近日,中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队与中国水稻研究所钱前团队合作,成功实现了植物工厂环境下水稻种植60天左右收获的重要突破,缩短了传统田间环境下120天以上水稻生长周期的一半。这为加快作物育种提供了新的技术途径。
水稻抽穗(图片由受访者提供)
据团队首席科学家、都市研究所研究员杨志昌介绍,本次试验的水稻是钱前团队提供的低秸秆品种,株型短,空间利用率高。适用于植物工厂环境中的多层立体栽培。
据了解,水稻种植试验是在有四层栽培架的全人工光植物厂进行的,采用定制光谱LED光源为不同生育期的水稻提供最佳的光环境,根据不同时期的营养需求,在营养液栽培槽中种植水稻,准确提供营养。同时,光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等植物度等植物工厂内的环境因素,为每个生育阶段提供最佳的生长环境。
在6个短秸秆品种中,2个品种具有较高的产量潜力。种植后45天抽穗,63天收获,单株分蘖89个。单层栽培架综合产量为每平方米0.98公斤,相当于亩产650多公斤。
中国科学院院士、中国农业科学院作物科学研究所所长钱倩表示,高效育种产业是确保国家粮食安全的关键。传统的育种方法通常每年只能产生1到2代,即使在温室或热带地区。
“对于大多数作物来说,通常需要几年甚至几十年才能培育出新的优良品质。依靠植物工厂技术,打破了时空瓶颈。”钱前说。
在植物工厂,通过调节环境和营养元素,可以显著提高作物的光合作用率,诱导作物的早期开花,促进作物的快速生长,大大缩短作物的生长周期“快速育种”。植物工厂育种加速系统可建在实验楼或育种单位附近,不受土地、空间和气候条件的限制,可全年进行。
杨主任表示,预计未来每年6茬以上“快速育种”,栽培层数可达10层以上。该技术的突破为水稻和其他作物的替代育种和高效栽培提供了新的思路。下一步,研究团队将根据植物工厂环境可控和多层立体栽培的特点,选择适合植物工厂种植的水稻品种,提高产量水平。
“目前,这项研究才刚刚开始。我们期待着水稻在未来实现准确的营养供应和光温控制,实现无菌空间和三维栽培,全过程机械化,农民可以到工厂操作。”钱前说,这项研究不仅改变了传统的育种方法,也为未来的工厂化栽培奠定了基础。
来源:新华社