菱透浮萍綠錦池，夏鶯千囀弄(nong)薔薇
透(tou)過浮(fu)萍，詩人的(de)(de)眼里看(kan)到的(de)(de)是(shi)其和水中菱(ling)葉(xie)相映成(cheng)趣的(de)(de)景(jing)象，是(shi)夏日池塘的(de)(de)勃勃生機。而在科(ke)研學者的(de)(de)眼中，看(kan)到的(de)(de)是(shi)天南星目浮(fu)萍科(ke)的(de)(de)水生植(zhi)物，是(shi)潛(qian)藏(zang)在水稻種植(zhi)中的(de)(de)雙刃劍。
營(ying)養物質(zhi)的爭奪?自然光照(zhao)的遮擋?生存(cun)空間的占(zhan)據(ju)?在一(yi)片生機之下，浮萍(ping)和水稻(dao)之間塑造著另一(yi)番景象..
由(you)于氣候(hou)變暖/或灌溉水(shui)富營養化的(de)影響，稻(dao)田中(zhong)的(de)浮萍（DGP）大幅增(zeng)加(jia)。本(ben)研(yan)究考慮到生態因素、光(guang)(guang)(guang)合(he)能力、光(guang)(guang)(guang)譜變化和(he)植物(wu)(wu)生長等因素，對三個代表性水(shui)稻(dao)品種進行(xing)了(le)(le)(le)田間試驗(yan)，以(yi)確定DGP對水(shui)稻(dao)產(chan)量的(de)影響。結果表明，DGP顯(xian)(xian)著降(jiang)低(di)pH值0.6，日(ri)水(shui)溫(wen)降(jiang)低(di)0.6℃，水(shui)稻(dao)抽穗期提前1.6天，并(bing)平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)增(zeng)加(jia)了(le)(le)(le)葉(xie)片的(de)SPAD和(he)光(guang)(guang)(guang)合(he)速(su)率分別為(wei)(wei)10.8%和(he)14.4%。DGP還顯(xian)(xian)著提高了(le)(le)(le)RARSc、MTCI、GCI、NDVI705、CI、CIrededge、mND705、SR705、GM等多種植被指數的(de)數值，并(bing)且(qie)水(shui)稻(dao)冠層反射光(guang)(guang)(guang)譜的(de)一階(jie)導數曲線(xian)在DGP處(chu)理后呈現(xian)出(chu)“紅(hong)移(yi)”現(xian)象。上述因素的(de)改變可導致(zhi)株高平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)增(zeng)加(jia)4.7%，干物(wu)(wu)質重量平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)增(zeng)加(jia)15.0%，每平(ping)(ping)方米穗數平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)增(zeng)加(jia)10.6%，千粒重平(ping)(ping)均(jun)(jun)(jun)增(zeng)加(jia)2.3%，最(zui)終籽(zi)粒產(chan)量增(zeng)加(jia)10.2%。 DGP誘(you)導的(de)籽(zi)粒增(zeng)產(chan)可以(yi)通過降(jiang)低(di)稻(dao)田水(shui)的(de)pH值和(he)溫(wen)度來(lai)實現(xian)，從(cong)而(er)提高SPAD值和(he)葉(xie)片的(de)光(guang)(guang)(guang)合(he)作用(yong)，刺激水(shui)稻(dao)植株生長。這(zhe)些成果可以(yi)通過水(shui)稻(dao)和(he)浮萍之間的(de)生物(wu)(wu)協同(tong)作用(yong)，為(wei)(wei)未來(lai)農業和(he)環境的(de)可持續發展提供有價值的(de)理論支(zhi)持。
圖形概(gai)要
圖(tu)1. 實驗地(di)點(dian)（(a)，用紅點(dian)標記(ji)）和(he)浙江(jiang)(jiang)(jiang)省(sheng)（b）和(he)江(jiang)(jiang)(jiang)蘇省(sheng)（c）的(de)樣(yang)地(di)。 (d,e)分別顯示了浙江(jiang)(jiang)(jiang)省(sheng)和(he)江(jiang)(jiang)(jiang)蘇省(sheng)的(de)樣(yang)地(di)水稻生(sheng)育(yu)期的(de)溫(wen)(wen)度變化。浙江(jiang)(jiang)(jiang)地(di)塊(kuai)整(zheng)個生(sheng)育(yu)期水稻抽(chou)穗(sui)前(qian)和(he)抽(chou)穗(sui)后的(de)平均(jun)氣溫(wen)(wen)分別為(wei)29.3℃和(he)24.1℃（藍(lan)(lan)色），而(er)江(jiang)(jiang)(jiang)蘇地(di)塊(kuai)的(de)平均(jun)氣溫(wen)(wen)為(wei)27.8℃和(he)22.3℃（藍(lan)(lan)色）。
水稻冠層的(de)光(guang)譜(pu)(pu)數(shu)據(ju)是(shi)在(zai)(zai)(zai)預(yu)灌漿(jiang)、灌漿(jiang)中(zhong)期和(he)成熟期的(de) 10:00 至 14:00 晴朗無風的(de)天氣條件下使用ASD FieldSpec 4 便攜式地物光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)收(shou)集。波段范(fan)(fan)圍(wei)為(wei)350~2500 nm，其中(zhong)350~1350 nm光(guang)譜(pu)(pu)分(fen)辨率為(wei)3 nm，1001~2500 nm范(fan)(fan)圍(wei)為(wei)8 nm，光(guang)譜(pu)(pu)數(shu)據(ju)采集間(jian)隔為(wei)1 nm。測(ce)量(liang)每(mei)個地塊中(zhong)的(de)五個代表性區(qu)域(yu)，每(mei)次進行六次測(ce)量(liang)。然后(hou)將平(ping)均值用作(zuo)繪圖(tu)的(de)光(guang)譜(pu)(pu)反射率曲線，并(bing)在(zai)(zai)(zai)每(mei)次測(ce)量(liang)之前(qian)進行白板校準。為(wei)避免(mian)光(guang)強干擾，盡可能在(zai)(zai)(zai)短時間(jian)內采集同批(pi)次樣品。
