【減量】減少碳排!全球第一研發出減氮肥且高產量的新型小麥品種
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2021-12-10
日本國際農研（JIRCAS）與國際玉米與小麥改良中心（CIMMYT）、日本大學生物資源科一同成功研發出減氮肥量且高產量的生物除氮（Biological Nitrification Inhibition ）BNI強化型小麥新品種。除有助於減少溫室氣體排放與水質汙染外，促進產值提升，以及可因應氣候變遷所帶來挑戰。目前該研究成果已刊登於科學雜誌『Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America (PNAS)』。
研發緣由
近代農業為促進作物產量與品質提升，施用化學肥料。然而，卻有過半的施肥量，並沒有有效應用於作物吸收，而是浸漬或流出農地外，這些氮肥的損失則是造成土壤細菌產生硝化作用的主因。由於硝化作用是土壤中硝化細菌構成氮肥的銨態氮(Ammonia)氧化成硝酸態氮的反應途徑，是地球氮循環中一個非常重要的過程。因此，為提高農地作物的生產力而過度施肥時，則會過度產生的硝化作用，導致過量的硝酸態氮。
加上，硝酸態氮帶負電，土壤並不會吸附帶負電的硝酸態氮，在不易被土壤粒子吸附的情況下，一旦下雨時往往會流到地底下而非留在土壤中，也就更不利於作物的吸收。除此，過量的硝酸態氮作物未吸收反倒演變成浸漬，進而造成水質的污染，以及優養化(Eutrophication）的水質環境惡化。此外，銨態氮(Ammonia)硝化時會產生一氧化二氮 (N2O)，其溫室效應是二氧化碳CO2 的298倍。
由於小麥是全球重要作物，作為全球三大糧食之一，同時也為種植面積最廣泛的作物，因此，硝化菌抑制硝化作用的技術，不僅帶來作物對氮的使用效率的提升，同時減少了氮肥的流失，以及對環境造成不利影響，並能有效減緩了地球暖化效應。
研發要點
• 成功研發BNI強化型的小麥新品種為全球第一具有野生近緣種的高生物除氮 (BNI )的高產量小麥品種。
• BNI強化型小麥可抑制硝化作用，並有效利用銨態氮(Ammonia)，可成功減少 60% 的氮肥依舊能保有生產量。(相較於國內原有小麥品種栽培所需氮肥約10~15kg，新品種只需要5kg同時維持原有700公斤高產量。)
• 預計將減少全球約 2.25 億公頃小麥田的溫室氣體排放和水質污染，減緩環境所帶來負荷。
預期效應與未來期待
關於此項育種研發，在國內，國際農研（JIRCAS）為日本政府所推行「綠色糧食戰略」與國際BNI組織合作，一同因應不同地方實際情況，研發BNI強化小麥系統，並持續朝向其他作物BNI應用之研究開發，例如水稻或相同稻科作物。
而在國際間，國際農研等相關研究小組正計畫在全球第二大小麥生產國印度的小麥產區，利用BNI技術，建立具有優良氮素利用效率的小麥栽培體系，並將與世界各地相關研究機構接軌，一同投入友善地球，高效生物除氮BNI 的小麥的糧食系統之研發。【延伸閱讀】生物營養強化技術使小麥更健康
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