间,在四到五年的增量中利用水稻产量和区域天气条件的农业水平数据,这是一个罕见的数据库,使研究人员能够煞费苦心地检查米饭之间的关系实际农场环境中的产量和温度。

Rejesus说:“这个丰富的数据集让我们能够看到农场层面实际发生了什么,而不仅仅是观察省份或地区等更高层次的聚集行为。”

研究考察了这50年间种植的3个普通水稻品种:传统水稻品种;“早期现代品种”是在绿色革命开始后种植的,经过培育可以获得更高的产量;以及培育具有特殊特性的“现代品种”,例如耐热或抗虫害。

也许正如预期的那样,研究表明,在气候变暖的情况下,现代品种与早期现代品种和传统品种相比,产量最高,而且早期现代品种优于传统品种。有趣的是,一些早期的现代品种可能也减轻了炎热的挑战,因为它们更小的“半矮”的植物结构,即使它们不是专门抵御炎热的培育。

“一切都在一起,这里有两个主要含义,”Rejesus说。“The first is that, at the farm level, there appears to be a ‘yield gap’ between how rice performs in breeding trials and on farms, with farm performance of recent varieties bred to be more tolerant to environmental stresses not being statistically different relative to the older varieties.

“第二种是,水稻育种努力可能没有达到其全部潜力,使得可能产生新品种,这些品种将比农场环境中的旧品种更好地表现出更好的。”

Rejesus还承认,该研究的适度样本大小可能导致无法找到水稻品种产量之间变暖影响的差异的统计学意义。

Rejesus说:“这篇论文对其他水稻育种国家也有影响,比如越南,因为各种水稻品种释放的时间在某种程度上类似于菲律宾。”植物育种机构也可以从这种分析中学习。它为政策制定者可能在何处分配研究资金以进一步提高农民可获得的水稻品种的耐高温性提供了指导。”

Rejesus计划进一步研究影响作物产量的其他农业做法和创新,包括检查覆盖作物,或在旱季种植的旨在保持土壤健康的植物,以评估它们是否能减轻气候变化的不利影响。

本文出现在美国农业经济学杂志。前NC国家博士。学生瑞夏王是本文的第一作者。Jesse B.来自堪萨斯州立大学的Tack,Joseph V.Purdue University和Andy D. Twente大学的Andy D.纳尔逊是其他论文共同作者。美国农业部Nifa Hatch项目No.NC02696部分提供对该工作的支持。

-kulikowski -

编辑的注释:论文摘要如下。

量化现代水稻品种对温暖温度的产量敏感性:来自菲律宾的证据

作者: Ruixue Wang, Roderick Rejesus, North Carolina State University;Jesse B. Tack,堪萨斯州立大学;普渡大学的Joseph V. Balagtas;特温特大学的安迪·d·纳尔逊(Andy D. Nelson)

发表:2021年3月4日美国农业经济学杂志

DOI:10.1111 / ajae.12210

摘要这项研究调查了现代水稻品种的产量和变暖温度之间的关系。来自菲律宾长期农业层面调查的数据,以及种植水稻品种的丰富信息,使我们能够估计水稻产量的固定效应计量模型。我们发现,温度的升高,特别是最低温度的升高,对水稻产量有统计上显著的负面影响。对高温对水稻产量边际效应的点估计表明,以高产、抗虫害和/或谷物品质性状(即不一定是非生物抗逆性)为主要目的的早期现代水稻品种往往比传统水稻品种更能抵御高温事件。此外,边际效应点估计还表明,对非生物胁迫耐受性更好的近期水稻品种可能比传统品种和早期现代品种更能抵御气候变暖。尽管这些点估计值表明了热恢复模式,但我们无法在这三个水稻品种组的边际产量对增温的响应上发现统计学上的显著差异。这些结果提供了一些有启发性的证据,表明水稻育种工作提高了对变暖温度的适应力,并指出了几个有趣的未来研究方向。

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