再生稻理論和技術(shù)研究進(jìn)展和展望

劉德生 張宇飛

（1長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北荊州434025；2湖北省荊州市農(nóng)業(yè)局，荊州434000）

再生稻理論和技術(shù)研究進(jìn)展和展望

劉德生1張宇飛2

（1長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北荊州434025；2湖北省荊州市農(nóng)業(yè)局，荊州434000）

根據(jù)已報(bào)道資料和生產(chǎn)實(shí)踐，綜述了再生稻理論和技術(shù)研究進(jìn)展，高產(chǎn)關(guān)鍵限制因素和對(duì)策，對(duì)再生稻未來(lái)研究方向進(jìn)行了展望，包括再生稻的產(chǎn)量構(gòu)成和生態(tài)農(nóng)藝措施多因素互作機(jī)制規(guī)律的定量研究，品種再生力控制基因測(cè)定和分子育種研究，再生稻全程機(jī)械化或輕簡(jiǎn)化栽培的配套技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究，再生稻米品牌化研究等4個(gè)方面。

雜交水稻；品種；再生力；理論；技術(shù)；產(chǎn)業(yè)化

再生稻，是利用水稻收割后稻樁上休眠芽，采取一定的管理栽培措施使休眠芽萌發(fā)、生長(zhǎng)成穗而收割的一季水稻。根據(jù)中稻—再生稻所需要的溫光條件測(cè)算，我國(guó)南方稻區(qū)適合種植再生稻的面積達(dá)330萬(wàn)hm2，而目前再生稻有收面積（再生季產(chǎn)量超過(guò)1500kg/hm2）的僅有45萬(wàn)hm2；當(dāng)前全國(guó)再生季產(chǎn)量最高水平為7500kg/hm2，而一般大田生產(chǎn)產(chǎn)量水平為1500～4500kg/hm2。由此可見(jiàn)，再生稻推廣面積、單產(chǎn)都還有巨大的潛力和發(fā)展前景。

1 再生稻的基本特性

1.1再生稻的庫(kù)特性 再生稻產(chǎn)量的高低取決于庫(kù)容量與庫(kù)藏物質(zhì)的積累量。衡量庫(kù)結(jié)構(gòu)的指標(biāo)主要有單位面積內(nèi)有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。研究再生稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)再生稻頭季產(chǎn)量與每穗實(shí)粒數(shù)相關(guān)性最為密切，其次為有效穗數(shù)；再生季產(chǎn)量與有效穗數(shù)相關(guān)性最為密切，其次為每穗實(shí)粒數(shù)[1]。頭季稻穗的灌漿期與再生季的一二次枝梗分化期和穎花分化期同步，養(yǎng)分供求矛盾緊張，限制了再生季靠大穗增產(chǎn)的可能。

1.2再生稻的源特性 再生稻的源包括莖鞘源、葉源和根源。頭季收割后稻樁莖鞘中的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)到再生分蘗，在頭季稻成熟到再生季成穗期間的氮素輸出率高達(dá)37%～49%，再生季齊穗后，稻樁莖鞘的氮素輸出率減少到15%～20%[2]。高位芽對(duì)稻樁莖鞘儲(chǔ)存物質(zhì)的依賴性較低位芽大，高位芽養(yǎng)分主要來(lái)自頭季稻樁貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，低位芽養(yǎng)分的主要來(lái)源是頭季老根和低位芽上萌發(fā)的新根。再生季的葉片凈同化率高于頭季。再生季后期葉片的光合作用積累是籽粒灌漿的主要物質(zhì)基礎(chǔ)和供應(yīng)源[3]。不同節(jié)位葉片的光合速率有顯著差異，葉序從上往下依次為：劍葉＞倒1＞倒2＞倒3＞倒4……等。再生稻的根系主要由兩部分組成，即母莖上留下來(lái)的老根及再生季老根上產(chǎn)生的新根和休眠芽上根原基萌發(fā)產(chǎn)生的新根。新老根系存在一定的互補(bǔ)和制約關(guān)系，高留樁有利于恢復(fù)與維持頭季根系活力，低留樁有利于休眠芽再生根的萌發(fā)，頭季成熟期至再生季齊穗期根系活力直接影響到再生季產(chǎn)量[4]。

