为了探讨超高产栽培小麦超高产的生理生态机制，近期，中科院植物研究所光合作用环境适应分子机制卢庆陶研究组和中国农业大学小麦节水高产栽培张英华研究组合作完成的题为“Insitumeasurementsofwinterwheatdiurnalchangesinphotosynthesisandenvironmentalfactorsrevealnewinsightsintophotosynthesisimprovementbysuper-high-yieldcultivation”的研究论文在JournalofIntegrativeAgriculture(《农业科学学报》(英文),JIA)年2期正式发表。
该研究表明，超高产栽培在提高了每亩穗数的同时，改善了大田微环境，使得超高产栽培小麦的叶片温度、土壤温度和土壤水分含量都更有利于进行光合作用，并且延缓了旗叶衰老，提高了超高产栽培小麦在灌浆期间的光合作用和蒸腾作用，最终提高了超高产栽培小麦的产量。
该研究通过原位测量分析比较了超高产小麦济麦22在超高产栽培和高产栽培条件下的小麦光合气体交换、叶绿素a荧光及环境因子的日变化。结果表明超高产栽培提高了小麦的每亩穗数，而每亩穗数的提高同时改进了田间生态微环境，在肥水充足的情况下提高了单位面积的总生物量，而收获指数基本不变。超高产栽培延缓了小麦旗叶衰老，提高了灌浆中后期的光合作用，蒸腾作用以及光系统II光能利用效率。超高产栽培方法提高了小麦植株密度的同时，在午间强日照和高温环境下使得田间叶片温度稳定在小麦最适光合活性范围内，同时植株密度的提高降低了土壤的日光照射，降低了大田土壤温度，减少了水分蒸发，提高了土壤湿度，在灌浆后16天到灌浆后24天超高产栽培小麦土壤相对湿度比高产栽培要高10%以上，保持了土壤毛细效应，这些环境因子的变化可能是超高产栽培条件下麦田生物量和产量高于高产栽培条件的机制之一。此外超高产栽培和高产栽培处理下小麦旗叶的ΦPSII与光合CO2交换速率呈线性相关，为评价不同环境下小麦的光合能力提供了新的思路。
中国科学院植物研究所光生物学重点实验室卢庆陶副研究员和中国农业大学张英华副教授为该文章的共同通讯作者，博士研究生马明扬和刘洋为该文章的共同第一作者，陕西油菜中心张耀文副研究员，中国农业大学王志敏教授、秦伟龙博士研究生，山东农业大学卢从明教授也对文章做出了重要贡献。该研究得到了国家重点研发计划（YFD，YFD），陕西省重点研发计划（NY-）和中组部“西部之光”访问学者计划的资助。点击链接阅读全文：