高强教授团队在揭示氮钾协同优化水稻冠层结构、提升光能利用效率，从而实现水稻高产高效方面取得最新进展

2026年5月13日，吉林农业大学资源与环境学院高强教授团队在农林科学一区Top期刊Field Crops Research（IF=7.90）在线发表题为“Optimization of nitrogen and potassium fertilizer application to promote canopy development and enhance dry matter allocation and grain yield in japonica rice”的研究论文。该研究基于2023—2024年连续两年田间定位试验，系统探究了氮钾互作对东北粳稻冠层结构、光能利用效率及干物质转运的影响，为东北黑土区水稻高产高效与绿色可持续生产提供了理论依据和技术支撑。

氮和钾是驱动水稻生长发育的两大关键营养元素。然而，当前东北地区水稻生产中普遍存在“重氮轻钾”的施肥误区，导致群体冠层郁闭、光能利用效率下降，干物质向籽粒转运受阻，限制了产量潜力的充分发挥。针对这一问题，研究团队在吉林省梨树县开展田间试验，系统分析了氮钾互作对水稻冠层结构建成、光合有效辐射截获与利用以及干物质积累分配的影响。研究结果表明，施氮使水稻中上部冠层截获光合有效辐射量（In）、辐射转化效率（PCE）和辐射利用效率（PUE）分别平均提高了101.9%、88.9%和284.2%；在钾肥投入充足条件下，上述三项指标进一步提升了20.3%、14.9%和37.7%。N180K120处理（180 kg N ha⁻¹ + 120 kg K₂O ha⁻¹）实现了产量与光能利用的协同最优——在氮肥投入较N270处理减少50%的条件下，产量仅降低3.2%—4.4%，冠层消光系数降低9.7%—11.3%，干物质转运对籽粒的贡献率提高8.6%—18.5%。相关性分析表明，茎秆和叶片干物质转运量与籽粒产量呈显著正相关（R²=0.87-0.98），结构方程模型进一步揭示，LAI对中上部冠层光截获的直接效应达0.84，是影响群体光能分布与产量形成的关键因子。该研究明确，减氮增钾是协同优化水稻冠层光分布、促进干物质转运、实现稳产高效的可行路径。

吉林农业大学资源与环境学院博士研究生王斌为论文第一作者，团队青年教师侯文峰副教授为论文通讯作者，相关工作得到了国家自然科学基金和吉林省自然科学基金的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.fcr.2026.110528

初审：侯文峰

复审：王少杰

终审：赵兴敏