菱(ling)透(tou)浮萍(ping)綠錦池(chi)，夏鶯千囀弄薔薇(wei)
透(tou)過浮(fu)萍，詩人的(de)眼(yan)(yan)里(li)看(kan)到的(de)是(shi)(shi)其和水(shui)中菱(ling)葉(xie)相映(ying)成趣的(de)景象，是(shi)(shi)夏日池塘的(de)勃勃生機。而在科(ke)研學者的(de)眼(yan)(yan)中，看(kan)到的(de)是(shi)(shi)天(tian)南星目(mu)浮(fu)萍科(ke)的(de)水(shui)生植物，是(shi)(shi)潛藏(zang)在水(shui)稻種植中的(de)雙刃劍。
營養物質的(de)(de)爭(zheng)奪?自然光照的(de)(de)遮(zhe)擋?生(sheng)(sheng)存空(kong)間的(de)(de)占據?在一(yi)片生(sheng)(sheng)機之下，浮萍和(he)水稻之間塑造著(zhu)另一(yi)番(fan)景(jing)象(xiang)..
由于氣候變(bian)暖/或灌溉水(shui)(shui)富營養化的(de)(de)影(ying)響(xiang)，稻田中的(de)(de)浮萍(ping)（DGP）大幅增(zeng)加(jia)(jia)。本(ben)研究考慮(lv)到生(sheng)態因(yin)素、光(guang)合(he)能(neng)力(li)、光(guang)譜(pu)變(bian)化和植(zhi)物生(sheng)長等因(yin)素，對(dui)三個代表(biao)性水(shui)(shui)稻品種(zhong)進行了(le)(le)(le)田間(jian)試驗，以確(que)定(ding)DGP對(dui)水(shui)(shui)稻產(chan)量(liang)的(de)(de)影(ying)響(xiang)。結果(guo)表(biao)明，DGP顯著(zhu)降(jiang)低(di)(di)pH值0.6，日(ri)水(shui)(shui)溫(wen)(wen)降(jiang)低(di)(di)0.6℃，水(shui)(shui)稻抽穗(sui)期(qi)提(ti)前(qian)1.6天，并平(ping)均(jun)增(zeng)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)葉(xie)片的(de)(de)SPAD和光(guang)合(he)速率分別為(wei)10.8%和14.4%。DGP還顯著(zhu)提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)RARSc、MTCI、GCI、NDVI705、CI、CIrededge、mND705、SR705、GM等多種(zhong)植(zhi)被(bei)指數的(de)(de)數值，并且(qie)水(shui)(shui)稻冠(guan)層(ceng)反(fan)射光(guang)譜(pu)的(de)(de)一階導數曲線在DGP處理后呈現出“紅移”現象(xiang)。上述因(yin)素的(de)(de)改(gai)變(bian)可導致株(zhu)高(gao)平(ping)均(jun)增(zeng)加(jia)(jia)4.7%，干物質重(zhong)量(liang)平(ping)均(jun)增(zeng)加(jia)(jia)15.0%，每平(ping)方米穗(sui)數平(ping)均(jun)增(zeng)加(jia)(jia)10.6%，千粒(li)重(zhong)平(ping)均(jun)增(zeng)加(jia)(jia)2.3%，最終籽粒(li)產(chan)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)10.2%。 DGP誘(you)導的(de)(de)籽粒(li)增(zeng)產(chan)可以通過(guo)(guo)降(jiang)低(di)(di)稻田水(shui)(shui)的(de)(de)pH值和溫(wen)(wen)度來(lai)實現，從而提(ti)高(gao)SPAD值和葉(xie)片的(de)(de)光(guang)合(he)作用，刺激水(shui)(shui)稻植(zhi)株(zhu)生(sheng)長。這些成(cheng)果(guo)可以通過(guo)(guo)水(shui)(shui)稻和浮萍(ping)之間(jian)的(de)(de)生(sheng)物協同作用，為(wei)未來(lai)農(nong)業和環境的(de)(de)可持(chi)續發展提(ti)供有(you)價(jia)值的(de)(de)理論(lun)支持(chi)。
圖形概要
圖1. 實驗地(di)(di)(di)點（(a)，用紅點標(biao)記）和(he)浙江(jiang)省（b）和(he)江(jiang)蘇省（c）的(de)樣(yang)地(di)(di)(di)。 (d,e)分(fen)別顯示(shi)了浙江(jiang)省和(he)江(jiang)蘇省的(de)樣(yang)地(di)(di)(di)水稻生育期(qi)的(de)溫(wen)度變化。浙江(jiang)地(di)(di)(di)塊整個生育期(qi)水稻抽穗(sui)前和(he)抽穗(sui)后的(de)平(ping)均(jun)氣(qi)溫(wen)分(fen)別為29.3℃和(he)24.1℃（藍色），而江(jiang)蘇地(di)(di)(di)塊的(de)平(ping)均(jun)氣(qi)溫(wen)為27.8℃和(he)22.3℃（藍色）。
水(shui)稻冠層的(de)光(guang)(guang)譜數據(ju)是在(zai)預灌漿、灌漿中期和成熟期的(de) 10:00 至 14:00 晴朗無風的(de)天氣條(tiao)件下使用ASD FieldSpec 4 便攜式地(di)(di)物光(guang)(guang)譜儀(yi)收集。波段范圍為350~2500 nm，其中350~1350 nm光(guang)(guang)譜分(fen)辨(bian)率為3 nm，1001~2500 nm范圍為8 nm，光(guang)(guang)譜數據(ju)采集間(jian)隔(ge)為1 nm。測(ce)量(liang)每個地(di)(di)塊中的(de)五個代表(biao)性區域，每次(ci)進行六次(ci)測(ce)量(liang)。然后將平均值用作繪圖(tu)的(de)光(guang)(guang)譜反射率曲線，并在(zai)每次(ci)測(ce)量(liang)之前進行白板校準(zhun)。為避免光(guang)(guang)強(qiang)干擾，盡可(ke)能在(zai)短時間(jian)內采集同批次(ci)樣品(pin)。
