作科所揭示玉米产量潜力突破的物质生产与分配特征

作科所揭示玉米产量潜力突破的物质生产与分配特征

近日,中国农业科学院作物科学研究所作物栽培与生理创新团队,基于多年在新疆奇台开展高产纪录重演试验结合近50年全球已发表相关文献数据,从全球尺度上阐述了实现玉米产量潜力突破的物质生产与分配规律。9月16日,相关研究成果在线发表于《资源,节约和循环利用(Resources, Conservation and Recycling)》。

如何进一步提升玉米产量,保障粮食安全,实现资源高效利用和环境友好,是当前全球面临的严峻挑战。高产纪录反演试验发现,我国玉米高产的突破主要是由于选用了耐密型品种及密植高产精准调控技术,使花后相对生育期延长,叶片持绿性增强,提高了群体物质生产能力,尤其是花后生物量显著提高,降低了营养器官中的物质转移,提高了收获指数,研究团队连续7次创造了全国玉米高产纪录,最高产量纪录25.0吨/公顷。

研究团队整合近50年全球119篇文献数据及连续5年在新疆奇台开展的高产纪录重演试验数据,分析了玉米单产从1.0突破到25.0吨/公顷过程中的物质生产及分配特征。研究表明,随着产量水平的提升,玉米花后生育期占全生育期的比例显著增加(由低产40.1%至高产51.8%);高产田(13.5-24.6吨/公顷)平均最大叶面积指数达到6.74,成熟期保持在3.35。高产田花前、花后及总生物量显著增加,当产量≥17吨/公顷时,花前生物量达到平台(13.49吨/公顷);高产田花后生物量占比最高可达70%以上,且随着产量的突破花前营养器官中营养物质转移率显著下降。在一定产量范围内,收获指数随产量增加显著增加,产量≥10.1吨/公顷时,收获指数达到稳定值0.52,通过选用紧凑型品种和密植高产水肥一体化精准调控技术可进一步提高至0.55。该研究结果对于未来高产玉米品种选育以及产量潜力突破及资源高效利用的栽培技术创新具有重要指导意义。

作科所刘广周博士为文章第一作者,作科所李少昆研究员和侯鹏研究员为文章通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、“十三五”国家重点研发计划、中国农科院科技创新工程、所级揭榜挂帅项目、国家重点基础研究发展计划(973计划)等项目资助。

原文链接:https://authors.elsevier.com/a/1flvg_KykxhTuf