近日，农学院王振林教授团队在《European Journal of Agronomy》在线发表了题为“Mixed cropping increases grain yield and lodging resistance by improving the canopy light environment of wheat populations”的研究论文。李春辉博士、李文倩博士为该论文的第一作者，李勇教授为该论文的通讯作者。
提高种植密度是小麦增产的主要途径之一。然而，密植群体资源竞争加剧，茎秆发育质量变差，倒伏风险增加。混作可以利用品种的生态多样性解决密植小麦群体倒伏性与产量的矛盾。然而，混作增加密植小麦茎秆抗倒伏性是由于品种间物理支撑，还是由于群体光环境优化，茎秆质量改善，导致抗倒伏性能提高，还尚不清楚。该团队通过设置不同种植密度和种植模式，研究混作对小麦冠层光环境、茎秆抗折力及产量形成的影响，阐明混作提高密植小麦茎秆抗倒伏性和产量的机制。
图1 种植模式对不同种植密度小麦茎秆形态特征的影响
图2.种植模式对不同种植密度小麦群体抗折力的影响
图3 旗叶净光合速率、茎秆化学组分和形态特征影响第二节间抗折力的结构方程模型
研究表明，种植密度提高至525×104株hm-2时，两品种混作冠层光截获率最高，小麦捕获更多地光能用于同化物的生产，茎秆利用充足的底物合成较多的结构碳水化合物（纤维素、木质素），为小麦茎秆抗折力的形成提供充足的物质基础。混作使小麦茎壁增厚并增强其刚性和弹性，群体抗倒伏能力提高，降低了小麦倒伏的风险；同时，混播显著提升茎秆非结构性碳水化合物（可溶性糖），为茎秆向籽粒再转运（粒重）提供物质基础，籽粒重量显著提高。考虑到全球人口的快速增长，对粮食的需求不断增加以及倒伏胁迫对小麦产量负面影响的严重性，增密条件下混作不失为一个提高产量的有效方法。
该研究得到了山东省泰山产业领军人才计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金和国家重点研发计划的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.126849
编 辑：万 千
审 核：贾 波
