機(jī)收再生稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)研究進(jìn)展

楊德生 黃見(jiàn)良 彭少兵

（作物遺傳改良全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/湖北洪山實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長(zhǎng)江中游作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢 430070；*通信作者：speng@mail.hzau.edu.cn）

再生稻是指在頭季水稻收獲后采取一定的栽培管理措施，使稻樁莖節(jié)上存活的休眠芽萌發(fā)成蘗，進(jìn)而抽穗結(jié)實(shí)再收獲一季水稻的種植模式[1]。這種“一種兩收”模式在節(jié)本增效上具有較大優(yōu)勢(shì)，是符合我國(guó)水稻生產(chǎn)轉(zhuǎn)型時(shí)期發(fā)展需求的重要?jiǎng)?chuàng)新[2]。一方面，種植再生稻能緩解農(nóng)村勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題。再生稻周年生產(chǎn)中僅需進(jìn)行一次整地、育秧和移栽，而能收獲兩季稻谷，大幅降低了單位稻谷產(chǎn)量的勞動(dòng)力投入和生產(chǎn)成本[3]。另一方面，種植再生稻避免了追求單季超高產(chǎn)所帶來(lái)的壓力與風(fēng)險(xiǎn)。在適宜的栽培管理?xiàng)l件下，再生稻頭季和再生季產(chǎn)量能分別達(dá)到9~10 t/hm2和5~6 t/hm2，實(shí)現(xiàn)了從單季高產(chǎn)到系統(tǒng)高產(chǎn)的轉(zhuǎn)變[4]。

相比于傳統(tǒng)的一季中稻和雙季稻模式，再生稻生產(chǎn)具有更高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益[3,5-8]。主要原因在于，再生稻相比于一季中稻具有更高的年產(chǎn)量，而相比于雙季稻盡管產(chǎn)量略有降低，但大幅降低了生產(chǎn)成本和溫室氣體排放（表1）。由于再生季生育期較短，再生稻尤其適合在溫光資源種植一季稻有余而兩季稻不足的地區(qū)種植[9]?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)和地理信息系統(tǒng)（GIS）的研究表明，我國(guó)約有560 萬(wàn)hm2的稻田適合種植再生稻但不適于雙季稻[10]。另外，再生季稻米具有品質(zhì)優(yōu)、口感好的特點(diǎn)，其品質(zhì)甚至優(yōu)于同時(shí)期抽穗的晚季稻米[11]。由于再生季施肥量少且基本不打農(nóng)藥，再生季稻米符合廣大消費(fèi)者對(duì)食品綠色優(yōu)質(zhì)的需求，因而也具有更高的市場(chǎng)價(jià)值?？傮w而言，再生稻具有高產(chǎn)、高效、綠色、優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)，有利于緩解糧食安全與環(huán)境保護(hù)、國(guó)家需求與農(nóng)民生產(chǎn)實(shí)際，以及糧食高產(chǎn)與綠色優(yōu)質(zhì)之間的矛盾，是水稻可持續(xù)生產(chǎn)的重要方式[2,12]。在廣大科技工作者和農(nóng)技推廣人員的推動(dòng)下，近年來(lái)再生稻在我國(guó)南方稻區(qū)得到快速發(fā)展，全國(guó)再生稻種植面積達(dá)130 萬(wàn)hm2左右[13]，為保障國(guó)家糧食安全做出了重大貢獻(xiàn)。如果將適宜種植再生稻的地區(qū)充分利用，還可增加水稻產(chǎn)量1 690 萬(wàn)t，約占我國(guó)水稻年產(chǎn)量的8%[4]。

