開州再生稻產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展

劉忠賢, 王開周, 周 靜, 王文華, 李龍輝, 張 甲

(1.重慶三峽農(nóng)業(yè)科學院， 重慶 萬州 404155; 2.開州區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣中心， 重慶 開州 405499;3.重慶三峽學院， 重慶 萬州 404155)

目前，我國水稻正面臨轉(zhuǎn)型期，雜交水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)已經(jīng)達到一定的高度，再生稻作為一種新的水稻種植模式在我國已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷程。發(fā)展再生稻對我國糧食安全具有一定意義，對我國鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟水平的提升同樣具有積極的作用[1]。再生稻是在頭季稻收獲后的稻樁上，利用休眠芽萌發(fā)生長抽穗結(jié)實再收一季的水稻種植模式[2]。再生稻栽培具有眾多優(yōu)點，最為突出的是縮短了水稻的生育期，同時兼具生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益高，是一種環(huán)境友好型的水稻栽培模式[3]，近年來隨著再生稻技術的逐步成熟，再生稻栽培模式對增加單位面積稻谷產(chǎn)量，提高稻田經(jīng)濟效益具有重要的意義，同時再生稻可有效提高稻田利用率。另外，雜交水稻品種的日益豐富、種植技術的成熟，也為發(fā)展再生稻提供了有利條件，因此，再生稻面積正在逐年增加。

1 開州地理位置

開州隸屬于重慶市，位于重慶市東北部，三峽庫區(qū)小江支流回水末端，介于北緯30°49′30″～31°41′30″與東經(jīng)107°55′48″～108°54′48″之間，北依巴山，南近長江，西與四川省接壤。年平均氣溫18.5 ℃，年總積溫6 675 ℃，無霜期平均為306 d，年平均降水量為1 221.7 mm，年平均日照時數(shù)為1 463.1 h[4]。

2 開州再生稻發(fā)展現(xiàn)狀

開州存在種植一季稻溫熱有余，種植兩季稻熱量不足的情況。因此，發(fā)展“一季中稻+再生稻”成為了當?shù)靥岣咚緩头N指數(shù)，增加水稻產(chǎn)量，提升經(jīng)濟效益的有效途徑，開州部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)在發(fā)展“一季中稻+再生稻”模式上已經(jīng)取得了顯著成效。據(jù)統(tǒng)計，2016—2020年，重慶市開州區(qū)常年蓄留再生稻6 667 hm2左右，再生稻大面積單產(chǎn)200 kg/667 m2，每年可收獲再生稻谷1.98×107kg，為當?shù)剞r(nóng)民年均增收5 336余萬元。2020年，示范區(qū)經(jīng)過現(xiàn)場測產(chǎn)中稻機收蓄留再生稻最高單產(chǎn)達306 kg/667 m2，中稻人工蓄留再生稻最高單產(chǎn)達410 kg/667 m2。2020年11月專家對再生稻米質(zhì)進行品質(zhì)鑒評，鑒評意見為：開州再生稻米粒細長勻稱，色澤晶瑩油亮、有光澤，堊白較少，米飯香味濃郁，粒型完整，咀嚼口味良好。開州“十四五”規(guī)劃提出再建再生稻基地6.7×103hm2，再生稻產(chǎn)業(yè)儼然成為開州區(qū)穩(wěn)糧助增收的一大產(chǎn)業(yè)。

3 再生稻生理生態(tài)特性和栽培技術

3.1 再生稻生理生態(tài)

