编辑推荐：
在农业生产中，作物受病虫害和杂草影响产量，农药使用又带来诸多问题。研究人员针对低投入水稻种植系统，开展品种混种对产量影响的研究。结果发现混种对产量和抗病性有积极作用，且增产超过病草危害损失，为作物多样化种植提供依据。
在农业的舞台上，病虫害和杂草一直是困扰作物生长的 “反派角色”。长期以来，人们依赖农药和化肥来对抗它们，可这就像饮鸩止渴，不仅破坏环境、危害人体健康，还导致病原体产生抗性，让小农户陷入贫困陷阱。在这样的困境下，作物多样化种植作为一种 “绿色救星” 被寄予厚望。它能否真正扛起增产、抗病虫害和抑制杂草的大旗呢？这成了农业领域亟待解开的谜题。
为了找到答案，来自国外的研究人员挺身而出，聚焦马达加斯加高地的旱稻种植系统展开研究。马达加斯加高地的旱稻种植面临着诸多挑战，病虫害高发、土壤贫瘠、气候多变，每一个问题都像一座大山，压在当地农业发展的道路上。研究人员深知，若能在这片土地上探索出有效的种植策略，对于全球农业可持续发展都有着重要意义。最终，他们的研究成果发表在了《Basic and Applied Ecology》上。
研究人员在这片高地上精心挑选了 10 个具有不同生态生理特征的旱稻品种，其中还包含对稻瘟病（由Pyricularia oryzae引起，是当地旱稻的主要病害）有抗性的品种。这些品种被分别种植成纯种和两两混合的品种，共计 55 种组合，分布在 275 个实验地块中。在整个种植过程中，研究人员不用农药和除草剂，只施加当地常用的牛粪肥料，模拟传统的低投入种植条件。
研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是实验设计与种植，采用合理的地块布局和品种搭配方式进行种植。其次是数据测量，对植物的开花时间、株高、产量，以及杂草数量、病害情况等进行详细测定。最后是数据分析，通过计算土地当量比（LER）、疾病净效应比（NERDI）等指标，并运用多种统计分析方法，探究各因素间的关系。
在研究结果部分，研究人员发现，尽管不同品种在纯种种植时的谷物产量没有显著差异，但在疾病发生率上却有明显不同。而且，杂草压力在不同纯种品种间没有变化。进一步对比不同种植方式、疾病发生率和杂草入侵程度下的谷物产量，惊喜的结果出现了：品种混种的地块谷物产量明显高于纯种地块，同时混种地块的疾病发生率显著降低，不过杂草压力在混种和纯种地块间依旧没有显著差异。平均来看，品种混种使谷物产量提高了 14%，对Pyricularia oryzae疾病的抵抗力增强了 20%。但有趣的是，LER 和 NERDI 之间并没有显著相关性，这意味着高产量的混种组合和高抗病性的混种组合并不完全一致。
深入分析影响混种表现的因素时，研究人员发现，植株高度的可塑性以及平均株高对混种谷物产量的影响最大，而开花时间相关指标对 LER 没有显著影响，功能多样性对疾病抗性也没有显著影响。
综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。它首次明确了在低投入水稻种植系统中，品种混种带来的收益远远超过了疾病和杂草造成的损失，为作物多样化种植提供了强有力的理论支持，尤其是在面临多种环境压力的种植系统中，多样化种植策略具有广阔的应用前景。同时研究还指出，想要同时提高谷物产量和抗病性，需要在每个功能上进行权衡，因为产量最高的混种组合和抗病性最强的混种组合有所不同。这一发现呼吁作物科学领域转变研究范式，从追求单一功能的最大化，转向优化作物的多功能性。此外，研究还强调了在作物多样化研究中，应更加系统地考虑性状可塑性的作用，为未来的农业研究和实践开辟了新的方向。
