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中國農(nóng)業(yè)科學院作科所揭示玉米產(chǎn)量潛力突破的物質生產(chǎn)與分配特征

2022年09月26日來源:中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所

  近日,中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物栽培與生理創(chuàng)新團隊,基于多年在新疆奇臺開展高產(chǎn)紀錄重演試驗結合近50年全球已發(fā)表相關文獻數(shù)據(jù),從全球尺度上闡述了實現(xiàn)玉米產(chǎn)量潛力突破的物質生產(chǎn)與分配規(guī)律。9月16日,相關研究成果在線發(fā)表于《資源,節(jié)約和循環(huán)利用(Resources, Conservation and Recycling)》。
 
  如何進一步提升玉米產(chǎn)量,保障糧食安全,實現(xiàn)資源高效利用和環(huán)境友好,是當前全球面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。高產(chǎn)紀錄反演試驗發(fā)現(xiàn),我國玉米高產(chǎn)的突破主要是由于選用了耐密型品種及密植高產(chǎn)精準調(diào)控技術,使花后相對生育期延長,葉片持綠性增強,提高了群體物質生產(chǎn)能力,尤其是花后生物量顯著提高,降低了營養(yǎng)器官中的物質轉移,提高了收獲指數(shù),研究團隊連續(xù)7次創(chuàng)造了全國玉米高產(chǎn)紀錄,最高產(chǎn)量紀錄25.0噸/公頃。
 
  研究團隊整合近50年全球119篇文獻數(shù)據(jù)及連續(xù)5年在新疆奇臺開展的高產(chǎn)紀錄重演試驗數(shù)據(jù),分析了玉米單產(chǎn)從1.0突破到25.0噸/公頃過程中的物質生產(chǎn)及分配特征。研究表明,隨著產(chǎn)量水平的提升,玉米花后生育期占全生育期的比例顯著增加(由低產(chǎn)40.1%至高產(chǎn)51.8%);高產(chǎn)田(13.5-24.6噸/公頃)平均最大葉面積指數(shù)達到6.74,成熟期保持在3.35。高產(chǎn)田花前、花后及總生物量顯著增加,當產(chǎn)量≥17噸/公頃時,花前生物量達到平臺(13.49噸/公頃);高產(chǎn)田花后生物量占比最高可達70%以上,且隨著產(chǎn)量的突破花前營養(yǎng)器官中營養(yǎng)物質轉移率顯著下降。在一定產(chǎn)量范圍內(nèi),收獲指數(shù)隨產(chǎn)量增加顯著增加,產(chǎn)量≥10.1噸/公頃時,收獲指數(shù)達到穩(wěn)定值0.52,通過選用緊湊型品種和密植高產(chǎn)水肥一體化精準調(diào)控技術可進一步提高至0.55。該研究結果對于未來高產(chǎn)玉米品種選育以及產(chǎn)量潛力突破及資源高效利用的栽培技術創(chuàng)新具有重要指導意義。
 
  作科所劉廣周博士為文章第一作者,作科所李少昆研究員和侯鵬研究員為文章通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、“十三五”國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、所級揭榜掛帥項目、國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)等項目資助。
 
  原文鏈接:https://authors.elsevier.com/a/1flvg_KykxhTuf


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