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节水栽培下节水抗旱稻通过提高磷的积累促进产量

作者:毕俊国   文章来源: 本站原创   发布日期: 2021-07-22 10:45:21   浏览次数:0

 

  2021年7月15日,国际权威学术期刊Journal of Cleaner Production(影响因子9.297)在线发表了题为“A novel water-saving and drought-resistance rice variety promotes phosphorus absorption through root secreting organic acid compounds to stabilize yield under water-saving condition”的研究论文。

  节水抗旱稻(WDR)由基因中心提出,兼具水稻的高产优质和旱稻的节水抗旱特性的水稻新品种类型。在高产田块,可在产量不变的前提下减少灌溉水,提高水稻生产的水分利用效率;在望天田,可在稳产的前提下减少对水分的依赖。对改变传统淹灌稻作模式有重要意义。近年来,以“旱优73”为代表的系列品种,年推广面积达200万亩。推广区域遍及国内安徽、江西、湖北、湖南、浙江、广西等地,在“一带一路”国家亦有大面积种植。节水抗旱稻系列品种的种植,大多采用旱直播旱管、免耕旱直播旱管等节水种植模式,平均产量在550kg/亩以上,高产田块达到700kg/亩。

  在节水栽培下,节水抗旱稻能够稳产、高产的机理尚不清楚。该研究以节水抗旱稻品种“Hanyou73”和超级稻品种“Hyou518”为研究对象。通过4年的试验发现,在淹灌条件下“Hanyou73”和“Hyou518”的产量无显著性差异;在节水条件下,“Hanyou73”的产量显著高于“Hyou518”。节水条件下,磷是影响产量形成的首要因子,我们假设“Hanyou73”通过增加磷的吸收稳定产量。试验通过对两个品种不同部位的磷相关指标进行分析可知,“Hanyou73”穗部磷的浓度和单茎磷的积累均显著高于“Hyou518”。由于磷的积累主要来自于根系从土壤中的吸收,进一步研究节水条件下的根系形态和根系活力后发现,节水灌溉下“Hanyou73”根活力显著上调。并且运用代谢组学对不同灌溉下的根系分泌代谢物进行分析,发现在节水条件下“Hanyou73”可以分泌出对土壤磷具有活化作用的有机酸,验证了节水条件下“Hanyou73”通过根系分泌有机酸增加磷的吸收进而稳定产量的生理机制。此项研究为节水抗旱稻多种节水种植模式下的肥料施用提供参考,为节水抗旱稻栽培技术体系的建立提供了必要的理论支撑。

  该论文的第一单位为上海市农业生物基因中心,第一作者为毕俊国副研究员,通讯作者为罗利军研究员。该项研究受到国家重点研发计划、国家自然基金和上海市水稻产业技术体系建设等项目的资助。

 

文字、图片:毕俊国

编辑:张婧琪

审核:周佩雯