水稻是四川最重要的糧食作物,機插則是實現四川水稻機械化生產的主攻方向。然而傳統少本密植的機插方式導致水稻栽插質量差,本田群體郁閉、易倒伏,加之四川盆地“多云霧、寡日照”的氣候條件,限制了水稻的光合生產,加劇了病蟲害的發生,最終降低了機插稻的產量、品質及效益。8月28日,四川農業大學任萬軍教授團隊最新的研究成果“Increasing the number of seedlings per hill with reduced number of hills improves rice grain quality by optimizing canopy structure and light utilization under shading stress”在線發表在國際農林科學主流學術刊物《Field Crops Research》(中科院一區TOP期刊,IF=6.145),為推動弱光稻區機插稻的高質量發展提供了新思路。
前期,團隊發明了“一種機插雜交稻減穴穩苗大穗栽培方法(ZL 2016 1 0435960. X)”,在不改變單位面積用秧量的情況下,保持栽插行距不變,將穴距從12-17cm提高到20-25cm,穴苗數則從每穴1-2苗提高到3-4苗,實現“減穴穩苗”。以該方法為核心的“優質雜交稻保優提質綠色高效栽培技術”連續5年入選四川省主推技術。研究發現,“減穴穩苗”具有三大優勢。一是提高了作業效率和栽插質量。因“減穴穩苗”取秧面積增大,栽插穴數減少,有效降低了機插秧田間漏插、漂秧和傷秧風險,使用該技術可使插秧作業效率提高16%,漏插率降低25%-41%,避免人工補秧,僅插秧環節每公頃可節本增效600元以上,深受種糧大戶的喜愛。二是改善了群體微環境。因“減穴穩苗”穴距的增加,有效改善了水稻群體的通透性,使水稻群體能快速響應外界溫度、濕度等環境因素的變化,降低了稻瘟病、紋枯病等喜濕病害的危害。三是增強了水稻群體抗倒能力。因“減穴穩苗”每穴莖蘗數的增加,發揮了“筷子效應”,增強了整穴抗推力,加之群體通透性的改善,水稻倒伏風險大幅降低。
本研究則進一步通過在四川不同稻區設置大田試驗,揭示了弱光脅迫下“減穴穩苗”對水稻群體質量與光能分布的調控效應,及其對水稻產量與品質的影響。研究結果表明,“減穴穩苗”可構建更為合理的水稻株葉型和群體結構,既提升水稻上三葉的凈光合速率,又改善冠層中下部的光能供給,確保了水稻灌漿結實階段充足的光合產物供給,最終在有效穗數略有降低的情況下,通過提高結實率和粒重確保水稻高產穩產。同時發現,“減穴穩苗”可顯著降低稻米堊白粒率和堊白度,提高整精米率和米飯食味值,有效改善了稻米品質。
本文以四川農業大學為第一署名單位,農學院鄧飛老師和2022屆碩士畢業生李博為共同第一作者,任萬軍教授為通訊作者。獲國家自然科學基金聯合基金和青年基金、四川省科技計劃項目和國家重點研發項目資助。
全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.fcr.2022.108668