3.1.1再生稻的生理

再生稻是利用一定的栽培管理方式使頭季水稻收獲后的休眠芽再次萌發(fā)生長進而抽穗結(jié)實的一種水稻種植模式[5]，其養(yǎng)分來源與頭季稻有顯著的差異，頭季稻養(yǎng)分吸收的50%左右貯存在老莖中，剩余50%的養(yǎng)分中，40%左右供應給低位芽供其伸長萌發(fā)過程中養(yǎng)分的需求，剩余10%左右供給高位芽供其再次萌發(fā)生長[6]。有關再生稻頭季與再生季的庫、源之間的關系，周文新[7]研究表明，再生稻頭季與再生季之間的產(chǎn)量存在極顯著正相關。徐富賢等[8]曾用磷元素同位素示蹤技術研究再生稻不同節(jié)位干物質(zhì)和磷的積累量與再生芽、產(chǎn)量之間的關系，結(jié)果表明，莖鞘中的干物質(zhì)量越多，再生芽活芽率及芽長越高；同時再生稻產(chǎn)量與莖鞘中干物質(zhì)積累量呈正相關。再生季葉片凈光合效率高于頭生季，尤其在孕穗至抽穗期，乳熟至蠟熟期更為明顯，再生稻的凈光合速率達到頭季稻的1.5～2.0倍，可見再生季干物質(zhì)主要來自于新生葉片的光合作用[9-10]。再生季莖稈葉片數(shù)較少，葉面積比頭季稻小，葉片一般只有2～4片[11]。

3.1.2再生稻的生態(tài)

再生稻的產(chǎn)量受頭季稻水分管理的影響，徐富賢等[12]研究表明，在頭季稻齊穗15 d以內(nèi)，葉片光合作用生產(chǎn)的有機物質(zhì)主要是送往穗部，物質(zhì)向莖鞘分配少是再生芽死亡率高，伸長緩慢的重要原因之一。穗部灌漿達九成左右，光合作用制造的有機物質(zhì)才開始向莖鞘運輸，此時再生芽的生長進程加快，氮素促進再生芽生長的作用開始表現(xiàn)。通過對比四川瀘縣和福建尤溪縣水稻再生季產(chǎn)量，在采用相同品種，相同生產(chǎn)技術的前提下，畦式栽培、烤田處理能有效增加再生季產(chǎn)量，適度烤田能有效提高水稻根系活力進而增加再生季水稻產(chǎn)量。開州再生稻主要栽培措施是在頭季稻抽穗后15 d進行一次“促芽肥”的施用以及在頭季稻收割后1 d進行“提苗肥”的施用，氮素能夠延緩水稻葉片的衰老，而促芽肥主要是通過增施氮素，增加頭季稻后期葉片的氮含量和凈光合速率，從而提高莖鞘中干物質(zhì)含量增強再生力[6,12-13]。研究表明，促芽肥可顯著提高再生稻季產(chǎn)量，而提苗肥只有在不施用促芽肥的情況下可改善再生季產(chǎn)量，兩者在增加再生季產(chǎn)量的方式上有所不同[14-15]。

3.2 再生稻稻穗的分化特點和品種選育

3.2.1再生稻稻穗的分化特點

水稻再生稻稻穗主要由地上部的休眠芽(也叫潛伏芽)發(fā)育而成，水稻地上部的休眠芽在條件適宜的情況下均可萌發(fā)，不同部位休眠芽的生長發(fā)育進程不同[16]。通過觀察水稻幼穗分化規(guī)律，休眠芽穗在頭季稻幼穗抽出后15 d就已經(jīng)開始分化，并且從低位芽向高位芽開始分化，伴隨著生育進程的推進，水稻位置較低的芽分化速度逐漸變慢，高位芽的分化速度則逐漸加快，低位芽往往因溫度的降低不能抽穗甚至抽穗困難[17]。雜交秈稻再生季幼穗分化優(yōu)勢節(jié)位為倒2、3節(jié)，優(yōu)勢節(jié)位對再生季產(chǎn)量的貢獻率達70%以上[18]，像雜交秈稻低節(jié)位再生芽受高節(jié)位再生芽的抑制作用的再生稻屬于高節(jié)位再生型。雜交粳稻再生季的產(chǎn)量主要來源于基部再生穗，其貢獻率占75%，低節(jié)位腋芽的生長受高節(jié)位腋芽影響較小的再生稻類型，屬于低節(jié)位再生型[19-20]。

