约书亚·A·比克尔、安妮卡·哈默施拉格，伊利诺伊州尚佩恩——研究科学家阿希什·拉朱尔卡跪在泥土中，捧起一大块缠绕着大豆植株的土块。他敲掉植株根系上的土块，这些根笔直向下延伸，而不是像普通大豆植株那样向侧面伸展。

研究人员希望，像这样的根系能帮助作物抵御气候变化的一些影响，同时从大气中吸收更多碳并将其储存在地下。燃烧化石燃料释放的二氧化碳会在大气中截留热量，推动人为气候变化。

多年来，科学家一直在探索从大气中清除部分碳的方法，包括直接空气捕集、改变海洋化学成分以使海水吸收更多碳，以及重新造林。现在，索尔克生物研究所的研究人员正在测试更深的根系是否能成为另一种工具。

但科学家仍需证明，这些根系在真实农业条件下能额外储存多少碳、碳能在地下留存多久，以及作物能否保持产量。

贝索斯地球基金提供的1800万美元拨款将帮助索尔克研究人员在田间测试这些问题，测量这些植物对干旱和其他气候压力的适应能力、它们能储存多少碳以及储存多久，以及如何让这些植物大规模进入农场。

该研究所“利用植物倡议”主任沃尔夫冈·布施表示，这个问题十分紧迫。

“我们实际上正朝着一个非常令人担忧的方向前进，”他说。“为足够在识别出347个与碳储存和根系生长相关的基因后，科学家们得以编辑植物的DNA，培育出根系能向土壤更深处扎根的植物。

迈克尔（Michael）说：“我们希望利用特定植物的自然变异。我们只需进行正确的杂交以引入这些基因。”在干旱期间，他们希望这些根系能让植物汲取表层土壤以下的水分，同时将碳储存到更深的地下，在那里，当农民耕耘农田时，碳释放的可能性也会降低。

研究人员还试图通过培育更大的根系来增加碳储存，从而使更多的富碳植物残体留在土壤中；并通过增加木栓质来提升碳储量——木栓质是根部的一种类软木物质，含有碳，并且比许多其他植物组织分解得更慢。

研究人员假设，形态更陡峭的根系还可能让农民在更小的面积上种植更多的农作物，从而潜在地提高产量。

索尔克研究所的科学家认为，更长、更大的根系还可以吸收更多的氮和其他化肥径流，这些径流会导致藻华并引发低氧环境，从而杀死海洋生物。

根据早期的实验室结果，索尔克研究所的研究人员估计，一公顷（2.5英亩）根系更深、更大的大豆植物每年可以额外储存一公吨的二氧化碳。这种碳能储存多久，取决于根系能生长多深以及土壤周围的环境。布施（Busch）表示，预计今年秋天将公布初步的田间试验结果。

在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的其中一个田间试验点，索尔克研究所正在一个可开合、以控制植株获得降雨量的顶棚下种植深根系大豆植株，测试这些植株在干旱条件下的表现。借助地下摄像头和传感设备，该校的研究合作伙伴可以追踪土壤中的碳含量，并实时查看根系结构的生长情况。

但这些植株在实验室外会有何表现仍存在不确定性。索尔克研究人员希望，在伊利诺伊州这一试验点以及密苏里州、堪萨斯州和艾奥瓦州的试验点收集的数据，能为碳储存量和作物产量提供准确估算。

由于过去大多数植物育种者并未关注根系，“我们其实并不知道真正的取舍是什么，”布施说。“你必须到田里测试。”布施承认，要让新的种子技术进入农民的田地可能很困难。一种对农民和大型种子公司都有明显益处的作物，是让其迅速被采用的关键。他指出，一旦技术推出，企业和农民在不到十年内就采用了抗除草剂作物。

“从历史上看很清楚，如果你有一项让大型种子公司感兴趣的技术，它就会非常、非常快地推广出去，”他说。

而要想产生索尔克科学家所希望的那种碳减排影响，就必须在农田中大规模采用。布施参与合著的一项2025年研究建立模型显示，如果已在种植转基因作物的国家采用根系更深的大豆、玉米、棉花和油菜作物，到2040年每年可从大气中去除约十亿吨二氧化碳。

根据这项研究，采用速度可能很快，因为根系更深的作物可以利用现有农业基础设施和土地，在当前农田上种植。

但布施也指出，农作物和种子的研发可能需要数年时间。他说，宏大的解决方案需要快速的资金支持。

“这是一场与时间的赛跑，”他在谈到气候变化时表示。“我们正在竞相限制损害并跨越临界点，一旦跨过，就很难再恢复。”美联社的气候与环境报道得到了多家私人基金会的财务支持。美联社对所有内容负全责。访问.org可查阅美联社与慈善机构合作的标准、支持者名单以及资助的报道领域。

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