圖 2. 稻(dao)田(tian)浮萍(ping) (DGP) 對水(shui)稻(dao)冠層光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)特(te)(te)征(zheng)的(de)影響。 Control-R，控制中的(de)反射光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)； DGP-R，稻(dao)田(tian)浮萍(ping)的(de)反射光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)； Control-D，對照中的(de)導數(shu)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)； DGP-D，稻(dao)田(tian)中浮萍(ping)的(de)導數(shu)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)。 NJ5055和(he)(he)YY1540在(zai)預填充(chong)階(jie)段的(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)特(te)(te)性分(fen)別由(a)和(he)(he)(b)表(biao)示； NJ5055、YY1540、JFY2在(zai)充(chong)填中期的(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)特(te)(te)性分(fen)別用(yong)(c)、(d)、(g)表(biao)示。 NJ5055和(he)(he)YY1540成熟期的(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)特(te)(te)征(zheng)分(fen)別用(yong)(e)和(he)(he)(f)表(biao)示。
DGP顯著增加(jia)了(le)(le)(le)干物質重量(liang)、植(zhi)株(zhu)高(gao)度（見圖3）和(he)谷(gu)物產(chan)量(liang)（見表5），分(fen)別增加(jia)了(le)(le)(le)15.0%、4.7%和(he)10.2%。對粳(jing)稻NJ5055的(de)產(chan)量(liang)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較大(da)（增加(jia)了(le)(le)(le)12.3%），而對其(qi)他兩個雜(za)交(jiao)水(shui)稻品(pin)種(zhong)的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao)（平(ping)均(jun)(jun)增加(jia)了(le)(le)(le)9.1%）。無(wu)論是(shi)(shi)粳(jing)稻還(huan)是(shi)(shi)雜(za)交(jiao)品(pin)種(zhong)，均(jun)(jun)未檢(jian)測到對收獲指數的(de)顯著影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。在(zai)DGP處理下(xia)，三個品(pin)種(zhong)的(de)抽穗(sui)期平(ping)均(jun)(jun)提(ti)前(qian)1.6天，其(qi)中粳(jing)稻的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)更大(da)（提(ti)前(qian)了(le)(le)(le)2.4天），而雜(za)交(jiao)品(pin)種(zhong)的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao)（平(ping)均(jun)(jun)提(ti)前(qian)了(le)(le)(le)1.2天）。籽粒(li)產(chan)量(liang)的(de)增加(jia)主要是(shi)(shi)由(you)每平(ping)方(fang)米穗(sui)數的(de)增加(jia)（增加(jia)了(le)(le)(le)10.6%）引起的(de)，其(qi)次是(shi)(shi)千粒(li)重的(de)增加(jia)（2.3%）。 然而，DGP對每穗(sui)的(de)小(xiao)(xiao)穗(sui)數或(huo)結實率影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)不大(da)。除(chu)結實率外，這(zhe)些(xie)指數均(jun)(jun)未檢(jian)測到顯著的(de)交(jiao)互作用效(xiao)應。
表 1 稻田種植浮萍（DGP）對水稻產量(liang)及其構成的影(ying)響
圖3. 稻(dao)田中生長(chang)(chang)的浮萍（DGP）對水稻(dao)植(zhi)株生長(chang)(chang)的影響。（a）每株的干物質重(zhong)量（克）；（b）收獲指數；（c）植(zhi)株高度（厘米）；（d）抽(chou)穗天(tian)數（天(tian)）；浙(zhe)江，浙(zhe)江省；江蘇，江蘇省；** p ≤ 0.01，* p ≤ 0.05，+ p ≤ 0.1，ns，不具有統計學意義，p > 0.1，由(you) t 檢(jian)驗確定。
本(ben)研(yan)究對三個代表(biao)(biao)性水稻(dao)品種(zhong)進(jin)(jin)行(xing)的稻(dao)田浮(fu)萍（DGP）種(zhong)植試驗表(biao)(biao)明，DGP 顯著提高(gao)了(le)(le)籽粒產量(liang)，這解釋了(le)(le) DGP 導致(zhi)水稻(dao)植株生(sheng)長(chang)的增加，特(te)別是在植株高(gao)度(du)、每(mei)平方米(mi)穗數(shu)(shu)和干物(wu)質重量(liang)方面(mian)。DGP 導致(zhi)稻(dao)田水的 pH 值(zhi)(zhi)和溫度(du)降低，同(tong)時提高(gao)了(le)(le)葉片的 SPAD 值(zhi)(zhi)和光合速(su)率。 此外，它還優化了(le)(le)冠(guan)層結構，提前了(le)(le)水稻(dao)抽穗期，最終促進(jin)(jin)了(le)(le)水稻(dao)的生(sheng)長(chang)。這些發現為實施可持續的水稻(dao)生(sheng)產提供了(le)(le)實用(yong)的基礎。然而，在廣泛的時空背景下全面(mian)理解DGP對水稻(dao)生(sheng)長(chang)和谷物(wu)品質的影響模式(shi)尚不清(qing)楚。因(yin)此，未(wei)來應進(jin)(jin)行(xing)跨數(shu)(shu)年的研(yan)究，以探討DGP影響水稻(dao)的機制。
請點(dian)擊下方鏈(lian)接(jie)，閱讀原(yuan)文：
//mp.weixin.qq.com/s/xhdy5EW_ZAVVknR79CHu5w