Phenology, Growth, and Yield of Three Wheat Varieties Under Late-Sown Terminal Heat Stress Conditions in Bangladesh and Implications for Variety Selection
这项于2024-2025年期间在孟加拉国进行的研究所表明,晚播严重压缩了小麦的生命周期并大幅降低了三个品种的产量,其中确定 BARI Gom 21 是在末期热胁迫下保证绝对籽粒产量的最稳健选择,而 BARI Gom 26 则是维持粒重稳定性的优选方案。
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在南亚的稻麦轮作系统中,日历关乎生存。对于数百万小农户而言,小麦收成完全取决于水稻收获的结束。当水稻成熟时,田间被清理干净,随后便开始播种小麦。然而,气候变化和季风模式的变化已开始推迟水稻的收获时间,导致小麦的种植时间被不断向冬季推后。这种延迟造成了一种危险的错位:小麦被迫在一年中最寒冷的时期生长,然后在最炎热的时期成熟。这种被称为“末期热胁迫”的特定压力,发生在高温袭击谷物灌浆阶段之时。它是收获的“无声小偷”,缩短了植物生长的周期,并剥夺了发育中的种子将其转化为沉甸甸且营养丰富的籽粒所需的能量。了解不同小麦品种如何应对这种挤压至关重要,因为随着种植窗口的收窄,农民需要知道哪些种子仍能为他们的餐桌提供食物。
孟拉国北部的研究人员最近在田间测试了这一现实。他们重点研究了该地区广泛使用的三种优良小麦品种:BARI Gom 21、BARI Gom 26 和 BARI Gom 27。其中两种——BARI Gom 26 和 BARI Gom 27——被正式贴上了“中度耐热”的标签,而 BARI Gom 21 则是一种历史悠久且成熟稳健的品种。科学家们想观察如果这些种子在理想时期种植,与在面临许多农民现在正经历的严酷热胁迫下延迟种植时,会出现什么情况。为此,他们将这三种品种在两个不同的时间进行了种植:一组在 11 月 25 日(理想窗口期),另一组在 1 月 5 日(一个如此之晚的日期,以至于作物将被迫在夏季的高温高峰期成熟)。
实验结果是显著且直接的。当小麦被延迟种植时,植物的整个生命周期都被压缩了。从种植到收获的时间通常约为 112 至 115 天,却被缩减到了仅 80 至 83 天。植物被热量催促,被迫在尚未完全长成之前就进入成熟期。这种加速损害了作物的方方面面。成功定植的植株数量下降,叶片变得更小且更稀疏,植物产生的总绿物质也减少了一半以上。由于缺乏充分伸展茎部的生长时间,植株本身也变得更矮。在晚播的地块中,小麦本质上只是其潜力的影子,在被延迟的季节里艰难求生。
对最终收获的影响甚至更为严重。每一项衡量作物成功的指标都出现了下降。每平方米的有穗植株数下降了,每穗的粒数也显著减少。但最剧烈的破坏发生在单粒谷物的重量上。千粒重——衡量种子饱满程度与重量的指标——发生了崩塌。对于 BARI Gom 27 这一品种,其谷物重量与早播作物相比下降了近一半。这是因为灌浆阶段的高温干扰了植物将淀粉填充进种子的能力,使种子变得轻飘且干瘪。因此,每公顷的总谷物产量骤降。在所有三个品种中,晚播作物的产量比按时种植的作物减少了约 62% 至 66%。
尽管存在普遍的损失,但研究人员发现了不同品种之间表现出的差异,这为农民提供了清晰的前行路径。作为这组品种中较老的品种,BARI Gom 21 被证明是最可靠的生产者。即使在严酷的晚播压力下,它依然提供了最高的绝对谷物产量,达到了每公顷 1,742 公斤。虽然它相对于自身潜力经历了显著的百分比下降,但它仅仅是因为起始基数更高,从而维持了稳定的表现。相比之下,被官方贴上“耐热”标签的 BARI Gom 26 则展现了另一种力量。它并没有产生最高的总重量,但在相对于自身潜力方面表现出了最强的韧性。它的产量损失百分比较小,并在压力下保持了最稳定的谷物重量。这表明,虽然 BARI Gom 26 在生物学上更擅长处理热冲击,但对于那些在困难季节需要获得最大化粮食产量的农民来说,BARI Gom 21 才是更好的选择。
这项研究还挑战了一个关于第三个品种——BARI Gom 27 的长期假设。尽管它被正式指定为具有中度耐热性,但在这种极端的晚播条件下,它的表现却是最差的。它遭受了最严重的谷物重量下降和最高水平的热敏感性。研究人员得出结论,当种植时间延迟到 1 月 5 日时,其官方的耐热标签并不成立。他们发现,这种品种不适用于孟拉国日益普遍的极端晚播场景。
这些研究结果为该地区未来的小麦种植提供了清晰且基于证据的指南。对于面临水稻收获延迟现实的农民,建议种植 BARI Gom 21,因为它提供了即使在季节缩短的情况下也能确保获得可观收成的最佳机会。对于旨在开发更具韧性种子的育种计划而言,BARI Gom 26 为抗逆稳定性提供了宝贵的遗传模板。然而,这项研究也给出了一个令人清醒的提醒:没有任何品种可以完全补偿过晚的种植日期。即使是最耐热的种子,在 1 月份播种时也会遭受巨大的损失。研究人员指出,最终的解决方案不仅在于更好的种子,更在于解决根本问题:采取能够让水稻更早收获的耕作实践,以便小麦仍能在 11 月和 12 月的凉爽、适宜窗口期进行种植。如果没有这种系统性的变革,水稻收获与小麦种植之间的缺口将继续扩大,使农民面临更少的选择和更小的收成。
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