西北农大王朝辉课题组提出中国小麦高产优质高效生产新策略

以下文章来源于CellPress细胞科学 ，作者Cell Press

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2050年人口将达到90亿，粮食产量不断增加才能满足需求。小麦是世界主粮作物，提供人类20%的蛋白质和卡路里。近年来小麦增产速度开始减缓，如何实现进一步增产对于保障我国和世界粮食安全至关重要。同时，小麦籽粒的一些关键养分含量通常较低，不能充分满足人体健康需求，小麦生产中大量或过量施用化肥也降低了养分效率，还对环境构成潜在威胁。优化作物品种选育和栽培管理，才能实现农业可持续发展。

近日，Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience在线发表了西北农林科技大学王朝辉课题组题为“High yield with efficient nutrient use: opportunities and challenges for wheat”的研究论文。该研究基于76个田间试验，结合大量文献数据分析，提出通过优化小麦品种和施肥管理实现我国小麦高产、优质和高效生产的新策略。

图1 高产优质高效模式图

研究发现，与其他国家相比，目前我国小麦高产主要是通过高量施肥条件下的高穗数和高生物量，即高养分投入+大群体实现的，高产的同时小麦籽粒氮和硫含量提高了，但锌含量降低了，氮效率也降低了。论文提出，到2035年，若在适当减小群体、将穗数减少10%的情况下，实现小麦产量提高10%，需稳定粒重，同时将穗粒数从31.8粒增加到38.5粒/穗，地上部生物量提高3.2%，收获指数从46.6%提高到48.6%。这样小麦籽粒蛋白质含量可维持目前的较高水平，同时铁、锌和硫含量显著提高，作物和肥料的氮磷钾效率也显著提高。具体措施应考虑通过适当控制穗数，在高粒重基础上，选育高穗粒数、高生物量和高收获指数的小麦品种，结合严格的监控定量、优化施肥，以确保实现小麦产量、营养品质和养分效率协同提升。

图2 不同国家产量和养分含量。A，小麦产量、生物量和收获指数。B，小麦穗数、穗粒数和粒重。C，籽粒大量元素含量。D，籽粒微量元素含量。

西北农林科技大学黄宁博士为该论文第一作者，王朝辉教授为通讯作者。党海燕（在读研究生）、牟文燕（毕业研究生）、马健雄（在读本科生）、马悦（毕业研究生）、王丽（毕业研究生）、石美副教授、田汇副研究员、刘金山副教授、陈应龙教授（西澳大学）为共同作者。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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