表1 不同水稻種植模式下的產(chǎn)量、凈利潤(rùn)和溫室氣體排放強(qiáng)度（GHGI）比較

1 機(jī)收再生稻的發(fā)展

我國(guó)是利用水稻再生技術(shù)最早的國(guó)家，至今已有1 700 余年的悠久歷史[14]。但由于受到水稻品種和栽培技術(shù)的限制，再生稻通常作為一項(xiàng)補(bǔ)欠增收的措施，一直是小面積種植[15]。20 世紀(jì)30—50 年代，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)楊開(kāi)渠教授最早對(duì)再生稻的生物學(xué)特性和栽培技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為我國(guó)再生稻發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[16]。之后，我國(guó)再生稻種植面積出現(xiàn)了2 次發(fā)展高峰。在20世紀(jì)70 年代后期，三系雜交水稻的推廣應(yīng)用促進(jìn)了再生稻的第一次快速發(fā)展[13,17]。1977 年原四川省江津縣（今重慶市江津區(qū)）利用雜交稻作再生稻種植，再生季單產(chǎn)達(dá)到2.9 t/hm2[9]。隨著汕優(yōu)63 等頭季產(chǎn)量高、再生力強(qiáng)的雜交稻組合的育成，南方稻區(qū)逐漸形成了雜交中稻蓄留再生稻的稻作制度，全國(guó)再生稻種植面積和產(chǎn)量均大幅增加[18]。1986 年四川省利用雜交中稻品種蓄留再生稻，當(dāng)年再生季有收面積達(dá)4.6 萬(wàn)hm2，1989 年增長(zhǎng)至45.0 萬(wàn)hm2，成為全球最大的再生稻種植區(qū)[15]。同時(shí)期再生稻種植面積較大的省份（自治區(qū)）還包括湖北、福建、安徽、廣西和云南[19]。1990 年國(guó)家科委把再生稻列為一項(xiàng)糧食增產(chǎn)措施在全國(guó)推廣[9]。湖北省屬于歷年來(lái)蓄留再生稻面積較大且產(chǎn)量較高的省份，1994 年全省再生稻蓄留面積達(dá)7.3 萬(wàn)hm2，再生季平均產(chǎn)量達(dá)3.0 t/hm2[19]。1997 年全國(guó)再生稻種植面積達(dá)75.0 萬(wàn)hm2，再生季平均產(chǎn)量為2.0 t/hm2[20]。福建省尤溪縣于1998—2002 年建立再生稻超高產(chǎn)示范片，通過(guò)采用選育良種、適時(shí)早播、畦式栽培、合理施肥、高留稻樁等栽培技術(shù)，頭季和再生季平均產(chǎn)量分別達(dá)到10.7 和6.5 t/hm2，年產(chǎn)量高達(dá)17.2 t/hm2[21]。然而，在21 世紀(jì)初，由于農(nóng)村勞動(dòng)力不足、生產(chǎn)成本增加、再生季產(chǎn)量低且不穩(wěn)定，以及糧食結(jié)構(gòu)性過(guò)剩等因素，全國(guó)再生稻種植面積急劇下降至33.3 萬(wàn)hm2以下[13]。采用頭季人工收割的傳統(tǒng)再生稻種植方式不再適用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，發(fā)展機(jī)收再生稻成為唯一出路。

