东北地理所在影响盐碱地水稻产量的农艺性状定量解析方面取得进展
土壤盐碱化是松嫩平原西部面临的主要生态环境问题。实践证明,种植水稻是改良与利用苏打盐碱地的有效措施之一。由于缺乏有效的方法定量评估农艺性状对产量的相对重要性,影响苏打盐碱地水稻产量的关键农艺性状无法明确。
近期,东北地理所科研人员在吉林大安农田生态系统国家野外科学观测研究站随机采集不同盐碱程度地块的水稻植株,通过考种测产,构建了产量评估的随机森林模型(RF)和结构方程模型(SEM),定量评估了苏打盐碱地水稻主要农艺性状对产量的相对重要性,产量构成要素的相互关系及对产量的作用模式,比较了基于关键农艺性状优化后的随机森林模型与传统产量模型(TR)在产量预测方面的性能,RF模型较TR模型显著提高了产量的预测精度,并可提前1-2个月预测当年的水稻产量。
基于上述模型,研究人员发现土壤盐碱化主要通过抑制水稻前期的分蘖,导致水稻分蘖不足,成穗株数少是影响产量的关键。该研究同时比较了同地区盐碱化稻田与非盐碱稻田的成穗株数,二者间每平方米具有约18.4%的差距,如果能将盐碱地水稻成穗株数提至非盐碱地稻田水平,产量可提高9.4%。因此,研究人员认为调节水稻营养生长期的分蘖能力,保障充足的成穗株数是提高盐碱地水稻产量的关键。
研究成果近期在线发表于农林科学领域中科院1区SCI Top期刊European Journal of Agronomy上(IF =5.722),东北地理所盐渍土生态与改良学科组硕士研究生刘伯顺为论文的第一作者,黄立华正高级工程师为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目(41977148)、中国科学院战略性先导科技专项子课题(XDA28110103)、吉林省重大科技专项项目(20230302009NC)和吉林省科技创新卓越人才(创新类)项目(20220508110RC)的资助。
论文信息如下:Baishun Liu, Ying Liu, Guangzhi Huang, Xiaotong Jiang, Yanping Liang, Can Yang, Lihua Huang*. Comparison of yield prediction models and estimation of the relative importance of main agronomic traits affecting rice yield formation in saline-sodic paddy fields. European Journal of Agronomy, 2023, 148: 126870.
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.126870.
图1 苏打盐碱地水稻农艺性状对产量的相对重要性及增产潜力预测
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