Рисовые поля, являясь важнейшим источником продовольствия для миллиардов людей, одновременно представляют собой значительный фактор, влияющий на глобальное потепление. На долю рисоводства приходится около 12% всех выбросов метана в мире. Этот газ образуется в результате деятельности микроорганизмов, разлагающих органические вещества в почве, в частности, корневые выделения риса. Понимание механизмов этого процесса и поиск путей снижения выбросов метана без ущерба для урожайности риса – задача первостепенной важности.
Недавние исследования, опубликованные 3 февраля в журнале Molecular Plant, позволили ученым найти многообещающее решение. Под руководством Анны Шнюрер, микробиолога из Шведского университета сельскохозяйственных наук, были идентифицированы ключевые химические соединения в корневых выделениях риса, влияющие на образование метана. Выяснилось, что фумарат, один из компонентов выделений, напрямую коррелирует с уровнем эмиссии метана: чем больше фумарата, тем больше метана выделяется в процессе разложения. И, наоборот, этанол, также присутствующий в корневых выделениях, подавляет метаногенез.
Основываясь на этих знаниях, ученые разработали новый сорт риса, получивший название LFHE (Low Fumarate High Ethanol) – с низким содержанием фумарата и высоким содержанием этанола. Этот сорт был создан путем традиционной селекции, без использования методов генетической модификации, что делает его более приемлемым для широкого круга фермеров и потребителей. Для создания LFHE был использован «элитный» высокоурожайный сорт риса, скрещенный с разновидностью, обладающей желаемыми характеристиками в отношении корневых выделений.
Полевые испытания нового сорта риса LFHE в Китае показали впечатляющие результаты. В среднем, выбросы метана сократились на 70% по сравнению с традиционными сортами, такими как Nipponbare, известным не-ГМО сортом с обычными показателями выбросов. Важно отметить, что снижение выбросов метана не повлияло на урожайность. Средний урожай LFHE составил 8,96 тонн с гектара, что значительно превышает средний мировой показатель урожайности риса в 2024 году, составляющий 4,71 тонны с гектара. Для сравнения, ранее исследованный низкоэмиссионный сорт Heijing также показывал хорошие результаты.
Ученые также изучили возможность снижения выбросов метана путем обработки почвы этанолом или оксантелом. Оксантел – это химическое вещество, которое ингибирует ферментативное расщепление фумарата, тем самым уменьшая его доступность для метаногенных микроорганизмов. Полевые испытания в Китае показали, что обработка почвы этанолом или оксантелом снижает выбросы метана примерно на 60%. Это открывает дополнительные возможности для снижения воздействия рисоводства на климат.
Разработка сорта риса LFHE и методов обработки почвы этанолом/оксантелом представляет собой значительный прорыв в области устойчивого сельского хозяйства. Особенно важно, что сорт LFHE создан без использования ГМО, что потенциально упрощает его регистрацию и распространение среди фермеров. В настоящее время идет процесс регистрации сорта LFHE, что позволит фермерам по всему миру воспользоваться его преимуществами. Сорт SUSIBA2, созданный с использованием генетической модификации, уже продемонстрировал потенциал снижения выбросов метана.
Эти открытия позволяют перейти к более экологичному способу выращивания риса, сократить негативное воздействие на окружающую среду и внести вклад в борьбу с изменением климата. Массовое внедрение LFHE, а также других инновационных методов, позволит значительно сократить выбросы метана в рисоводстве и обеспечить продовольственную безопасность для будущих поколений.
Изображение носит иллюстративный характер
Недавние исследования, опубликованные 3 февраля в журнале Molecular Plant, позволили ученым найти многообещающее решение. Под руководством Анны Шнюрер, микробиолога из Шведского университета сельскохозяйственных наук, были идентифицированы ключевые химические соединения в корневых выделениях риса, влияющие на образование метана. Выяснилось, что фумарат, один из компонентов выделений, напрямую коррелирует с уровнем эмиссии метана: чем больше фумарата, тем больше метана выделяется в процессе разложения. И, наоборот, этанол, также присутствующий в корневых выделениях, подавляет метаногенез.
Основываясь на этих знаниях, ученые разработали новый сорт риса, получивший название LFHE (Low Fumarate High Ethanol) – с низким содержанием фумарата и высоким содержанием этанола. Этот сорт был создан путем традиционной селекции, без использования методов генетической модификации, что делает его более приемлемым для широкого круга фермеров и потребителей. Для создания LFHE был использован «элитный» высокоурожайный сорт риса, скрещенный с разновидностью, обладающей желаемыми характеристиками в отношении корневых выделений.
Полевые испытания нового сорта риса LFHE в Китае показали впечатляющие результаты. В среднем, выбросы метана сократились на 70% по сравнению с традиционными сортами, такими как Nipponbare, известным не-ГМО сортом с обычными показателями выбросов. Важно отметить, что снижение выбросов метана не повлияло на урожайность. Средний урожай LFHE составил 8,96 тонн с гектара, что значительно превышает средний мировой показатель урожайности риса в 2024 году, составляющий 4,71 тонны с гектара. Для сравнения, ранее исследованный низкоэмиссионный сорт Heijing также показывал хорошие результаты.
Ученые также изучили возможность снижения выбросов метана путем обработки почвы этанолом или оксантелом. Оксантел – это химическое вещество, которое ингибирует ферментативное расщепление фумарата, тем самым уменьшая его доступность для метаногенных микроорганизмов. Полевые испытания в Китае показали, что обработка почвы этанолом или оксантелом снижает выбросы метана примерно на 60%. Это открывает дополнительные возможности для снижения воздействия рисоводства на климат.
Разработка сорта риса LFHE и методов обработки почвы этанолом/оксантелом представляет собой значительный прорыв в области устойчивого сельского хозяйства. Особенно важно, что сорт LFHE создан без использования ГМО, что потенциально упрощает его регистрацию и распространение среди фермеров. В настоящее время идет процесс регистрации сорта LFHE, что позволит фермерам по всему миру воспользоваться его преимуществами. Сорт SUSIBA2, созданный с использованием генетической модификации, уже продемонстрировал потенциал снижения выбросов метана.
Эти открытия позволяют перейти к более экологичному способу выращивания риса, сократить негативное воздействие на окружающую среду и внести вклад в борьбу с изменением климата. Массовое внедрение LFHE, а также других инновационных методов, позволит значительно сократить выбросы метана в рисоводстве и обеспечить продовольственную безопасность для будущих поколений.