為解決頭季機(jī)收環(huán)節(jié)造成再生季減產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)難題，扭轉(zhuǎn)再生稻種植面積持續(xù)走低的生產(chǎn)困境。自2010 年起，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生理生態(tài)與栽培研究中心（CPPC）研究人員聯(lián)合湖北省洪湖市和蘄春縣的農(nóng)技推廣人員開(kāi)展了再生稻高產(chǎn)栽培技術(shù)研究，研究重點(diǎn)是通過(guò)品種選擇和栽培技術(shù)優(yōu)化提高機(jī)收再生稻模式下的再生季產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。湖北省于2013 年成立了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系水稻“一種兩收”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，以彭少兵教授為首席科學(xué)家，通過(guò)多年研究、示范與推廣，集成了“機(jī)收再生稻豐產(chǎn)高效栽培技術(shù)”，該技術(shù)于2017年和2018 年被列為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主推技術(shù)[22]。2013 年湖北省蘄春縣再生稻高產(chǎn)示范片經(jīng)專(zhuān)家測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收，頭季平均產(chǎn)量9.8 t/hm2，頭季機(jī)收和人工收割的再生季平均產(chǎn)量分別為5.2 和6.6 t/hm2，周年產(chǎn)量在15.0 t/hm2左右[2]。2013 年至2020 年，湖北省機(jī)收再生稻種植面積從2.7 萬(wàn)hm2增加到21.3 萬(wàn)hm2[22]。同時(shí)，福建農(nóng)林大學(xué)林文雄教授團(tuán)隊(duì)圍繞機(jī)收低留樁再生稻開(kāi)展了長(zhǎng)期研究，集成了機(jī)插機(jī)收再生稻“三保兩促一攻”高產(chǎn)高效栽培技術(shù)體系，大面積示范片再生季產(chǎn)量達(dá)4.5 t/hm2[1]。該技術(shù)使福建省再生稻種植面積從2012 年的0.5 萬(wàn)hm2增長(zhǎng)至當(dāng)前的3.3 萬(wàn)hm2[23]，并積極推動(dòng)了華南地區(qū)機(jī)收再生稻的發(fā)展。目前，四川和湖南地區(qū)的再生稻種植面積分別達(dá)到38.0 萬(wàn)和26.7 萬(wàn)hm2，位居全國(guó)前列[24-25]。江西、安徽和重慶等地區(qū)的再生稻種植面積在10.0 萬(wàn)hm2左右[26-28]。近10 年來(lái)，機(jī)收再生稻使全國(guó)再生稻種植面積增長(zhǎng)了近3 倍，再生稻迎來(lái)了第二次發(fā)展高峰。

再生稻的快速發(fā)展對(duì)于穩(wěn)定水稻種植面積，保障國(guó)家口糧安全具有重要意義。為此，政府相關(guān)部門(mén)也大力給予政策支持。例如，2016 年原農(nóng)業(yè)部文件《全國(guó)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃（2016—2020 年）》指出，在長(zhǎng)江中下游地區(qū)、華南地區(qū)和西南地區(qū)均可因地制宜發(fā)展再生稻[29]；2022 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部文件《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于大力發(fā)展再生稻，促進(jìn)水稻生產(chǎn)能力提升的指導(dǎo)意見(jiàn)》中強(qiáng)調(diào)“南方省份要把發(fā)展再生稻作為保障國(guó)家糧食安全的一項(xiàng)重要任務(wù)來(lái)抓”[30]；2023 年“中央一號(hào)文件”中首次提到“鼓勵(lì)有條件的地方發(fā)展再生稻”[31]。

2 機(jī)收再生稻的產(chǎn)量和品質(zhì)形成特點(diǎn)

2.1 機(jī)收再生稻的產(chǎn)量形成特點(diǎn)

在華中地區(qū)，本團(tuán)隊(duì)（CPPC）多年田間試驗(yàn)結(jié)果表明，再生稻頭季與一季中稻產(chǎn)量相當(dāng)（圖1）。例如，常規(guī)秈稻黃華占的再生稻頭季和一季中稻平均產(chǎn)量分別為9.3 和9.0 t/hm2，秈粳雜交稻甬優(yōu)4949 的再生稻頭季和一季中稻平均產(chǎn)量分別為10.3 和10.5 t/hm2。在頭季人工收割方式下，再生季產(chǎn)量可高達(dá)頭季產(chǎn)量的72.0%（表2）。與頭季相比，再生季的單位面積有效穗當(dāng)前，我國(guó)水稻生產(chǎn)中常規(guī)履帶式收割機(jī)的碾壓率（履帶碾壓面積與收割面積之比）為40%~50%[40]。例如沃德銳龍4LZ-4.0E 聯(lián)合收割機(jī)的割幅為200 cm，兩條履帶寬度均為45.0 cm，碾壓率為45.0%。在頭季機(jī)收過(guò)程中，當(dāng)水稻種植行距為30.0 cm 左右時(shí)，如果將履帶碾壓嚴(yán)格限制在兩行植株上，可將碾壓率降低至33.3%[41]。由于碾壓區(qū)能收獲一定的再生季產(chǎn)量，加上非碾壓區(qū)邊行能產(chǎn)生邊際效應(yīng)，機(jī)收碾壓導(dǎo)致的產(chǎn)量損失率一般低于碾壓率。

