作者:记者 唐琳 来源: 发布时间:2018-7-3 11:42:43
二氧化碳“狙击”水稻品质

 
对于喜欢米饭的人来说,这可能是一个噩耗:由于温室气体排放的增加,世界上最主要的粮食作物之一水稻,可能正面临品质下滑的局面。
 
近日,一项发表于美国权威学术期刊《小鱼儿二站玄机资料》子刊《小鱼儿二站玄机资料进展》上的重大研究表明,高浓度的二氧化碳环境会导致水稻营养不足:蛋白质、铁、锌以及维生素B1、B2、B5和B9都呈现出不同程度的下降。
 
更为糟糕的是,这对于以稻米为主要粮食的众多贫困国家和地区而言,可能会引发一场关乎公众健康的潜在灾难。
 
喜忧参半
 
在此之前,气候变化怀疑论者一直坚持一个观点,即二氧化碳浓度的上升对全球植被(包括作物)只有积极的影响。
 
比如,美国众议院小鱼儿二站玄机资料、空间与技术委员会主席Lamar Smith就是这种观点的坚定拥护者。他在去年夏天发表的一篇文章中指出,更多的二氧化碳会促进植物生长,并刺激“更高的产量和更好的品质”。
 
然而,这项最新研究和此前的一些研究一道,合力驳斥了这种观点。
 
“我们有几种水稻品种对二氧化碳更加敏感,并且它们可以将这些二氧化碳转化到种子中,这一点可能是好的。”新研究的通讯作者、美国农业部小鱼儿二站玄机资料家Lewis Ziska表示,“但另一方面,这些种子的质量也下降了。”
 
在这项新研究中,由中国小鱼儿二站玄机资料院南京土壤研究所、东京大学、华盛顿大学和美国农业部等单位组成的国际研究小组,在中国和日本的自由开放式二氧化碳增加(FACE)试验田里,评估了18 种常见的水稻品种对环境中二氧化碳浓度增加的反应。
 
目前大气中二氧化碳浓度均值大约在405~410ppm,研究人员在试验区水稻季节测定的浓度约为390ppm。实验中,研究人员选择对照+200ppm的处理方式,将环境二氧化碳浓度提升到了568~590ppm。但需要注意的是,全球大气中的二氧化碳浓度始终呈增长趋势,如果不加以控制,那么到本世纪末将达到本研究中所采用的最高水平。
 
与实际环境中的二氧化碳浓度相比,实验中稻米内的营养物质都遭受到高二氧化碳浓度的影响。平均而言,这些稻米的蛋白质水平下降了10%,铁含量下降了8%,锌含量下降了5%。研究人员同时发现,稻米中的维生素B1、B2、B5和B9也都有所下降,且减幅与维生素氮含量相关。在高二氧化碳浓度下,只有维生素 E的含量上升了。
 
有趣的是,研究人员指出,稻米中蛋白质的下降其实是有助于口感的。“蛋白质的降低会让稻米的结构变得更松散,这样煮饭时水分就更容易渗入,米粒也会变得蓬松柔软,口感会相对变好。”此项工作的第一作者、中国小鱼儿二站玄机资料院南京土壤研究所研究员朱春梧告诉记者。
 
朱春梧等人的研究一经发表,立刻引发了业内学者的广泛响应。
 
“这项研究证实了我们之前的工作,即二氧化碳浓度的升高改变了水稻中蛋白质、铁、锌的含量。并且我们的研究还显示,其他主要粮食作物的情况也同样如此。”美国哈佛大学气候变化与人类健康专家Samuel Myers表示。
 
此前,Myers曾与其他人合作研究得到相似的结论,即二氧化碳浓度升高导致了水稻、小麦、大麦、大豆等全球重要作物营养成分的降低。不过,Myers的研究主要聚焦于作物内部蛋白质、锌和铁的表现,但朱春梧等人的研究首次评估了二氧化碳对作物维生素含量的影响,并且得到了相似的结果。
 
