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技術(shù)生物所利用離子束誘變技術(shù)破解水稻秸稈還田難題

2011-12-28 [1509]

技術(shù)生物所利用離子束誘變技術(shù)破解水稻秸稈還田難題
11月10日,晚秋微風(fēng),中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物所南崗實驗基地,離子束誘變的脆稈水稻秸稈還田試驗正在進行中,一大片水稻的秸稈在收割機身后“粉身碎骨”,地面上只留下一排排稻茬。參加試驗的科研人員相互祝賀成功,圍觀的農(nóng)民高興地說:真得可以不用燒秸稈了!

作物秸稈還田可以讓有效營養(yǎng)元素返回土壤,提高土壤肥力,是農(nóng)業(yè)部重點推廣農(nóng)業(yè)新技術(shù)之一。但由于作物秸稈柔韌,機械難以粉碎,機收后秸稈過長,雜余成堆,耕作時不易翻壓進土壤,造成秸稈長期不腐解,直接影響后季節(jié)作物播種和生長。

 

因此,作物秸稈處理一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的棘手問題,每逢收獲季節(jié)狼煙四起,帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染并造成生物質(zhì)資源浪費。據(jù)統(tǒng)計,全國每年燒掉的秸稈損失相當(dāng)于6000萬噸腐殖質(zhì)和全國60%的氮、磷、鉀化肥產(chǎn)量。

據(jù)離子束生物工程實驗室劉斌美博士介紹,從作物品種自身的遺傳入手可以從根本上解決秸稈還田的問題,通過改變莖稈細胞木質(zhì)素、纖維素含量和比例,使之在田間莖稈脆而不易倒伏,成熟收獲時秸稈易粉碎、機械能耗低。

為此,技術(shù)生物所和遺傳發(fā)育所科研人員合作,利用離子束輻照水稻中秈9311和晚粳秀水110,獲得3個水稻脆稈突變體,其中中秈9311后代2個突變體,葉片特別容易折斷,無法進行田間管理;晚粳秀水110的脆稈突變體表現(xiàn)莖稈脆而不倒,葉片和谷粒都不表現(xiàn)脆性,能夠進行正常的田間操作。

進一步研究表明,該突變體莖稈變脆主要是莖稈細胞纖維素含量降低、半纖維素和木質(zhì)素含量增加所致。由一對隱性基因控制該性狀的遺傳,通過分子標(biāo)記將該突變基因定位于水稻第8號染色體上,可能是一個新的水稻脆稈突變基因。

離子束生物工程實驗室為評價該脆稈突變體的應(yīng)用潛力,開展了大面積田間生產(chǎn)試驗,該突變體表現(xiàn)分蘗力強、抗倒伏,產(chǎn)量較對照品種秀水110增加5%左右;成熟期機械收割,該突變體秸稈容易粉碎,粉碎的秸稈長度85%以上小于5cm,zui長不超過10cm。收割機可將粉碎的秸稈均勻地散在田間,機械作業(yè)負荷輕,經(jīng)計量統(tǒng)計,燃油損耗較對照品種約降低15%,解決了秸稈還田的難題,顯示出很好的應(yīng)用前景。

同時,脆稈水稻十分適宜家畜飼用,是畜牧業(yè)很好的飼料來源。研究人員將通過加快該突變體的品比試驗和示范,爭取早日投入生產(chǎn)應(yīng)用,為實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)的“低碳”目標(biāo)作出貢獻。

技術(shù)生物所利用離子束誘變技術(shù)破解水稻秸稈還田難題
 

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