圖1 華中地區(qū)黃華占和甬優(yōu)4949 作再生稻頭季和一季中稻的產(chǎn)量表現(xiàn)

表2 豐兩優(yōu)香1 號(hào)作再生稻種植時(shí)頭季與再生季的產(chǎn)量表現(xiàn)

頭季機(jī)收過(guò)后，再生季碾壓區(qū)與非碾壓區(qū)的水稻長(zhǎng)勢(shì)存在較大差異。碾壓區(qū)稻樁由于遭受到收割機(jī)履帶的碾壓損壞，再生芽萌發(fā)數(shù)量減少且再生芽主要生長(zhǎng)自基部節(jié)間，生育期較非碾壓區(qū)延長(zhǎng)7~20 d[1]。馬曉春[34]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，機(jī)收后再生季碾壓區(qū)和非碾壓區(qū)的理論產(chǎn)量分別為1.2 和3.5 t/hm2，主要原因在于碾壓區(qū)的有效穗數(shù)和總穎花數(shù)僅為非碾壓區(qū)的1/3。肖森[36]試驗(yàn)表明，機(jī)收后再生季碾壓區(qū)的有效穗數(shù)、總穎花數(shù)和生物量均顯著降低，由碾壓區(qū)造成的再生季減產(chǎn)效應(yīng)為7.2%~27.1%。而非碾壓區(qū)邊行存在明顯的邊際效應(yīng)，最高可達(dá)到54.2%，由邊際效應(yīng)帶來(lái)的再生季增產(chǎn)效應(yīng)為6.8%~11.0%。ZHOU 等[39]研究發(fā)現(xiàn)，與頭季人工收割方式相比，機(jī)收后再生季碾壓區(qū)減產(chǎn)66.1%~70.3%，非碾壓區(qū)增產(chǎn)2.7%~10.8%，整體上減產(chǎn)17.6%。ZHENG 等[42]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，同一水稻邊行在頭季與再生季的邊際效應(yīng)分別為98.3%和60.9%，而再生季非數(shù)增加了57.9%，但每穗穎花數(shù)和葉面積指數(shù)僅為頭季的一半。在頭季機(jī)收方式下，由于收割機(jī)在收獲過(guò)程中會(huì)碾壓部分稻樁，使碾壓區(qū)再生芽發(fā)育延遲、生長(zhǎng)受阻，最終造成再生季減產(chǎn)，產(chǎn)量損失率（與人工收割相比頭季機(jī)收的再生季產(chǎn)量損失率）平均為23.6%（表3）。碾壓區(qū)邊行的邊際效應(yīng)為27.6%。這說(shuō)明頭季邊行的邊際效應(yīng)可以延續(xù)到再生季，如果在再生季充分利用非碾壓區(qū)邊行的邊際效應(yīng)，可以在較大程度上補(bǔ)償機(jī)收碾壓帶來(lái)的產(chǎn)量損失，這為預(yù)留機(jī)收行種植方式（在頭季移栽時(shí)預(yù)留出收割機(jī)走道）的再生季增產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)[43]。

表3 不同頭季收獲方式下的再生季產(chǎn)量表現(xiàn)

2.2 機(jī)收再生稻的品質(zhì)形成特點(diǎn)