如今,越来越多有关作物与二氧化碳浓度关系的研究均表明未来并不乐观。尽管更多的二氧化碳可以促进一些植物的生长并提高产量,但如果作物营养成分含量降低,那么就算谷粒再大,对人类社会也不见得是件好事。
 
此外,Myers还指出,近期的一些研究表明高浓度二氧化碳对作物生长的刺激作用可能会在达到一定程度之后停滞,再加之由温室气体排放所引发的气温升高、降水模式改变等其他各种气候因素,这些都将危害农业健康。
 
因此在Myers看来,“‘二氧化碳浓度的升高对全球作物有利无害’的观点纯属无稽之谈。”
 
“隐性饥饿”
 
农作物尤其像是稻米这种主要粮食作物营养的下降明显提高了人们对公众健康的担忧。目前,小鱼儿二站玄机资料家们仍在试图弄清楚营养下降究竟会带来多大的麻烦。
 
在之前的研究中,Myers和同事利用模型模拟了世界各地人们的饮食,以及他们从这些食物中摄取的营养和二氧化碳浓度提高后的营养降低情况。而一些研究显示某些地区的人可能会在未来面临营养缺乏。2015 年,权威学术期刊《柳叶刀》中一个备受瞩目的研究也指出,到 2050 年,全球预计将有1.4亿多人面临缺锌的困扰。
 
水稻产量增加,但是营养价值却在降低,这就会造成所谓的“隐性饥饿”。
 
“‘隐性饥饿’指的是人在获取相同质量的食物后,其所需的能量是足够的,但营养却是不够的。”朱春梧解释。这就意味着稻米“营养赤字”产生的健康风险,将可能波及全球大约6亿贫困人群。
 
这绝非耸人听闻。朱春梧等人的研究聚焦了世界上大米消耗量最大的10个国家,比较了其大米消耗量、高二氧化碳带来的营养流失与人均 GDP之间的关系。研究人员发现,在人均 GDP 较低的国家,大米在日常饮食结构中占据的比重相对越大,而他们受到高二氧化碳浓度的影响也就越大。
 
朱春梧介绍,在一些以水稻为主食的发达国家和地区,如日本、韩国及我国东部,由于人们的食物来源丰富,营养充足,因此稻米营养下降对这些国家和地区的人口来说影响是有限的。
 
但对于印度、东南亚、中国西部等这些相对贫困的国家和地区而言,影响却非常大。因为稻米几乎是这些国家和地区人民食物的全部来源,蛋白质、微量元素以及维生素的缺乏将会造成人体各种免疫能力降低,婴幼儿发育迟缓、受限等一系列问题。
 
“这些研究结果表明,二氧化碳的增加对稻米质量的不良影响,可能是一个基本但不被重视的、与人为气候变化相关的人类健康问题。”朱春梧在文章中这样写道。
 
正因如此,小鱼儿二站玄机资料家们呼吁农学家、流行病学家、生理学家、营养学家等研究人员要齐心协力,加强合作,准确量化二氧化碳诱导的人类营养状况的变化及相应健康风险,并找出消除或减少的方法。
 
幸运的是,研究也表明并非所有水稻品种都会遭到“袭击”。研究者认为,寻找并推广营养成分不受大气二氧化碳浓度变化影响的品种,成为一项主要任务。在未来二氧化碳升高的条件下,农业学家需要通过品种选择,达到产量增加而养分品质不下降或者下降在可控范围内的双赢效果。
 
从营养效果和健康效应来看,这种影响的本质还有待观察,新研究带来的公众健康问题还需要通过更细致的建模研究进行全面评估。
 
最后,研究人员还希望能够弄清温室气体排放在过去几十年里对作物营养成分变化的影响,因为这也许能让我们进一步了解未来农作物对碳排放会有怎样的反应。■
 
《小鱼儿二站玄机资料新闻》 (小鱼儿二站玄机资料新闻2018年6月刊 绿色)
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