東北地理所在影響鹽堿地水稻產(chǎn)量的農(nóng)藝性狀定量解析方面取得進展
土壤鹽堿化是松嫩平原西部面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題。實踐證明，種植水稻是改良與利用蘇打鹽堿地的有效措施之一。由于缺乏有效的方法定量評估農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的相對重要性，影響蘇打鹽堿地水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀無法明確。
近期，東北地理所科研人員在吉林大安農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站隨機采集不同鹽堿程度地塊的水稻植株，通過考種測產(chǎn)，構(gòu)建了產(chǎn)量評估的隨機森林模型（RF）和結(jié)構(gòu)方程模型（SEM），定量評估了蘇打鹽堿地水稻主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的相對重要性，產(chǎn)量構(gòu)成要素的相互關(guān)系及對產(chǎn)量的作用模式，比較了基于關(guān)鍵農(nóng)藝性狀優(yōu)化后的隨機森林模型與傳統(tǒng)產(chǎn)量模型（TR）在產(chǎn)量預(yù)測方面的性能，RF模型較TR模型顯著提高了產(chǎn)量的預(yù)測精度，并可提前1-2個月預(yù)測當(dāng)年的水稻產(chǎn)量。
基于上述模型，研究人員發(fā)現(xiàn)土壤鹽堿化主要通過抑制水稻前期的分蘗，導(dǎo)致水稻分蘗不足，成穗株數(shù)少是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵。該研究同時比較了同地區(qū)鹽堿化稻田與非鹽堿稻田的成穗株數(shù)，二者間每平方米具有約18.4%的差距，如果能將鹽堿地水稻成穗株數(shù)提至非鹽堿地稻田水平，產(chǎn)量可提高9.4%。因此，研究人員認為調(diào)節(jié)水稻營養(yǎng)生長期的分蘗能力，保障充足的成穗株數(shù)是提高鹽堿地水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵。
研究成果近期在線發(fā)表于農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域中科院1區(qū)SCI Top期刊European Journal of Agronomy上（IF =5.722），東北地理所鹽漬土生態(tài)與改良學(xué)科組碩士研究生劉伯順為論文的第一作者，黃立華正高級工程師為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項目（41977148）、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項子課題（XDA28110103）、吉林省重大科技專項項目（20230302009NC）和吉林省科技創(chuàng)新卓越人才（創(chuàng)新類）項目（20220508110RC）的資助。
論文信息如下：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.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.126870.
圖1 蘇打鹽堿地水稻農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的相對重要性及增產(chǎn)潛力預(yù)測
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