水稻越綠越好？這群師生破解“滯綠”密碼

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進入5月，水稻陸續進入忙碌季，一片片綠油油的育秧田中葉片搖曳。

水稻是否越綠越好呢？現實生產中，某些不適宜的田間管理，導致水稻葉片“貪青”，延遲灌漿結實，嚴重限制高產潛力的發揮，被稱為“滯綠”。如何科學調控滯綠性狀促進水稻高產，成為研究的焦點。

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研究人員進行調控滯綠性狀的產量對比試驗。揚州大學供圖

揚州大學農學院本科生臧宇光組建的學生團隊在科創導師、該院教授顧駿飛的指導下，歷時三年，成功探明了改善水稻滯綠性狀提高產量的生理機制，同時改良輕干濕交替灌溉技術，有效提升了水份管理的精確性，并于《中國農業科學（英文）》（Journal of Integrative Agriculture）等期刊發表了4篇研究論文。該研究為水稻產量和品質提升提供了研究基礎，在大規模生產中達到節水、增產、綠色的效果，為水稻優質高產保駕護航。

 水稻生長并非越綠越好

在水稻的生產種植過程中，人們常用葉片顏色來診斷植株生長情況。葉色深綠表明植株營養生長旺盛，淺綠（俗稱黃）則表明營養生長不夠。

生產中，農民往往會采用增施氮肥投入等方法讓綠葉保持，從而促進生長、實現高產，然而這樣的田間管理反而“弄巧成拙”，造成了葉片貪青，出現滯綠性狀。

為什么葉色不是越綠越好？顧駿飛向《中國科學報》解釋道：“在水稻生長過程中，并不能單純認為植株綠油油的就能有好的產量和品質。相反，如果葉片長期保持綠色反而會出現貪青遲熟的趨勢。”

有研究表明，滯綠會使水稻在開花后仍保持較高的光合速率，增強籽粒灌漿的物質來源，但會嚴重阻礙水稻的光合同化物轉運，這也是導致包括超級稻在內的高產品種籽粒灌漿不良、高產潛力無法發揮的一個重要原因。

為了追求高產，大部分農戶往往選擇增密增肥，這反而導致水稻營養生長與生殖生長不協調，在生育中后期出現滯綠性狀，不僅達不到高產目的，嚴重地甚至出現倒伏。

如何在生產上進行科學調控，防止水稻出現滯綠現象呢？該師生團隊從栽培生理、遺傳分子等多個路徑進行了探索性研究。 

破解水稻滯綠“密碼”

初期，該團隊采取了“多管齊下”的研究思路。

對葉綠素降解相關基因開展過表達與抑制表達調控，噴施脫落酸、細胞分裂素等激素調控，利用輕干濕交替灌溉技術進行水分管理……經過一系列試驗比對，最后證實了通過輕干濕交替灌溉進行水分管理可有效調控滯綠性狀，促進水稻增產效果的最好。

“我們從葉片滯綠與物質轉運的關系、物質轉運的酶學機制、源庫關系三方面入手進行研究，在江蘇揚州、徐州、鹽城等多地進行了實地試驗，終于探明，通過這一技術可以降低水稻花后葉綠素含量，有效改善滯綠現象，以提高物質轉運效率，達到節水、增產、綠色的效果。”臧宇光告訴《中國科學報》。

輕干濕交替灌溉技術是一種在水稻種植過程中，灌水至淺水層后，停止灌水，等待土壤自然落干到某特定程度后，再灌水至淺水層，以此不斷循環的一種水分管理方式，也是一項行之有效的節水灌溉技術。

團隊骨干，該院本科生吳高釗進一步解釋道，此過程中最關鍵的技術環節就是精確把握好土壤落干水勢，才能在改善滯綠性狀過程中發揮較好作用。

然而目前市場上已有的一些土壤水勢測定儀價格昂貴且操作復雜，難以進行大面積推廣應用。

為了幫助農戶更科學、便捷地應用輕干濕交替灌溉技術，該團隊創新發明了一種土壤水勢的可視化裝置，并制作《水稻輕干濕交替灌溉方法的土壤埋水深度指標明白圖》，讓農戶能快捷、準確地把握土壤水勢變化范圍，在大規模生產實踐中實現11.22%的產量提升。

讓科研成果走出實驗室

為了將最新科技成果送到農戶手中，團隊師生帶著項目下基層、跑企業，指導農戶開展新式灌溉技術，累計走遍江蘇省20多個縣市的農村一線。

徐州市新沂其學谷物家庭農場主王旻學表示，自2021年起，他在團隊師生的指導下改良了水稻灌溉技術。他所承包的600畝稻田不僅節水效果十分顯著，還有效促進了稻米產量和品質的“雙提升”，兩年總收益增加了近20萬元。

截至目前，該技術在江蘇省推廣面積已達到20萬畝，累計增產近900萬公斤，節水超3600萬噸，節約氮肥超36萬公斤，農戶節本增收效益達到4865.3萬元。

中國工程院院士張洪程對團隊師生的科研創新和實踐推廣工作給予了高度評價。他認為，該團隊的研究揭示了水稻滯綠性狀對籽粒灌漿的影響及調控機理，不但在理論研究方面具有很好的創新性，同時還具有良好的生產應用前景。