一種兩收模式下多年生稻產量潛力初探?

程卯 黃光福 李紅平 甲飄 楊曉妹 胡風益 張石來

摘 要：以多年生稻品系PR25和再生稻品種渝粳優(yōu)5029（RR1）、甬優(yōu)1540（RR2）、佳輻占（RR3）、宜優(yōu)673（RR4）、內優(yōu)7075（RR5）為材料，采用單因素試驗探討多年生稻與再生稻產量、產量構成、生育期、SPAD、根系活力等性狀的異同。結果表明：PR25產量與再生稻相比，頭季持平或者略低，第二季PR25產量為471.10 kg/667m2，顯著高于所有再生稻品種，較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增產48.22%、34.79%、60.95%、31.71%、45.58%;周年產量PR25為1 031.63 kg/667m2，亦顯著大于再生稻品種，較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增產5.82%、10.41%、47.00%、13.19%和42.66%。多年生稻PR25再生季的周年產量較再生稻高的主要原因是：多年生稻再生季的單位面積穎花數(shù)、有效穗數(shù)和結實率均高于再生稻的再生季;PR25頭季齊穗后劍葉SPAD衰減幅度較小，劍葉具有較強的光合能力，頭季成熟期根系維持在較高活力水平且再生能力較強;多年生稻再生季營養(yǎng)生長期至營養(yǎng)生長與生殖生長并進期明顯長于再生稻，進而全生育期較再生稻呈延長趨勢，利于干物質積累。

關鍵詞：多年生稻;再生稻;產量及其構成;產量潛力

中圖分類號：S511文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2020）10-0031-05

Abstract： A single factor experiment was conducted to investigate the differences of yield， yield components， growth period， SPAD and root activity between the perennial rice line PR25 and the ratooning rice varieties Yujingyou 5029 （RR1）， Yongyou 1540 （RR2）， Jiafuzhan （RR3）， Yiyou 673 （RR4） and Neiyou 7075 （RR5）. The results showed that： （1） the yield of PR 25 in the first season was approximate to or slightly lower than those of the ratooning rice varieties; in the second season， PR25 yielded 7 066.5 kg/hm2， which was 48.22%， 34.79%， 60.95%， 31.71% and 45.58% higher than RR1， RR2， RR3， RR4 and RR5， respectively， reaching the significant levels; the annual yield of PR25 was 15 474.45 kg/hm2， 5.82%， 10.41%， 47.00%， 13.19% and 42.66% higher than that of RR1 RR2， RR3， RR4 and RR5， respectively， reaching significant increases; （2） the main reason why the annual yield of PR25 in ratooning season was higher than that of ratooning rice was that the number of spikelets per unit area， effective panicles and seed setting rate of PR25 were higher than those of ratooning rice; after full heading， the flag leaf of PR25 had a strong photosynthetic capacity with a slight decrease of SPAD value; at the maturity period of the first season， PR25 maintained a high root activity and a strong regeneration ability; the period from vegetative growth to vegetative-reproductive growth of perennial rice was significantly longer than that of ratooning rice， furthermore， the whole growth period of perennial rice was longer than that of ratooning rice， which was beneficial to dry matter accumulation.

Key words： perennial rice; ratooning rice; yield and its composition; yield potential

再生稻是通過一定的栽培管理措施，使頭季稻收割后稻樁上的休眠芽繼續(xù)萌發(fā)生長成穗而收獲的一季水稻。再生稻具有生育期短、日產量較高、省種省工節(jié)水、生產成本低和效益高等優(yōu)點，是南方稻區(qū)種植一季稻熱量有余而種植雙季稻熱量又不足的稻田提高復種指數(shù)、增加單位面積稻谷產量和經濟收入的有效措施之一[1]。多年生稻為收割后，留下的稻樁安全越冬，第二季或第二年通過栽培手段使其再萌發(fā)成苗，形成新的稻株，如此周而復始，實現(xiàn)水稻一次種植、多（季）年收獲，雙季稻區(qū)可一年收2季，一季稻區(qū)一年收獲1季，可以實現(xiàn)多年連續(xù)收獲;種植多年生稻具有省種、省工等節(jié)本增效的優(yōu)點[2]。Hu等[3]在解析長雄野生稻地下莖無性繁殖特性遺傳規(guī)律基礎上，利用長雄野生稻無性繁殖特性成功培育出系列多年生稻品種（系），包括多年生稻23（PR23）、PR25、PR107等品種（系）。其中，PR23在云南和老撾試種，表現(xiàn)出廣泛的適應性和較強的多年生性[4]，并在2018年通過云南省審定，在云南不同生態(tài)區(qū)種植，產量在年份間基本穩(wěn)定，與當?shù)爻Ｒ?guī)稻品種產量基本持平，米質受大米加工企業(yè)和廣大消費者喜愛。多年生稻從第二季起，省去買種、育秧、犁田、耙田、移栽等環(huán)節(jié)，與再生稻相比可以更加節(jié)約生產成本，大幅度提高效益[5]，目前在云南適宜地區(qū)已經開始推廣種植。而多年生稻品系PR25，比PR23多年生性更強、米質更優(yōu)。