本團(tuán)隊(duì)前期調(diào)查了湖北省12 個(gè)不同地點(diǎn)的機(jī)收再生稻頭季和再生季的稻米品質(zhì)（所有測(cè)定均在去除秕粒和雜質(zhì)后進(jìn)行），結(jié)果表明，頭季相比于再生季具有更低的整精米率（58.2% vs 65.7%）、直鏈淀粉含量（15.1% vs 19.0%）和堿消值（4.35 vs 5.69），但具有更高的堊白粒率（36.6% vs 10.1%）和堊白度（14.2% vs 2.8%）[44]。整體而言，再生季的加工、外觀和蒸煮食味品質(zhì)均優(yōu)于頭季。這是由于頭季和再生季的灌漿期分別處在7—8 月和9—10 月，灌漿期適宜的氣候環(huán)境決定了再生季更優(yōu)的稻米品質(zhì)[45]。DENG 等[46]、KUANG 等[47]和ZHANG 等[48]從淀粉結(jié)構(gòu)和功能特性上比較了頭季和再生季稻米蒸煮食味品質(zhì)的差異，認(rèn)為再生季稻米的淀粉大小、結(jié)構(gòu)和熱性能均優(yōu)于頭季，從而具有更優(yōu)的糊化特性和口感。莫文偉等[49]比較發(fā)現(xiàn)，頭季人工收割方式下再生季的稻米品質(zhì)優(yōu)于雙季晚稻，并接近于一季晚稻。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)收再生稻再生季收獲時(shí)由于碾壓區(qū)成熟度不足，存在較多青癟粒，造成整精米率下降。鄭常[50]研究發(fā)現(xiàn)，與頭季人工收割方式相比，頭季機(jī)收造成再生季的整精米率降低2.4 個(gè)百分點(diǎn)，整精米產(chǎn)量降低11.4%。ZHENG 等[43]通過(guò)在頭季設(shè)置預(yù)留機(jī)收行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該處理下再生季的加工品質(zhì)與頭季人工收割處理無(wú)明顯差異。以上結(jié)果說(shuō)明了碾壓區(qū)較差的稻米品質(zhì)是造成機(jī)收再生稻再生季稻米品質(zhì)降低的根本原因。

3 機(jī)收再生稻的增產(chǎn)途徑

3.1 研發(fā)專(zhuān)用收割機(jī)降低碾壓率

研發(fā)再生稻專(zhuān)用收割機(jī)是降低機(jī)收碾壓率、提高再生季產(chǎn)量最直接的有效途徑。在目前常規(guī)水稻收割機(jī)的基礎(chǔ)上，通過(guò)降低履帶寬度和增大割幅在理論上均可降低碾壓率。同時(shí)，專(zhuān)用收割機(jī)的設(shè)計(jì)也需滿足頭季收割時(shí)的特殊要求，例如留樁高度不同要求收割機(jī)的割臺(tái)高度具有可調(diào)節(jié)性；頭季收獲時(shí)莖稈粗壯、含水量大要求收割機(jī)具有良好的莖稈切割和脫粒清選能力；為減少秸稈覆蓋稻樁的不利影響要求收割機(jī)具有良好的秸稈粉碎能力；在濕軟田塊收獲時(shí)要求收割機(jī)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等等[51]。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合的角度設(shè)計(jì)并改良了再生稻專(zhuān)用收割機(jī)。張國(guó)忠等[51]最初利用插秧機(jī)的底盤(pán)裝置和窄型水田行走輪設(shè)計(jì)了一種再生稻割穗機(jī)，田間碾壓率低于25.0%，但不具備脫粒清選等功能。盧康等[52]通過(guò)增大割幅和減輕機(jī)器重量設(shè)計(jì)了一種雙割臺(tái)雙滾筒全履帶式再生稻收割機(jī)，割幅達(dá)255.0 cm，履帶寬35.0 cm，直行碾壓率為28.0%。為進(jìn)一步提高田間作業(yè)效率，付建偉等[40]設(shè)計(jì)了一種雙通道喂入式再生稻收割機(jī)，割幅為300.0 cm，履帶寬度40.0 cm，直行碾壓率為27.0%。田間測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明，該收割機(jī)相比常規(guī)收割機(jī)使碾壓率降低16.2%，再生季增產(chǎn)23.9%。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院針對(duì)再生稻專(zhuān)用收割機(jī)的特殊要求設(shè)計(jì)了剛?cè)狁詈蠗U齒脫粒裝置[53]和三角履帶式收割機(jī)底盤(pán)[54]，有效降低了頭季收獲過(guò)程中的籽粒破碎率和碾壓率。重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院根據(jù)西南丘陵山區(qū)地形特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種小型再生稻專(zhuān)用收割機(jī)，該收割機(jī)作業(yè)時(shí)不受稻田水分條件制約，碾壓率低于10.0%[55]。

