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为解决谷物 / 豆类间作系统中品种及性状选择的知识局限问题，研究人员开展高粱遗传变异性对间作性能影响的研究。结果显示，间作总产量与高粱单作相近，但蛋白质产量更高。该研究为间作品种选择提供依据。
在广袤的农业领域，间作一直是一种备受瞩目的种植模式。它就像一场植物之间的和谐 “舞会”，通过让不同作物在同一片土地上共同生长，实现资源的高效利用，为农业可持续发展增添助力。在撒哈拉以南的半干旱地区，高粱 [Sorghum bicolor (L.) Moench] 和豇豆 [Vigna unguiculata (L.) Walp.] 这两种作物常常携手共舞。它们不仅都具有耐旱特性，适应了当地严苛的环境，还对当地农业发展意义重大。高粱是该地区仅次于玉米的重要谷物，而豇豆则是富含营养和蛋白质的豆类，其产量在世界总产量中占比极高。当地农民常采用间作方式种植它们，既能降低种植风险，又能充分利用土地资源。
然而，这场 “植物舞会” 也面临着一些难题。虽然间作好处多多，但人们对哪些品种和性状能提升谷物 / 豆类间作系统的性能了解甚少。在选择间作品种时，缺乏有效的指导信息，育种过程大多在单作且非限制性生长条件下进行，导致单作和间作时品种表现可能不同。对于高粱 - 豇豆间作系统，研究高粱遗传变异性影响的研究较少，且涉及的高粱基因型数量有限。因此，深入研究高粱遗传变异性对间作性能的影响迫在眉睫。
为了解开这些谜团，来自国外的研究人员开展了一项意义非凡的研究。他们的研究成果发表在《Field Crops Research》上，为农业发展提供了重要参考。
研究人员采用了一系列关键技术方法。他们选择了 30 个具有广泛遗传背景的高粱品种，分别进行单作和与单一豇豆品种间作种植。实验在布基纳法索的甘佩拉进行，时间跨度为 2020 年和 2021 年，采用裂区设计，每年设置三个重复。通过这种设计，研究人员能够全面评估高粱基因型、种植系统以及它们之间的相互作用对各种性状的影响。
下面来看看具体的研究结果：
- 产量表现：经过两年的实验，研究发现高粱单作时的谷物产量（2053 kg ha?1）高于间作（1391 kg ha?1）。但令人惊喜的是，间作系统（高粱 + 豇豆）的总谷物产量与高粱单作的谷物产量并无显著差异，分别为 2000 kg ha?1 和 2051 kg ha?1。在能量生产方面，间作系统产生了 6.61×10?卡路里 ha?1，与单作相近。此外，间作系统的谷物蛋白质产量（290 kg ha?1）明显高于单作（217 kg ha?1）。这表明间作虽然没有在总热量上实现突破，但在蛋白质产量上具有优势，提升了农产品的质量。
- 基因型与种植系统互作：研究人员对各种农艺性状进行方差分析后发现，年份对大多数性状影响显著，但 CANOPEO、LAI、PANLG、LERsorg、LERtot和 HGWcowp除外；种植系统对大多数性状影响显著，而 DTH50、DIAM、VITRO、GYtot和 ASH 不受其显著影响；高粱基因型对多数性状也有显著影响。不过，基因型 × 种植系统的互作情况较少。这说明在多数情况下，高粱基因型和种植系统对性状的影响相对独立。
- 品种间相互影响：研究还发现，高粱基因型对豇豆谷物产量没有显著影响，且在间作中，豇豆和高粱的谷物产量之间不存在负相关关系。但在 2021 年，出现了一些特殊情况，豇豆谷物产量与高粱生物量呈负相关，与高粱收获指数呈正相关。进一步研究表明，这种竞争并非是为了争夺光照，而是为了获取水资源。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：在当地条件下，选择用于间作的高粱品种主要取决于农民对谷物质量和产量的目标。为了实现更好的间作效果，应避免选择生物量高但收获指数低的高粱品种。此外，该研究也为未来的研究指明了方向，后续研究应重点关注豇豆遗传变异性对高粱 - 豇豆间作性能的影响。
这项研究意义重大。它不仅证实了间作在低肥力的撒哈拉以南地区具有提高土地利用效率的潜力，而且还让人们对高粱 - 豇豆间作系统有了更深入的认识。通过明确高粱基因型和种植系统的作用，为农民选择合适的高粱品种提供了科学依据，有助于提高间作系统的产量和质量，保障当地农业的可持续发展，为解决粮食安全问题贡献了重要力量。