1.3再生稻的流特性 主要包括營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸能力和光合產(chǎn)物分配。枝梗過(guò)氧化氫酶的活性是反映營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸能力的重要指標(biāo)，研究表明再生稻齊穗后20d枝梗過(guò)氧化氫酶活性與穗粒數(shù)、產(chǎn)量呈正相關(guān)[5]。頭季后期光合產(chǎn)物一半以上運(yùn)往頭季穗部，分配到頭季倒2節(jié)、倒3節(jié)莖和鞘的光合產(chǎn)物最多，僅8%～10%分配到再生季穗部；再生季的光合作用產(chǎn)物主要分配到再生季稻穗，并以倒2、3、4節(jié)位的稻穗分配比例最大。再生季孕穗期、齊穗期、齊穗后15d的光合產(chǎn)物均以穗部最多，莖內(nèi)次之，鞘內(nèi)最次，芽?jī)?nèi)最少。

1.4再生稻的生態(tài)特性 水分、冠層性狀、溫度、濕度、日照時(shí)間等都會(huì)影響再生稻休眠芽的萌發(fā)和產(chǎn)量形成。休眠芽對(duì)水分的敏感性在頭季稻收割前15d大于收割后，水分脅迫會(huì)導(dǎo)致頭季穗實(shí)粒數(shù)和千粒重下降，嚴(yán)重影響休眠芽的伸長(zhǎng)和萌發(fā)，導(dǎo)致再生季的有效穗不足。再生稻休眠芽萌發(fā)的適宜溫度條件是26.5℃左右，相對(duì)濕度為82.9%，兩者必須同時(shí)滿足，發(fā)苗數(shù)與日照時(shí)數(shù)有關(guān)。改善株間通風(fēng)透光條件、降低濕度，可促進(jìn)休眠芽伸長(zhǎng)。

1.5再生稻的生育特性 水稻地上部分有5～6個(gè)節(jié)，每個(gè)節(jié)上的休眠芽條件適宜時(shí)均可萌發(fā)，但萌發(fā)早遲、生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程因品種和部位不同而各異。莖生腋芽的頭3個(gè)葉原基的分化與母莖葉片伸長(zhǎng)保持相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系，抽穗前按由上而下的節(jié)位順序開(kāi)始一、二次枝梗分化，母莖成熟時(shí)倒2、3芽大多進(jìn)入二次枝梗分化，倒4、5芽大多進(jìn)入一次枝梗分化[6]。頭季收割后再生芽幼穗分化因品種不同而出現(xiàn)兩種類型，即一種是中間節(jié)上的再生芽發(fā)育快，兩頭節(jié)上的再生芽發(fā)育慢，另一種是隨著伸長(zhǎng)節(jié)間上升各節(jié)位再生芽的幼穗分化進(jìn)程加快。不同品種再生芽幼穗分化停止期長(zhǎng)短不同，不同節(jié)位再生芽幼穗分化時(shí)期有差異。

1.6再生稻的化學(xué)調(diào)控 多效唑和赤霉素可促進(jìn)休眠芽伸長(zhǎng)，增加再生季發(fā)苗數(shù)，其中赤霉素還能促進(jìn)再生季早抽穗開(kāi)花。有的認(rèn)為赤霉素結(jié)合促芽肥施用，以延緩頭季早衰，促進(jìn)休眠芽的伸長(zhǎng)，有的認(rèn)為赤霉素在再生季發(fā)苗期時(shí)施用，可增加發(fā)苗數(shù)，有的則認(rèn)為赤霉素在再生季始穗期施用，促進(jìn)下部分蘗早抽穗開(kāi)花，提高結(jié)實(shí)率。筆者認(rèn)為在再生季始穗期使用赤霉素的增產(chǎn)作用大于其他2個(gè)時(shí)期。噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和微肥可緩解高溫干旱對(duì)再生季發(fā)苗的影響，增加有效穗數(shù)[7]。噴施赤霉素和細(xì)胞分裂素可打破再生芽的休眠。再生季始穗期噴施“九二O”可提高結(jié)實(shí)率，增加每穗結(jié)實(shí)粒數(shù)和千粒重，加速灌漿進(jìn)程[8]。

2 再生稻再生機(jī)理

2.1再生機(jī)理及影響因素 再生稻再生力與品種類型，農(nóng)藝操作措施（如促芽肥施用、曬田、病蟲(chóng)害防治、頭季收割成熟度、收割方式），營(yíng)養(yǎng)器官（如根系、葉片、留樁高度）等有關(guān)。高產(chǎn)組合再生稻頭季群體特征主要庫(kù)源指標(biāo)及參數(shù)范圍為：穗粒數(shù)160～190粒，葉粒重比0.0737～0.0827cm2/mg，有效穗232.12～249.40萬(wàn)hm2，結(jié)實(shí)率81.5%～85.7%、千粒重28.6～30.1g[9]。