3.2 優(yōu)化農(nóng)藝措施提高碾壓區(qū)產(chǎn)量

當(dāng)前盡管有多家單位開(kāi)展了再生稻專(zhuān)用收割機(jī)的研究，但仍處于理論和試驗(yàn)階段，離商業(yè)化應(yīng)用還有較遠(yuǎn)距離。因此，通過(guò)優(yōu)化農(nóng)藝措施提高碾壓區(qū)產(chǎn)量是當(dāng)前提高再生季產(chǎn)量的主要途徑。

3.2.1 篩選耐碾壓品種

由于缺乏再生稻專(zhuān)用品種，適用于不同生態(tài)區(qū)的再生稻品種主要從已審定品種中篩選得到，基本要求包括再生能力強(qiáng)、綜合抗性好、生育期適宜、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等等，這些品種在頭季人工收割方式下能獲得較高的再生季產(chǎn)量[22]。但在品種篩選過(guò)程中，由于機(jī)收后再生季碾壓區(qū)的產(chǎn)量貢獻(xiàn)相對(duì)較小，對(duì)于碾壓區(qū)再生芽的生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)注不足。為篩選出耐碾壓能力強(qiáng)的再生稻品種，本團(tuán)隊(duì)近期開(kāi)展了相關(guān)田間試驗(yàn)。即在頭季機(jī)收完成后用收割機(jī)將稻樁全部壓倒，隨后觀察到部分品種的稻樁被壓倒后出現(xiàn)回彈，再生芽成活率高，最終獲得了更高的再生季產(chǎn)量[4]。前人研究表明，莖稈性狀如基部伸長(zhǎng)節(jié)間、形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)以及化學(xué)成分與莖稈強(qiáng)度和彈性特征有關(guān)[56]。在后續(xù)研究中可進(jìn)一步探究這些莖稈性狀與耐碾壓能力之間的關(guān)系，從而為耐碾壓品種的篩選和培育提供理論基礎(chǔ)。

3.2.2 降低留樁高度

降低留樁高度不僅能減輕收割機(jī)對(duì)稻樁的碾壓損壞程度，還能縮小碾壓區(qū)與非碾壓區(qū)再生季生育期的差異，進(jìn)一步發(fā)揮低節(jié)位再生芽的大穗優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到再生季高產(chǎn)的目的。俞道標(biāo)等[57]研究表明，低樁（8.0 cm）機(jī)收相比于高樁（40.0 cm）人工收割使再生季增產(chǎn)24.0%。由于低留樁主要保留了基部節(jié)位，因此選擇低節(jié)位芽再生能力強(qiáng)的水稻品種有利于再生季高產(chǎn)。俞道標(biāo)等[58]認(rèn)為，促進(jìn)低節(jié)位芽早發(fā)多發(fā)和提高結(jié)實(shí)率是低樁機(jī)收再生稻再生季高產(chǎn)的關(guān)鍵，并建議在頭季機(jī)收后早施提苗肥，并于中后期追施穗肥和粒肥。胡香玉等[59]研究結(jié)果也表明，低樁（5.0 cm）機(jī)收后施用提苗肥和穗肥均能顯著提高再生季產(chǎn)量。廣東省于2017—2022 年連續(xù)開(kāi)展了低樁機(jī)收再生稻技術(shù)的生產(chǎn)示范，再生季產(chǎn)量達(dá)到6.9 t/hm2[60]。然而，再生季生育期隨著留樁高度的降低而延長(zhǎng)[33]。因此，低樁機(jī)收再生稻適宜在光溫資源充足的華南地區(qū)（福建、廣東和廣西等省份）推廣，而對(duì)于光溫資源有限的地區(qū)，需采用提高留樁高度、種植早熟品種、適時(shí)早播等措施以保證再生季安全齊穗。例如，安徽地區(qū)采用了短生育期品種機(jī)直播低樁（15.0 cm）機(jī)收再生稻技術(shù)，大面積生產(chǎn)示范區(qū)測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明，17A318（生育期為75~95 d）頭季和再生季的平均產(chǎn)量分別達(dá)到8.9 和6.1 t/hm2[27]。

