小麦是全球最重要的粮食。然而,由于氮肥的使用,这也带来了重大的环境问题。最新研究表明,新型小麦品种在需要相同数量肥料的情况下,产量更高。
找到适合小麦作物的肥料用量可能是一个挑战。肥料不足会导致可用肥料被完全消耗,从而导致更低的产量。相反,施肥过多可能产生好收成,但并不是所有的肥料都被作物吸收。这些多余的氮会渗透到我们的生态系统中,对环境和气候造成伤害。尽管如此,小麦在应对全球日益增长的饥饿问题中仍发挥着重要作用。
为了解决这些问题,由TUM数字农业教授Senthold Asseng领导的研究团队,以及来自INRAE的Pierre Martre和其他科学家们,正在探索新的实验性小麦品种。他们的研究成果已在《自然植物》上发表。该研究利用了来自五个以高小麦产量著称的实验田的数据显示,这些田地位于全球主要种植区域。这些实验田被纳入一个模拟模型中,研究了不同的气候情景:当前条件、气温升高1摄氏度和升高4.8摄氏度。该研究旨在根据不同的氮肥施用量预测新型品种的产量结果。
提高产量,但氮问题依然存在
研究结果显示,在当前气候条件下,新的小麦品种在施用同等数量肥料的情况下,产量比现有品种高出16%。这种改进的氮效率导致了更小的生态足迹。尽管如此,研究指出,随着全球气温的上升,整体氮需求也将增加,以实现最大产量潜力,尽管新型品种的氮效率仍然优于旧品种。
因此,这些新型小麦品种在多个方面超过了当前选择,有可能增强粮食安全。然而,合理管理氮依然是一个挑战,影响环境健康和气候变化。研究人员还指出,氮的成本可能很高。因此,虽然增加施肥量可能会优化收成,但对全球所有生产者来说并不现实,从而导致农民和消费者的费用增加。
综合的粮食安全方法
科学家现在建议将测试过的品种纳入育种计划:“增强的选择性育种可能会弥补未来20到30年的粮食缺口。然而,仅仅引入新品种并不能解决全球粮食安全、环境可持续性和经济可行性等复杂挑战,”Senthold Asseng表示。“需要一种全面的方法,整合农业方法、环境考虑、社会经济因素以及政策制定者的参与。”