十多年來(lái),我國(guó)玉米連續(xù)增產(chǎn),對(duì)保障糧食安全起到了關(guān)鍵作用。玉米增產(chǎn)究竟有何可追溯的特征?不同區(qū)域、不同品種的玉米又有何不同?近日,一項(xiàng)新的研究成果,揭示了我國(guó)玉米生物量、收獲指數(shù)和產(chǎn)量的空間分布特征,以及不同玉米品種、不同生態(tài)區(qū)域以及不同產(chǎn)量水平下生物量和收獲指數(shù)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率。
據(jù)介紹,該研究由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物栽培與生理創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合全國(guó)24個(gè)科研團(tuán)隊(duì)共同完成。十余年來(lái),研究人員通過(guò)在全國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)40個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的聯(lián)合試驗(yàn),獲得了更多和玉米產(chǎn)量相關(guān)的數(shù)據(jù),并由此揭示出那些影響玉米產(chǎn)量的因素。
中國(guó)農(nóng)科院作科所研究員李少昆介紹,影響糧食作物產(chǎn)量的因素中,有兩個(gè)非常重要,一個(gè)是生物量,主要指單位面積內(nèi)玉米地上干物質(zhì)總量,另一個(gè)是收獲指數(shù),主要指成熟期玉米籽粒干重與地上部分的生物量比值。
研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)玉米生物量增加對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為73.71%,顯著高于收獲指數(shù)對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的26.28%。在5個(gè)主要栽培參試品種中,每個(gè)品種的生物量對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn),均高于收獲指數(shù)。但同時(shí),不同品種間收獲指數(shù)差異也較大,這導(dǎo)致了品種間產(chǎn)量的差異。
對(duì)于不同的種植生態(tài)區(qū)而言,西北和北方地區(qū)生物量的貢獻(xiàn)率分別為57.34%和64.46%,顯著高于收獲指數(shù)的貢獻(xiàn)率42.66%和35.54%。但在黃淮海和西南地區(qū),收獲指數(shù)的貢獻(xiàn)率分別是52.67%和50.92%,略高于生物量的47.33%和49.08%。不同區(qū)域間,生物量的差異仍然是導(dǎo)致玉米產(chǎn)量差異的主要原因。
不同區(qū)域間,生物量的差異仍然是導(dǎo)致玉米產(chǎn)量差異的主要原因。中國(guó)農(nóng)科院供圖
此外,研究人員發(fā)現(xiàn),在較低產(chǎn)量水平下,產(chǎn)量的增加主要是由于生物量和收獲指數(shù)的協(xié)同增加;而在較高產(chǎn)量水平下,產(chǎn)量的增加主要是依賴生物量的增加。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。研究成果可為我國(guó)玉米“藏糧于技”和進(jìn)一步提高玉米產(chǎn)量提供理論依據(jù)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《糧食和能源安全(Food and energy security)》。