3.2.2再生稻品種選育

已有研究表明，不同水稻品種之間再生力差異較大，頭季表現(xiàn)出分蘗力較強，有效穗較多，齊穗期葉粒比大的屬于強再生力品種[21-22]，在選育再生稻品種時，應重點選擇頭季產(chǎn)量高，再生苗數(shù)量多，再生能力強的雜交稻品種，水稻各產(chǎn)量構(gòu)成因素中有效穗貢獻最大，因此，應重點選擇有效穗數(shù)多的水稻品種作為再生稻[23]，爭取多穗是再生稻高產(chǎn)育種的主攻方向之一。在實際生產(chǎn)應用上應選用耐逆性強、生育期適宜、抗性較好的品種[24-25]。重慶市開州區(qū)連續(xù)多年開展優(yōu)質(zhì)再生稻品種篩選試驗，篩選出一批再生能力強，米質(zhì)較優(yōu)，兩季產(chǎn)量穩(wěn)定性好，產(chǎn)量高，抗逆性、抗病性都好的優(yōu)質(zhì)超級稻良種，米質(zhì)達到國家優(yōu)質(zhì)稻標準三級以上，重點推廣宜U 8優(yōu)528、香優(yōu)2115、宜香優(yōu)1108、深兩優(yōu)5814、C兩優(yōu)0861等優(yōu)質(zhì)、超級稻良種。

3.3 再生稻栽培技術

3.3.1頭季稻的收獲期

頭季稻收割時期直接影響頭季稻的產(chǎn)量、再生苗數(shù)量以及能否在適宜條件下抽穗結(jié)實。頭季稻的收割時期應根據(jù)籽粒的成熟度確定，肉眼可見籽粒九成黃熟為收獲標準，但肉眼觀測常常不準確，導致收獲期不易確定，再生稻的收獲期主要考慮到再生季能否多發(fā)快發(fā)再生苗，能否安全度過抽穗揚花期，前人研究表明，頭季稻的收獲應在再生腋芽長出1 cm左右為宜，過短容易造成再生芽伸出困難，過長再生腋芽容易在收獲頭季稻時被割傷[26]。周克安等[27]研究表明，對再生稻綜合效應的影響從大到小為頭季稻的收割時期、促芽肥的施用、紋枯病的防治，頭季稻收割期不宜過早，過早收割頭季稻中的養(yǎng)分尚未“倒流”貯藏葉鞘和莖節(jié)。不同的品種頭季稻收獲后，再生季腋芽的生長發(fā)育有兩種類型，一種是莖桿中部生長發(fā)育較快，兩端生長發(fā)育慢；另一種是從莖稈基部到頂部，幼穗分化進程呈遞增趨勢。

3.3.2再生稻留樁高度

不同地域不同品種的最佳留樁高度有所不同，再生稻留樁的高度影響到休眠芽萌發(fā)的數(shù)量和再生季的生育時期。研究表明，再生秈稻的優(yōu)勢再生節(jié)位為上位，因此，留樁愈長，產(chǎn)量愈高[28-30]。開州區(qū)采用的再生稻品種主要是雜交秈稻品種，雜交秈稻的優(yōu)勢再生節(jié)位為倒二節(jié)、倒三節(jié)，因此適宜留高樁，通過對開州再生稻不同留樁高度對再生季產(chǎn)量營養(yǎng)的研究得知，留樁高度在15～20 cm之間，其再生季有效穗數(shù)、結(jié)實率和千粒重均達到最高水平，留樁過高可有效縮短再生苗的出苗時間，但其穗粒數(shù)、穗實粒數(shù)和千粒重顯著降低；再生稻頭季留低樁可增加再生季幼穗的營養(yǎng)生長期，但由于再生季只留一個再生芽，死亡風險大，且再生季營養(yǎng)生長期過長有可能無法安全度過抽穗揚花期。頭季稻適當高留樁可有效保住全部再生節(jié)位，最大限度利用稻樁殘茬營養(yǎng)，保住更多的葉片使其成為功能葉[31]。但高留樁面臨的最大問題就是頭季稻需要采用人工收割的方式，收獲方式能否采用機械化是再生稻面積能否增加的一個關鍵因素。

