剧情简介

第八期创造可持续的粮食未来探讨改善水稻生产用水管理的潜力，以减少农业温室气体排放和节约用水。通过一系列案例研究，我们研究了通过水管理来减少排放的机遇和挑战，最后提出了一系列关于如何在水稻生产中扩大采用改进的水管理技术的建议。

重要发现

  • 全球水稻生产每年排放5 - 8亿吨CO₂当量，至少占农业温室气体排放总量的10%，至少占全球温室气体排放的1%。

  • 减少与水稻相关的温室气体排放最有希望的技术之一是减少或中断洪水周期。

  • 有几种成熟的水管理技术(季中单次排水、干湿交替(AWD)、干视、有氧水稻生产)可用于减少水淹，理论上，与全面水淹相比，完善的水管理可减少高达90%的排放。

  • 这些水管理技术还减少了农田一级的农业用水，通常保持水稻产量，有时增加产量。

  • 然而，大规模采用这些水管理技术的障碍包括农民对灌溉用水的控制限制、对产量效益缺乏信心、对农民采用这些技术的直接激励有限以及缺乏关于这些技术在许多水稻种植区的成本效益的信息。

执行概要

可持续的粮食未来需要减少农业的温室气体排放，即使世界粮食产量大幅增加。水稻是世界上大多数人口的主要作物，在生产过程中会释放大量的甲烷，这是一种强有力的温室气体。根据各国政府的数据，全球大米生产每年排放5亿吨温室气体(相当于二氧化碳)——至少占农业总排放的10%。根据政府间气候变化专门委员会对甲烷持续变暖效应的最新估计进行调整后，这个数字可能接近8亿吨。必威官网是真的吗尽管不确定，但有证据表明，大气中二氧化碳水平的增加也可能通过其对土壤微生物的影响大大增加未来与水稻相关的排放。

世界上大多数水稻生长在被淹没的环境中，减少与水稻相关的排放最有希望的技术之一是减少或中断洪水的周期。在洪水泛滥的稻田里种植水稻会产生甲烷，因为水会阻止氧气渗透到土壤中，为产生甲烷的细菌创造了有利条件。较短的注水间隔和较频繁的注水中断降低了细菌甲烷产量，从而降低了甲烷排放。

减少或中断洪水的技术包括(a)在季节中期进行一次放水;和(b)干湿交替(AWD)，它反复中断灌溉，使水位适度下降到土壤水平以下，然后再泛滥。其他技术包括旱播而不是将水稻移栽到洪水泛滥的田地，以及各种“好氧水稻”系统，在这种系统中，水稻种植在排水良好的土壤中。有证据表明，所有这些技术都大大减少了温室气体的排放。从理论上讲，完善的水资源管理可以比完全淹水减少90%的排放。大量的田间试验也表明，如果使用得当，这些做法至少能维持水稻产量，有时还能增加产量。世界上许多水稻生产区域也面临缺水问题，这突出表明需要在田间提高用水效率，以稳定产量。

但是，尽管有潜在的好处，我们来自中国、印度、菲律宾和美国的案例研究表明，在不改进灌溉或排水系统的情况下，采用这些水管理技术的实际潜力是混合的。为了实施这些措施，农民需要对灌溉用水进行可靠的控制，而且通常还需要小而平整的田地，以确保部分田地的水位不会下降太多，否则会影响水稻产量。在印度、美国南部和菲律宾部分地区，农民通过抽水灌溉地下水，他们通常有技术能力应用节水技术，至少在没有大量降雨的时期是这样。

在菲律宾和许多其他亚洲国家，农民在雨季排干农田的技术能力有限，因此全面的AWD可能是不可实现的。在旱季，依靠地表灌溉系统的农民往往不愿意在有水的情况下中断灌溉，因为他们怀疑以后需要补充农田时是否会有水。在其中一些地点，干播可能是减少甲烷排放的有效手段，在另一些地点，单次减少可能仍然可行，但技术机会一般仍未探索。

我们的案例研究还揭示了在不同环境中观察到的水管理技术的影响存在无法解释的差异。尽管中国和日本的农民普遍采用单一的季中排水，因为他们普遍认为这样可以提高产量，但研究人员在美国没有发现类似的增产。有许多研究发现AWD的产量增加，但也有研究显示损失。今天没有人能完全解释这些差异。与这些水管理技术相关的潜在节水范围也不确定。AWD已被证明可以在农场层面减少用水，但在整个灌溉系统层面评估实际的水平衡则更为复杂，仍然是一个悬而未决的问题。总的来说，除了我们在这些案例研究中相对广泛的分析之外，几乎没有关于这些措施在什么地方以及在什么条件下真正为农民带来好处的确切信息。同样，缺乏关于在主要水稻种植区实施这些水管理技术的相对成本效益的资料。简单地说，有关于水管理的影响和好处的个别农场研究，也有需要许多假设的广泛的全球分析，但两者之间的知识大多缺乏。这些挑战仍然是广泛采用改进的水管理做法的严重障碍。

稻农目前只有有限的激励来改善水资源管理。在农民通过抽地下水灌溉的地区，如果不补贴抽水，提高用水效率可以直接转化为抽水所用燃料的减少，从而降低生产成本。总的来说，这些地区是立即有机会实施改善水资源管理的主要地区，减少供水或抽水补贴有助于鼓励这些变化。有必要采取更广泛的激励措施，鼓励其他地区的农民以必要的规模实施这些做法。

为了充分认识到水管理效益的机会，我们建议研究机构和政府援助机构为在灌区一级实施不同水管理技术的实际潜力的协调评估提供资金。这些组织还应根据一系列试验项目，资助对这些技术的产量、温室气体和节水效果进行更好的全球评估。我们还建议各国政府改革水和能源补贴，为水管理制定新的积极激励措施，特别是在缺水地区。综合起来，这些措施有可能大大减少世界上最重要的主食作物对环境的影响，并可能构成迈向可持续粮食未来的重要一步。

建议

建议包括:

  • 研究组织和政府援助机构应资助协调评估在灌区一级实施不同水管理技术的实际潜力。

  • 这些组织还应根据一系列试验项目，资助对这些技术的产量、温室气体和节水效果进行更好的全球评估。

  • 政府应该改革水和能源补贴。

  • 各国政府应加强水管理的激励措施，特别是在缺水地区。