廣東
近日，南京農業大學丁艷鋒教授團隊合作在《Nature Plants》期刊上發表題為“Clumped canopy architecture raises global crop yield and reduces N2O emissions”的研究成果。南京農業大學王松寒教授、丁艷鋒教授和浙江大學谷保靜教授為該論文的通訊作者，南京農業大學博士研究生鄢煜力、青年研究員黨超亞和中科院地湖所劉磊研究員為論文的第一作者。
該研究從全新視角出發，系統評估了聚集度指數（CI）這一反映葉片空間分布特征的指標，在調控產量和N2O排放中的作用。研究團隊整合了高分辨率衛星遙感數據、全球作物產量數據以及農業N2O排放數據，對2001-2016年間全球四大糧食作物進行了系統分析，并結合隨機森林模型、過程模擬與田間試驗進行多重驗證。
結果顯示，冠層結構對作物表現具有決定性影響。總體而言，冠層越聚集（CI值越小），作物產量越高，而N2O排放越低。當CI處于0.5-0.6這一“適度聚集”區間時，作物冠層垂直方向的均衡程度最高，四大作物普遍實現了產量最大化與排放最小化的協同優化。生態機制分析表明，均衡冠層結構能夠改善冠層內部的光分布，使更多光能穿透至下層葉片，顯著提升群體光合作用效率和總初級生產力。同時，更高的光合水平增加了作物對氮素的需求，提高了氮肥利用效率，使更多氮被作物吸收利用，而非以N2O形式從土壤中釋放。若將高CI地區的作物冠層結構調整至全球中位水平，全球糧食年產量可增加接近15%；同時，農業N2O排放量有望大幅減少，帶來顯著的氣候效益。
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