2.2促芽肥對(duì)再生力的影響 促芽肥能延緩頭季生長(zhǎng)后期綠葉衰老速度，緩解在頭季齊穗后休眠芽的死亡速度，提高葉片的光合速率、低位芽的成活率，增加有效穗數(shù)，優(yōu)化穗粒結(jié)構(gòu)。再生芽成活率、有效穗數(shù)、產(chǎn)量及穗粒結(jié)構(gòu)分別與頭季稻收割時(shí)母莖鞘干物質(zhì)重呈極顯著正相關(guān)。葉片的光合速率提高，增加了光合產(chǎn)物向穗部的輸送比例，相對(duì)減少了母莖鞘貯藏的光合產(chǎn)物向穗部的輸入量。促芽肥施用時(shí)間越早越有利于提高再生稻的再生力，尿素施用量最佳為112.5～225.0kg/hm2不等。

2.3葉片和紋枯病對(duì)再生力的影響 頂3葉的光合產(chǎn)物能基本滿足頭季穗部灌漿結(jié)實(shí)的需要，再生季腋芽的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源在倒4葉及以下葉片。紋枯病會(huì)直接導(dǎo)致稻株基部葉鞘及相應(yīng)節(jié)位的休眠芽發(fā)病枯死，減少再生芽的萌發(fā)基數(shù)，減少光合源數(shù)量。提高水稻再生力要保護(hù)好基部葉片的正常生長(zhǎng)并延長(zhǎng)功能期，務(wù)必搞好紋枯病的防治。

2.4根系對(duì)再生力的影響 再生力與根系干物質(zhì)量和活力密切相關(guān)，再生蘗的生長(zhǎng)發(fā)育依賴于頭季稻樁殘留的根系，再生季稻穗數(shù)與頭季成熟期、再生稻齊穗期的根系機(jī)能呈極顯著正相關(guān)。頭季適當(dāng)曬田有利于提高根系活力，根系形態(tài)發(fā)達(dá)、機(jī)能高而持久，可提高再生力和再生季產(chǎn)量。

2.5收割留樁高度對(duì)再生力的影響 收割留樁高度對(duì)再生力的影響與品種自身的特征特性和收割方式有關(guān)。留樁越高，再生苗萌發(fā)越快，總再生率越高。早稻品種宜留低樁，雜交中秈中早熟品種宜留中樁，雜交中秈遲熟品種宜留高樁。頭季機(jī)械收割，留樁高度35～45cm為宜，早收割的稻樁適當(dāng)留低，遲收割的適當(dāng)留高[10]。再生稻留樁高度的產(chǎn)量效應(yīng)主要表現(xiàn)在對(duì)有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的影響[11]。

3 再生稻高產(chǎn)的關(guān)鍵限制因素及對(duì)策

3.1大面積種植產(chǎn)量不平衡 大面積種植產(chǎn)量不平衡的主要制約因素是因頭季栽插密度過(guò)稀，促芽肥施用量不足不及時(shí)，頭季收割前休眠芽大量死亡等造成有效穗數(shù)不足。加大栽插密度，盡量采取集中連片種植再生稻，組織專業(yè)技術(shù)組加強(qiáng)技術(shù)普及力度和農(nóng)藝操作指導(dǎo)施肥，針對(duì)具體田塊確定促芽肥的施用時(shí)間和施用量，是整體提高再生稻平均產(chǎn)量的有效措施。

3.2頭季機(jī)械收獲對(duì)產(chǎn)量的影響 再生稻頭季機(jī)收會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，江漢平原頭季機(jī)收比人工收割減產(chǎn)8%～30%。為便于收割機(jī)行走，稻田需要在頭季收割前10～15d排水，而此時(shí)高溫天氣加速了再生芽的死亡，收割機(jī)碾壓稻樁，也影響再生芽的萌發(fā)生長(zhǎng)。對(duì)策：選用合適的品種；選用自重較輕的收割機(jī)，適時(shí)卸谷減輕自重；頭季盡可能推遲排水時(shí)間，確保能正常收割的情況下機(jī)械壓損的稻樁不會(huì)陷入泥中。