圖 2. 稻田浮(fu)萍 (DGP) 對水稻冠層光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)特(te)征的(de)(de)(de)影(ying)響。 Control-R，控制(zhi)中的(de)(de)(de)反(fan)射(she)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)； DGP-R，稻田浮(fu)萍的(de)(de)(de)反(fan)射(she)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)； Control-D，對照中的(de)(de)(de)導數(shu)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)； DGP-D，稻田中浮(fu)萍的(de)(de)(de)導數(shu)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)數(shu)據(ju)(ju)。 NJ5055和YY1540在(zai)預填充階段的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)特(te)性分別(bie)由(a)和(b)表示； NJ5055、YY1540、JFY2在(zai)充填中期的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)特(te)性分別(bie)用(c)、(d)、(g)表示。 NJ5055和YY1540成熟期的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)特(te)征分別(bie)用(e)和(f)表示。
DGP顯著增(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)干物(wu)(wu)質(zhi)重量、植株(zhu)高度（見圖(tu)3）和(he)谷物(wu)(wu)產量（見表(biao)5），分別增(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)15.0%、4.7%和(he)10.2%。對(dui)粳(jing)稻(dao)(dao)NJ5055的產量影(ying)響(xiang)(xiang)較(jiao)大(da)（增(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)12.3%），而(er)對(dui)其(qi)他(ta)兩個雜交水稻(dao)(dao)品種的影(ying)響(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao)(xiao)（平均(jun)增(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)9.1%）。無論是粳(jing)稻(dao)(dao)還是雜交品種，均(jun)未檢測到(dao)對(dui)收獲指數(shu)的顯著影(ying)響(xiang)(xiang)。在DGP處(chu)理(li)下，三個品種的抽穗期平均(jun)提前1.6天，其(qi)中粳(jing)稻(dao)(dao)的影(ying)響(xiang)(xiang)更大(da)（提前了(le)2.4天），而(er)雜交品種的影(ying)響(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao)(xiao)（平均(jun)提前了(le)1.2天）。籽粒產量的增(zeng)(zeng)(zeng)加主要是由每(mei)平方米穗數(shu)的增(zeng)(zeng)(zeng)加（增(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)10.6%）引起的，其(qi)次是千粒重的增(zeng)(zeng)(zeng)加（2.3%）。 然而(er)，DGP對(dui)每(mei)穗的小(xiao)(xiao)穗數(shu)或結實率影(ying)響(xiang)(xiang)不大(da)。除(chu)結實率外，這些指數(shu)均(jun)未檢測到(dao)顯著的交互作用(yong)效應。
表 1 稻(dao)(dao)田種植浮萍（DGP）對水稻(dao)(dao)產量及其構成的(de)影響
圖3. 稻田中(zhong)生(sheng)長的浮萍（DGP）對水稻植株(zhu)(zhu)生(sheng)長的影(ying)響(xiang)。（a）每株(zhu)(zhu)的干物質(zhi)重(zhong)量（克）；（b）收獲指數；（c）植株(zhu)(zhu)高度（厘(li)米）；（d）抽穗天數（天）；浙江，浙江省；江蘇(su)，江蘇(su)省；** p ≤ 0.01，* p ≤ 0.05，+ p ≤ 0.1，ns，不具有統計(ji)學(xue)意義，p > 0.1，由(you) t 檢(jian)驗確定。
本研究對三(san)個代表性(xing)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)(dao)品(pin)種進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)稻(dao)(dao)(dao)田浮萍（DGP）種植試驗表明，DGP 顯著提(ti)高(gao)(gao)(gao)了(le)籽粒產量，這解釋(shi)了(le) DGP 導致(zhi)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)(dao)植株生(sheng)長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)，特別是在植株高(gao)(gao)(gao)度、每(mei)平(ping)方(fang)(fang)米穗數和干物質(zhi)重量方(fang)(fang)面(mian)。DGP 導致(zhi)稻(dao)(dao)(dao)田水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) pH 值和溫度降低，同時提(ti)高(gao)(gao)(gao)了(le)葉(xie)片的(de)(de)(de)(de)(de)(de) SPAD 值和光合(he)速率(lv)。 此外，它還優化了(le)冠層結構，提(ti)前了(le)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)(dao)抽穗期(qi)，最終(zhong)促進了(le)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)長(chang)。這些發現為實施可持續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)(dao)生(sheng)產提(ti)供了(le)實用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎。然而，在廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時空(kong)背景下全面(mian)理(li)解DGP對水(shui)(shui)稻(dao)(dao)(dao)生(sheng)長(chang)和谷物品(pin)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)模式尚不清(qing)楚。因(yin)此，未來應進行跨數年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究，以探討(tao)DGP影響(xiang)(xiang)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機制(zhi)。
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