3.3.3再生稻的施肥技術

為提高基礎地力保護稻田生態(tài)環(huán)境，開州再生稻著力注重有機肥和化肥的配施，基肥中有機肥占比20%～30%，主要是農(nóng)家肥、餅肥和綠肥，結(jié)合本田耕整深施。開州區(qū)地力中等的田塊再生季氮肥的運籌主要是在頭季稻抽穗后15～20 d進行一次促芽肥的施用，提苗肥可根據(jù)稻田地力情況增施，促芽肥的主要作用是改善頭季稻后期營養(yǎng)，促進再生季多發(fā)快發(fā)再生芽，而促芽肥的主要作用是改善稻穗性狀[32]。前人研究表明，促芽肥的作用主要是因為氮素能夠延緩葉片衰老，通過光合作用增加頭季稻莖稈中殘留的干物質(zhì)量而增強再生力[3,10,33]。徐富賢等[34]認為，促芽肥在頭季齊穗至成熟期間越早施越好，以頭季稻齊穗期施肥最佳，施肥的多少主要根據(jù)田間肥力水平，對頭季稻后期長勢進行觀察，若后期長勢茂盛可以適當少施甚至不用施肥，對那些地力條件較差的缺肥田塊，可適當多施。

3.3.4再生稻的田間管理

水分管理方面，再生季中再生苗萌發(fā)的多少和頭季稻根系活力有著直接的關系，根系活力受水分的直接影響，頭季稻齊穗后間歇性灌溉或者淺灌溉結(jié)合烤田可有效增加根系活力。施肥管理方面，應根據(jù)地力水平，增施有機肥減少化肥施用量，開州地區(qū)中等地力田塊，建議頭季稻施氮總量控制在10 kg/667 m2，再生季施氮總量控制在4 kg/667 m2，再生稻抽穗50%可結(jié)合噴施赤霉素2 g/667 m2+蕓苔素20 g/667 m2+磷酸二氫鉀100 g/667 m2作為葉面肥，既可促進邊緣穗的分化，又可改善稻米品質(zhì)。病蟲害防治方面，在水稻分蘗高峰期和后期，結(jié)合防治螟蟲、稻瘟病、飛虱的基礎上，重點防治紋枯病可培育健壯植株，為多分化壯苗提供基礎。

4 開州再生稻研究方向

4.1 再生稻品種篩選

品種是再生稻發(fā)展的基礎，近年來在科技工作者的不斷努力下，篩選了一批適宜開州再生稻發(fā)展的優(yōu)質(zhì)雜交水稻品種，但目前存在兩個明顯的問題：一是各品種的再生力一般，二是生育期偏長。通過對水稻再生力的遺傳研究表明，再生力基因效應存在加性效應，因此，通過正確的選用親本以及正確的配組方式，可以選育出再生力強的水稻品種[35]，同時引進一些中秈中熟組品種進行地域性試驗。本團隊主要任務是適時引進優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻新品種，進行再生稻品比試驗，以篩選出產(chǎn)量高、米質(zhì)優(yōu)、再生能力強(特別是低位芽再生能力強)、基部節(jié)間短、抗碾壓力強、生育期適中、抗逆性強的再生稻品種[36]，促進開州區(qū)再生稻品種升級換代。

4.2 再生稻專用收割機的研發(fā)

農(nóng)村勞動力的短缺，將成為制約開州再生稻發(fā)展的一個瓶頸，目前改變這種現(xiàn)狀就要將農(nóng)機與農(nóng)藝相結(jié)合，研發(fā)適宜西南地區(qū)蓄留再生稻的專用新型收割機。要求收割機重量較輕、履帶寬度較窄、收割高度可調(diào)節(jié)、并安裝秸桿切碎裝置，從而減少對稻樁的碾壓，減輕對再生芽的損傷。采用配套新型收割機對頭季稻進行收割，既解決了農(nóng)村勞動力缺乏、勞動力成本高、生產(chǎn)效率低的問題。同時，又為再生芽生長發(fā)育創(chuàng)造良好條件，解決再生稻發(fā)展的瓶頸問題。

4.3 開展再生稻施肥技術研究

開州再生稻施肥重點研究促芽肥、發(fā)苗肥的施肥種類和方法，改單一施氮為氮、磷、鉀配合施用，增多再生稻穗數(shù)和每穗穎花數(shù)。同時，采用物理和生物方法防治病蟲，減少化學農(nóng)藥施用，生產(chǎn)綠色稻谷。通過開展再生稻品種篩選、專用收割機研發(fā)、施肥技術研究等技術攻關，組裝集成再生稻高產(chǎn)栽培技術規(guī)程，指導再生稻生產(chǎn)，提高再生稻產(chǎn)量和品質(zhì)。