Yield loss and stability of rice genotypes under late transplanting and drought stress
在孟加拉国进行的一项为期两年的田间研究表明,延迟插秧会显著降低谷物产量并延长成熟期,同时强调了 IRRI123 和 IR83377-B-B-93-3 是适合存在频繁插秧延迟情况的干旱易发雨养环境的高产稳定基因型。
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在南亚和东南亚的稻米产区,季风的节奏决定了生活的节奏。对于数百万小农户而言,雨季是一个狭窄的机会窗口,降雨必须及时到来以淹灌田地,从而允许水稻秧苗进行种植。当降雨延迟时,农民被迫等待;而当他们终于开始种植时,所使用的秧苗往往比他们理想状态下要更老、更成熟。这种延迟将整个作物的生命周期推迟到了全年的后期。随着水稻进入开花和灌浆阶段,它往往会遇到雨季结束时土壤干涸且气温下降的情况。这种由于起始晚和收尾干导致的组合性威胁,可能会摧毁整季收成。这些地区农业科学家的核心问题不仅在于降雨量有多少,还在于哪些特定的水稻品种能够在这种艰难的时机中生存下来并依然能产出粮食。
孟加拉国水稻研究所的研究人员与来自英国的同事合作,致力于解决孟加拉国西北部一个实际的难题,该地区以降雨不可预测而闻名。他们想确切了解当水稻延迟种植时会损失多少谷物,更重要的是,是否某些类型的稻米天生比其他类型更擅长应对这种延迟。为了找到答案,他们进行了为期两年的田间实验,在三个不同的时间点种植了六种不同的水稻品种。一组是在理想时间种植,另外两组则分别延迟了十天和二十天,以模拟农民在季风延迟时面临的现实情况。其目标不仅是测量最终产量,还要测量每个品种的每日损失率,并观察是否有特定类型的稻米即使在天气对立时也能维持产量。
实验结果非常鲜明且明确。在测试的所有品种中,延迟种植日期都导致了水稻收获量的显著下降。当种植延迟十天时,平均产量下降了百分之十一。当延迟延长到二十天时,损失跃升至百分之二十八。然而,在观察个体品种时,情况发生了剧烈的变化。一些类型的稻米受损程度远高于其他品种。有一种被称为 Binadhan-7 的品种,在条件完美时属于高产型,但每延迟一天,它就会损失超过每公顷一百公斤的谷物。相比之下,另一种品种 IRRI123 在同样的延迟下,每公顷仅损失约二十四到三十公斤。这意味着,对于不得不等待额外二十天的农民来说,选择错误的品种可能会导致每公顷损失近两吨水稻,而选择正确的品种则损失不到一吨。
研究人员还深入探讨了这些损失发生的原因。他们发现,延迟种植破坏了水稻植株生产花朵和填充谷物的能力。在最困难的情况下——即植株同时面临起始晚和末期干旱的情况——那些对延迟最为敏感的植株出现了高比例的空瘪粒。但那些最具耐受性的品种却能让其生殖系统运作得更好。其中一种品种 IR83377-B-B-93-3 表现出了特别有趣的行为:在干旱严重的年份,该品种因延迟种植而损失的谷物实际上比降雨较好的年份还要少。这表明这种特定类型的稻米具有一种独特的应对“起始晚且收尾干”组合的能力,可能是通过更高效地利用水分或保护其发育中的谷物免受压力。
为了帮助农民做出决策,该研究超越了简单的平均值,计算了每个品种的每日损失率。这一指标就像是一个风险“速度计”,告诉农民每被迫等待一天种植,他们可能会损失多少钱。研究证实,这种速率是植物本身的一种稳定的性状;它不会在不同年份之间发生剧烈波动。这意味着,如果农民知道自己的品种每天损失三十公斤,他们就可以计算出雇佣额外劳动力以尽早种植的经济价值。研究还使用了一种方法来绘制每种品种在不同天气条件下的稳定性图谱。研究发现,虽然有些品种只有在天气完美时表现良好,但品种 IRRI123 和 IR83377-B-B-93-3 无论是在湿润还是干燥的季节,无论是按时种植还是延迟种植,都能保持强劲且高产。
这项研究有效地排除了“适合完美季节的最佳品种也是应对困难季节的最佳选择”这一观点。那种在按时种植时产量最高的品种,在种植延迟时反而是最脆弱的。这一发现挑战了“高潜在产量总是等同于农民优选”的普遍假设。相反,研究指向了另一组优先考虑稳定性和韧性而非最大潜力的品种。通过识别这些特定的基因型,该研究为育种计划和推广服务提供了清晰的路径。它表明,对于面临季风不确定性的雨养农业区的数百万农民来说,解决方案不在于等待完美的天气,而在于选择那些天生能够抵御延迟的种子。这项工作证实,通过选择合适的品种,可以显著减轻因起始晚所造成的损害,即使在自然条件不配合的情况下也能保障收成。
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