3.3再生季開(kāi)花期間的低溫危害 秈稻正常開(kāi)花的臨界日均溫是22℃，再生季結(jié)實(shí)率穩(wěn)定在70%以上的臨界日溫度是21℃，確保再生稻避免低溫影響的關(guān)鍵措施時(shí)是保證再生稻在寒露風(fēng)來(lái)臨之前齊穗。對(duì)策：選擇合適熟期的品種；利用覆膜育秧技術(shù)播種提早10～15d，頭季收割期提早4～5d；頭季收割時(shí)高留樁，利用頭季稻樁中上部發(fā)苗早而快的倒3、4節(jié)再生蘗抽穗。

4 未來(lái)研究展望

4.1再生稻產(chǎn)量構(gòu)成規(guī)律和生態(tài)農(nóng)藝措施的互作機(jī)制的定量研究 綜觀先期研究進(jìn)展，對(duì)再生稻的高產(chǎn)機(jī)理和技術(shù)、生態(tài)和農(nóng)藝措施對(duì)再生芽長(zhǎng)的影響研究多為單因素定性研究，缺乏多因素互作機(jī)制的定量研究。品種再生力受到氣候、品種、地力、農(nóng)藝措施等綜合性的影響，我們可以采用人工氣侯室和大田分期播種相結(jié)合的方法，通過(guò)栽插密度、肥料運(yùn)籌、水分管理、栽秧方式等人工調(diào)節(jié)，對(duì)再生稻的產(chǎn)量構(gòu)成規(guī)律——源、庫(kù)結(jié)構(gòu)和頭季生長(zhǎng)后期生理、生態(tài)、病蟲(chóng)害流特性與再生芽生長(zhǎng)、再生季產(chǎn)量之間互作機(jī)制進(jìn)行定量研究，揭示再生稻高產(chǎn)的關(guān)鍵因素和產(chǎn)量構(gòu)成與生態(tài)農(nóng)藝措施之間的關(guān)系和互作規(guī)律，為科學(xué)制定關(guān)鍵栽培技術(shù)和提高肥水利用效率提供指導(dǎo)。

4.2品種再生力控制基因測(cè)定和分子育種研究當(dāng)前選育再生稻品種的主要途徑是從種植表現(xiàn)較好的中稻和晚稻中篩選，適宜品種數(shù)量不多，限制了再生稻的應(yīng)用推廣。從不同的品種在相同的生態(tài)和農(nóng)藝措施條件下具有不同的再生能力可以看出，品種再生力受到遺傳基因控制。我們要培育強(qiáng)再生力品種資源，通過(guò)加強(qiáng)和控制品種再生力的基因測(cè)定并標(biāo)記，深入研究品種再生力的遺傳規(guī)律，同時(shí)開(kāi)展分子育種研究，有目的地雜交配組，加快再生稻品種的選育進(jìn)程。

4.3再生稻全程機(jī)械化或輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)的配套技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究 目前對(duì)再生稻研究多是在人工移栽的條件下開(kāi)展，開(kāi)展適應(yīng)全程機(jī)械化或輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)的再生稻配套技術(shù)研究十分必要。應(yīng)重點(diǎn)從水稻品種類型、機(jī)插時(shí)間和密度、留樁高度、機(jī)收技術(shù)和收割機(jī)的選擇與設(shè)計(jì)、直播時(shí)間及再生季后期管理等方面進(jìn)行研究。另外建議由農(nóng)業(yè)主管部門牽頭，從發(fā)展布局、政策支持、品種選育、關(guān)鍵栽培技術(shù)推廣、再生稻米深度加工銷售、人才培養(yǎng)等全產(chǎn)業(yè)鏈高度進(jìn)行科學(xué)謀劃研究，各環(huán)節(jié)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接和有效的利益分配機(jī)制，共同做大做強(qiáng)再生稻產(chǎn)業(yè)。

4.4再生稻品種和稻米的品牌化研究和實(shí)踐 再生稻的稻米具有安全、環(huán)保、品質(zhì)高、食味佳的特點(diǎn)，具備打造品牌的良好基礎(chǔ)。建議種企和大米加工企業(yè)開(kāi)展強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，開(kāi)展獨(dú)具特色的再生稻米品牌建設(shè)，形成從種到收，從加工到貿(mào)易一條龍式的產(chǎn)業(yè)鏈條，開(kāi)展訂單式生產(chǎn)、規(guī)?；a(chǎn)、集約化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高再生稻的應(yīng)用推廣范圍和經(jīng)濟(jì)效益。

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2017-05-24）