水稻越绿越好？这群师生破解“滞绿”密码

进入5月，水稻陆续进入忙碌季，一片片绿油油的育秧田中叶片摇曳。

水稻是否越绿越好呢？现实生产中，某些不适宜的田间管理，导致水稻叶片“贪青”，延迟灌浆结实，严重限制高产潜力的发挥，被称为“滞绿”。如何科学调控滞绿性状促进水稻高产，成为研究的焦点。

研究人员进行调控滞绿性状的产量对比试验。扬州大学供图

扬州大学农学院本科生臧宇光组建的学生团队在科创导师、该院教授顾骏飞的指导下，历时三年，成功探明了改善水稻滞绿性状提高产量的生理机制，同时改良轻干湿交替灌溉技术，有效提升了水份管理的精确性，并于《中国农业科学（英文）》（Journal of Integrative Agriculture）等期刊发表了4篇研究论文。该研究为水稻产量和品质提升提供了研究基础，在大规模生产中达到节水、增产、绿色的效果，为水稻优质高产保驾护航。

 水稻生长并非越绿越好

在水稻的生产种植过程中，人们常用叶片颜色来诊断植株生长情况。叶色深绿表明植株营养生长旺盛，浅绿（俗称黄）则表明营养生长不够。

生产中，农民往往会采用增施氮肥投入等方法让绿叶保持，从而促进生长、实现高产，然而这样的田间管理反而“弄巧成拙”，造成了叶片贪青，出现滞绿性状。

为什么叶色不是越绿越好？顾骏飞向《中国科学报》解释道：“在水稻生长过程中，并不能单纯认为植株绿油油的就能有好的产量和品质。相反，如果叶片长期保持绿色反而会出现贪青迟熟的趋势。”

有研究表明，滞绿会使水稻在开花后仍保持较高的光合速率，增强籽粒灌浆的物质来源，但会严重阻碍水稻的光合同化物转运，这也是导致包括超级稻在内的高产品种籽粒灌浆不良、高产潜力无法发挥的一个重要原因。

为了追求高产，大部分农户往往选择增密增肥，这反而导致水稻营养生长与生殖生长不协调，在生育中后期出现滞绿性状，不仅达不到高产目的，严重地甚至出现倒伏。

如何在生产上进行科学调控，防止水稻出现滞绿现象呢？该师生团队从栽培生理、遗传分子等多个路径进行了探索性研究。 

破解水稻滞绿“密码”

初期，该团队采取了“多管齐下”的研究思路。

对叶绿素降解相关基因开展过表达与抑制表达调控，喷施脱落酸、细胞分裂素等激素调控，利用轻干湿交替灌溉技术进行水分管理……经过一系列试验比对，最后证实了通过轻干湿交替灌溉进行水分管理可有效调控滞绿性状，促进水稻增产效果的最好。

“我们从叶片滞绿与物质转运的关系、物质转运的酶学机制、源库关系三方面入手进行研究，在江苏扬州、徐州、盐城等多地进行了实地试验，终于探明，通过这一技术可以降低水稻花后叶绿素含量，有效改善滞绿现象，以提高物质转运效率，达到节水、增产、绿色的效果。”臧宇光告诉《中国科学报》。

轻干湿交替灌溉技术是一种在水稻种植过程中，灌水至浅水层后，停止灌水，等待土壤自然落干到某特定程度后，再灌水至浅水层，以此不断循环的一种水分管理方式，也是一项行之有效的节水灌溉技术。

团队骨干，该院本科生吴高钊进一步解释道，此过程中最关键的技术环节就是精确把握好土壤落干水势，才能在改善滞绿性状过程中发挥较好作用。

然而目前市场上已有的一些土壤水势测定仪价格昂贵且操作复杂，难以进行大面积推广应用。

为了帮助农户更科学、便捷地应用轻干湿交替灌溉技术，该团队创新发明了一种土壤水势的可视化装置，并制作《水稻轻干湿交替灌溉方法的土壤埋水深度指标明白图》，让农户能快捷、准确地把握土壤水势变化范围，在大规模生产实践中实现11.22%的产量提升。

让科研成果走出实验室

为了将最新科技成果送到农户手中，团队师生带着项目下基层、跑企业，指导农户开展新式灌溉技术，累计走遍江苏省20多个县市的农村一线。

徐州市新沂其学谷物家庭农场主王旻学表示，自2021年起，他在团队师生的指导下改良了水稻灌溉技术。他所承包的600亩稻田不仅节水效果十分显著，还有效促进了稻米产量和品质的“双提升”，两年总收益增加了近20万元。

截至目前，该技术在江苏省推广面积已达到20万亩，累计增产近900万公斤，节水超3600万吨，节约氮肥超36万公斤，农户节本增收效益达到4865.3万元。

中国工程院院士张洪程对团队师生的科研创新和实践推广工作给予了高度评价。他认为，该团队的研究揭示了水稻滞绿性状对籽粒灌浆的影响及调控机理，不但在理论研究方面具有很好的创新性，同时还具有良好的生产应用前景。

“下一步，团队将进一步开发基于叶色相对值的氮肥施用技术，根据田间叶色调整施肥量，结合轻干湿交替灌溉技术，追寻最佳水肥管理方式，对水稻滞绿性状精准调控实现产量提升，为中国碗装满中国粮再立新功。”顾骏飞表示。