气候变化加剧了粮食与营养安全危机,持续推高了对牧草及畜产品的需求。然而,优质牧草的生产正遭受土壤干旱与盐碱化的严峻威胁。目前,关于干旱和盐碱胁迫下牧草品质的响应机制尚不明晰,尤其缺乏对其品质性状的综合评价指标体系研究。
为此,本研究系统综述了干旱和盐碱胁迫下牧草的生理响应、模型模拟及田间管理研究进展。首先,阐释了干旱和盐碱胁迫下牧草生长、品质形成的响应机制以及评价体系;其次,明确了水分-盐分-产量-品质关系的量化方法;最后,重点归纳了改善牧草品质的田间管理措施。研究指出,品质形成与生物量积累之间存在显著关联关系,适度的水、盐胁迫通常可提升多数品质性状,但往往以牺牲产量为代价。在模拟方法方面,经验函数、过程模型和机器学习各具优势,但在理论基础、复杂性状刻画以及数据融合方面均存在局限。展望未来,随着多源数据的积累、算法预测能力的提升及机理研究的深入,多方法耦合有望显著优化作物品质预测精准度。
基于上述内容,从水、土、植物三个维度提出了应对策略。水分管理上,推行适时适量的精准灌溉与节水技术;土壤管理上,优化耕作措施以提升资源利用效率;种植系统上,统筹布局从播种到收获的全环节,实现系统整体效益最大化。本综述通过解析牧草胁迫响应的生理生态过程,集成模拟技术与农艺措施,为田间苜蓿等高蛋白牧草的节水、优质、丰产协同调控提供了理论依据。
上述研究成果以“Quality in forage crops under drought and salinity stresses: Responses, simulation and field managements”为题,发表期刊Agricultural Water Management上。中国科学院遗传发育所农业资源研究中心孙宏勇研究组特别研究助理胡燕哲为第一作者,孙宏勇研究员为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金(5250090355)、河北省自然科学基金(E2024503001)以及河北省重大科技支撑项目(242N7501Z)的经费支持。
全文链接:DOI:10.1016/j.agwat.2026.110457

牧草作物品质指标评价体系

牧草作物提质增效田间管理策略