研究表明，從頭季稻收割后到再生稻成熟生育期僅60 d左右，與同期抽穗主季稻源庫流相比，再生稻葉面積指數(shù)為主季稻的1/8～1/5，穗粒數(shù)和產量為主季稻的1/3左右，但齊穗至齊穗后10 d 再生稻光合速率較主季稻高20%～70%，孕穗至成熟期再生稻凈同化率是主季稻的 2.7～6.0倍[6]。成熟期單莖鞘干質量大、莖鞘物質輸出率高，有利于再生稻的高產[7]。徐富賢等[8]研究指出，頭季稻齊穗到成熟葉片SPAD值衰減指數(shù)可作為鑒定再生力的指標。鄭景生等[9]認為再生季稻再生分蘗的生育依賴于頭季稻殘留的根系，再生季稻穗數(shù)及產量與頭季稻成熟期和再生季稻齊穗期根系活力呈極顯著線性正相關。因此，頭季稻成熟期根系傷流量可作為診斷再生力、篩選再生稻品種的重要指標。由此可知，再生稻頭季成熟期物質積累、產量構成、劍葉SPAD值、根系傷流與再生季產量等再生指標密切相關。研究以多年生稻品系PR25和再生稻品種渝粳優(yōu)5029（RR1）、甬優(yōu)1540（RR2）、佳輻占（RR3）、宜優(yōu)673（RR4）、內優(yōu)7075（RR5）為材料，采用單因素試驗探討多年生稻與再生稻產量、產量構成、生育期、SPAD、根系活力等性狀的異同，以期為多年生稻栽培生理基礎研究和生產應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為多年生粳稻品系PR25和再生稻品種渝粳優(yōu)5029（RR1）、甬優(yōu)1540（RR2）、佳輻占（RR3）、宜優(yōu)673（RR4）、內優(yōu)7075（RR5），共6個水稻品種（系）。

1.2 試驗設計

試驗于2018年4—12月在云南省西雙版納傣族自治州景洪市勐龍鎮(zhèn)進行，試驗田地處東經100°39′47″，北緯21°33′34″，海拔高666 m。采用單因素隨機區(qū)組設計，每個品種（系）設3個重復，共18個小區(qū)，小區(qū)面積20 m2，四周設保護行4行以上。

1.3 田間操作與管理

各品種（系）均于2018年4月8日播種，5月7日移栽，株行距20 cm×25 cm，第一季收割后蓄留稻樁高度均為5 cm。頭季肥料純氮用量為12 kg/667m2，氮、磷、鉀施用比例為2∶1∶2，其中，氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥∶保根肥=3∶3∶2∶2施用，磷肥全部作基肥施，鉀肥按基肥∶穗肥∶保根肥=4∶4∶2施用;保根肥為頭季稻齊穗后20 d左右施入。第二季肥料的純氮用量和氮、磷、鉀比例與頭季相同，其中，氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶3∶2施用，磷肥全部作基肥施，鉀肥按基肥∶穗肥=1∶1施用。水分管理：寸水活棵、淺水分蘗、夠苗曬田，拔節(jié)抽穗期保持田間有水、干濕交替壯籽。移栽后5～7 d施用丙草胺、芐嘧磺隆等常規(guī)除草劑除草;在苗期到幼穗分化期做好稻飛虱、南方黑條矮縮病防治，分蘗盛期和破口期做好稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、白葉枯病的防治。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 SPAD值衰減率 于頭季稻齊穗后10 d和成熟期，用SPAD儀測定劍葉SPAD值，直到成熟收割為止。SPAD衰減率=（成熟期SPAD-齊穗后10 d SPAD）/齊穗后10 d SPAD。

1.4.2 根系活力測定 頭季成熟期測定根系傷流量，每個小區(qū)測定3株。具體操作：第1天19：00，在離地面10 cm處割出傷口，用封口袋裝脫脂棉連接在傷口處，次日早上8：30收回，測定脫脂棉重量，計算單株單位時間傷流量。

