近日，南京农业大学丁艳锋教授团队合作在《Nature Plants》期刊上发表题为“Clumped canopy architecture raises global crop yield and reduces N2O emissions”的研究成果。南京农业大学王松寒教授、丁艳锋教授和浙江大学谷保静教授为该论文的通讯作者，南京农业大学博士研究生鄢煜力、青年研究员党超亚和中科院地湖所刘磊研究员为论文的第一作者。

该研究从全新视角出发，系统评估了聚集度指数（CI）这一反映叶片空间分布特征的指标，在调控产量和N2O排放中的作用。研究团队整合了高分辨率卫星遥感数据、全球作物产量数据以及农业N2O排放数据，对2001-2016年间全球四大粮食作物进行了系统分析，并结合随机森林模型、过程模拟与田间试验进行多重验证。

结果显示，冠层结构对作物表现具有决定性影响。总体而言，冠层越聚集（CI值越小），作物产量越高，而N2O排放越低。当CI处于0.5-0.6这一“适度聚集”区间时，作物冠层垂直方向的均衡程度最高，四大作物普遍实现了产量最大化与排放最小化的协同优化。生态机制分析表明，均衡冠层结构能够改善冠层内部的光分布，使更多光能穿透至下层叶片，显著提升群体光合作用效率和总初级生产力。同时，更高的光合水平增加了作物对氮素的需求，提高了氮肥利用效率，使更多氮被作物吸收利用，而非以N2O形式从土壤中释放。若将高CI地区的作物冠层结构调整至全球中位水平，全球粮食年产量可增加接近15%；同时，农业N2O排放量有望大幅减少，带来显著的气候效益。

打开网易新闻 查看精彩图片