1.4.3 生育期記載 記載頭季播種期、移栽期、齊穗期、成熟期及收獲期，再生季齊穗期和成熟期的具體時間。

1.4.4 產量及產量構成 頭季每個小區(qū)取12株進行考種，測定結實率、千粒重、每穗粒數(shù)，每個小區(qū)數(shù)30株有效穗，計算理論產量，同時每個小區(qū)取5 m2進行實割測產;再生季取12株進行考種，考察不同節(jié)位有效穗、結實率、千粒重，計算單株產量及不同節(jié)位對產量貢獻率，同時每個小區(qū)取5 m2進行實割測產。

1.4.5 干物質積累 于齊穗期和成熟期取樣，每小區(qū)取3株，洗凈泥沙，測定莖蘗數(shù)，然后去根，將樣品分成莖、葉、穗3部分（成熟期將樣品分成稻草、枝梗、實粒、秕粒4個部分），于105℃殺青20 min， 然后在80℃下烘48 h以上，冷卻至恒溫稱干物重。

1.5 數(shù)據分析

數(shù)據采用Excel和SPSS 23軟件進行整理分析。

2 結果與分析

2.1 多年生稻和再生稻產量及產量構成特點分析

如表1所示，頭季產量為RR1>RR2>PR25>RR4>RR3>RR5，其中RR1產量最高為657.07 kg/667m2，RR2次之為584.83 kg/667m2，PR25排第三，其中PR25與RR2和RR4差異不顯著，但顯著（P<0.05）高于RR3和RR5;再生季產量PR25為471.10 kg/667m2，顯著高于所有再生稻品種，較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增加48.22%、34.80%、60.95%、31.71%、45.58%，周年產量PR25為1 031.63 kg/667m2，亦顯著高于再生稻品種，較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增加5.82%、10.41%、47.00%、13.19%、42.66%。再生稻品種頭季產量和周年產量均以RR1最高，分別為657.07和974.90 kg/667m2，而再生季產量RR4最高，為357.67 kg/667m2?？梢钥闯?，PR25產量與再生稻相比頭季持平或者略低，但再生季和周年產量顯著超過再生稻品種。

如表2所示，總的來看，再生季與頭季比，穎花數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重有所降低，而有效穗數(shù)和結實率均有所增加。頭季單位面積穎花數(shù)為RR2>RR4>PR25>RR1>RR5>RR3，每穗粒數(shù)為RR2>RR4>RR1>PR25>RR5>RR3，千粒重為RR4>RR3>RR5>RR1>PR25>RR2，有效穗數(shù)為PR25>RR1>RR3>RR5>RR4>RR2，結實率為RR1>RR3>PR25>RR2>RR5>RR4>，頭季PR25產量構成各因素與頭季產量趨勢基本一致。PR25再生季單位面積穎花數(shù)、有效穗數(shù)和結實率均大于再生稻，其中穎花數(shù)較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增加10.82%、0.68%、50.76%、35.00%、32.00%，其中除了與RR2差異未達顯著水平，與其他品種差異均顯著;有效穗數(shù)分別增加51.49%、13.34%、6.08%、4.28%、5.52%，除與RR2差異顯著之外，與其他再生稻差異均不顯著;結實率分別增加35.24%、27.57%、11.62%、17.55%、8.89%，每穗粒數(shù)和千粒重均排在第3。從產量構成因素看，多年生稻再生季產量較再生稻高的主要原因是再生季單位面積穎花數(shù)、有效穗數(shù)和結實率高于再生稻。

2.2 多年生稻和再生稻生育期差異分析

各品種再生季全生育期與頭季相比均有所縮短，平均縮短60.7 d，其中齊穗前生育期再生季較頭季平均縮短61.2 d，是造成全生育期縮短的主要原因 （表3）。頭季齊穗期在7月5—27日，成熟期在8月6日—9月1日，全生育期為125～151 d，其中RR5最長，為151 d，RR3最短，為125 d，各品種生殖生長期（齊穗后）差異不明顯，為31～36 d，PR25和RR5最長，為36 d;而營養(yǎng)生長期和營養(yǎng)生長與生殖生長并進期（播種至齊穗期）為93～115 d，是造成全生育期差異的主要階段。再生季各品種齊穗期為9月6日—11月10日，成熟期為10月6日—12月15日，各品種間相差較大;全生期為PR25最長為110 d，較RR1、RR2、RR3、RR4、RR5分別延長36、20、49、41、45 d，再生稻品種全生育期為61～90 d，其中，PR25的營養(yǎng)生長期及營養(yǎng)生長與生殖生長并進期（頭季收獲至再生季齊穗期）為75 d，較RR1、RR2、RR3、RR4、RR5分別延長34、23、44、41、44 d，生殖生長期（齊穗后）差異不明顯。多年生稻和再生稻品種生育期差異主要在營養(yǎng)生長期，而生殖生長期差異不明顯。多年生稻再生季營養(yǎng)生長期至營養(yǎng)生長與生殖生長并進期明顯長于再生稻，進而全生育期較再生稻明顯延長。

2.3 多年生稻和再生稻頭季劍葉SPAD值及根系活力分析

如圖1所示，頭季各品種齊穗后10 d和成熟期SPAD值差異均不顯著，其中，齊穗后10 d PR25、RR1、RR2、RR3、RR4、RR5的劍葉SPAD值分別為38.02、39.06、39.84、39.09、36.77、39.07，成熟期為RR2>PR25>RR5>RR1>RR3>RR4;葉面積衰減率為RR3>RR1>RR4>RR5>RR2>PR25，其中PR25衰減率最低為9.71%，較RR3、RR1、RR4、RR5、RR2分別減少48.38%、43.50%、32.68%、28.34%、15.86%。灌漿結實期各品種SPAD差異不明顯，但是后期SPAD衰減率多年生稻低于再生稻，說明后期多年生稻葉片早衰程度低于再生稻，劍葉光合持續(xù)時間較長。由圖2可知，頭季成熟期單株根系傷流量表現(xiàn)為PR25>RR2>RR4>RR5>RR1>RR3，其中PR25最大，為47.9 mg/h，較RR2、RR4、RR5、RR1、RR3分別增加5.8%、54.3%、92.2%、124.1%、213.3%，其中除了與RR2差異不顯著外，與其他品種差異均達到顯著水平。這說明多年生稻在頭季成熟期仍能保持較高的根系活力。

2.4 多年生稻和再生稻干物質積累分析

再生季與頭季比較，齊穗期和成熟期干物質都明顯減少（表4），頭季齊穗期干物質為RR4>RR5>PR25>RR2>RR1>RR3，其中，RR4最大，為1 265.4?g/m2，RR3最小，為900.2 g/m2，成熟期為RR1>PR25>PR4>RR2>RR5>RR3，其中，RR1最大，為1 825.0?g/m2，RR3最小，為1 303.2 g/m2。再生季齊穗期為RR3>RR4>PR25>RR1>RR5>RR2，成熟期（不含老稻樁）為PR25顯著大于RR1、RR2、RR3、RR4和RR5，分別增加39.93%、28.16%、119.17%、26.14%和48.69%。再生季與頭季相比，多年生稻干物質下降幅度低于再生稻，干物質積累量高于再生稻，是多年生稻產量高于再生稻重要原因之一。

3 結論與討論

水稻產量由單位面積內有效穗效、每穗粒數(shù)、結實率和千粒重構成，這4個因素對再生稻產量的形成都具有重要作用，但作用程度存在明顯差異[10]。再生稻頭季稻產量與每穗粒數(shù)的相關性最密切，其次為穗數(shù)，頭季高產主要是在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎上主攻大穗，形成巨大的庫容量;再生季產量與單位面積穗數(shù)的相關性最密切，其次為每穗粒數(shù)，再生季高產應培育更多的穗數(shù)，形成巨大的庫容量，進而獲得更高產量[11-18]。頭季產量為RR1>RR2>PR25>RR4>RR3>RR5，其中RR1產量最高，為657.07 kg/667m2，RR2次之，為584.83 kg/667m2，PR25排第三位，從產量構成來看，頭季單位面積穎花數(shù)為RR2>RR4>PR25>RR1>RR5>RR3，每穗粒數(shù)為RR2>RR4>RR1>PR25>RR5>RR3，應該說每穗粒數(shù)低于RR2和RR1是產量低于兩者的主要原因。再生季產量為PR25為471.10 kg/667m2，顯著高于所有再生稻品種，較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增加48.22%、34.79%、60.95%、31.71%和45.58%，周年產量PR25為1 031.63 kg/667m2，亦顯著高于再生稻品種，較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增加5.82%、10.41%、47.00%、13.19%和42.66%，再生稻品種頭季產量和周年產量均以RR1最高，分別為657.07和974.90 kg/667m2，而再生季產量RR4最高，為357.67 kg/667m2。再生季PR25單位面積穎花數(shù)、有效穗數(shù)和結實率均大于再生稻，其中，穎花數(shù)較RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分別增加10.82%、0.68%、50.76%、35.00%和32.00%（除了與RR2差異未達顯著水平外，與其他品種差異均顯著）;有效穗數(shù)分別增加51.49%、13.34%、6.08%、4.28%和5.52%（除與RR2差異顯著之外，與其他再生稻差異均不顯著）;結實率分別顯著增加35.24%、27.57%、11.62%、17.55%和8.89%，且差異均達顯著水平。從產量構成因素看，多年生稻再生季產量較再生稻高的主要原因是再生季單位面積穎花數(shù)、有效穗數(shù)和結實率均高于再生稻。