3.2.3 優(yōu)化頭季水分管理

在機(jī)收方式下，頭季收獲時(shí)的土壤水分狀況顯著影響收割機(jī)對(duì)稻樁的碾壓損傷程度[61]。當(dāng)土壤含水量過(guò)高時(shí)，收割機(jī)在頭季收獲過(guò)程中容易發(fā)生打滑增加碾壓面積，同時(shí)會(huì)將稻樁碾入泥土，嚴(yán)重時(shí)碾壓行基本沒(méi)有再生季產(chǎn)量；土壤含水量過(guò)低則會(huì)加重收割機(jī)履帶對(duì)稻樁的物理?yè)p傷程度。因而保證土壤含水量適中，即曬田至收割機(jī)行走時(shí)履帶不下陷，稻樁被碾壓后會(huì)出現(xiàn)回彈，再生芽萌發(fā)率高[61]。在再生稻生產(chǎn)中，受降雨因素影響或未及時(shí)排水曬田，頭季機(jī)收時(shí)因土壤含水量過(guò)高導(dǎo)致再生季減產(chǎn)的情況更為常見(jiàn)。ZHENG 等[41]利用土壤硬度指標(biāo)界定頭季輕、重曬田處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重曬田將頭季機(jī)收時(shí)的表層土壤硬度提高了42.8%~84.7%（5.0 cm 和10.0 cm 土壤深度的土壤硬度值分別達(dá)到4.05 和7.07 kg/cm2），進(jìn)而顯著提高了再生季碾壓區(qū)的有效穗數(shù)和生物量，最終使再生季增產(chǎn)9.4%。

3.2.4 碾壓區(qū)稻樁扶正

在頭季機(jī)收過(guò)后，將被碾倒的稻樁人工或機(jī)械地進(jìn)行扶正有利于碾壓區(qū)再生芽的生長(zhǎng)[62]。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院進(jìn)行了相關(guān)研究，CHEN 等[63]試驗(yàn)證明，相比于機(jī)收后常規(guī)管理，人工將碾壓區(qū)稻樁扶正顯著提高了再生季的有效穗數(shù)和生物量，使再生季平均增產(chǎn)38.0%。該團(tuán)隊(duì)初步設(shè)計(jì)出一種再生稻機(jī)收碾壓稻樁扶正裝置，但還未結(jié)合田間試驗(yàn)進(jìn)行效果驗(yàn)證[64]。另外，江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院設(shè)計(jì)了一種機(jī)械收割扶正一體化作業(yè)的再生稻碾壓稻樁扶正裝置，同時(shí)具備離地高度自動(dòng)控制系統(tǒng)[65]。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)照處理下碾壓區(qū)相比非碾壓區(qū)的產(chǎn)量損失率為70.2%，使用該裝置后碾壓區(qū)的產(chǎn)量損失率降為38.4%。

3.3 利用邊際效應(yīng)提高非碾壓區(qū)產(chǎn)量

頭季機(jī)收后由于碾壓區(qū)的存在，非碾壓區(qū)邊行因?yàn)檫呺H效應(yīng)表現(xiàn)出一定的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)[36]。在頭季機(jī)收過(guò)后，非碾壓區(qū)由單行和3 行兩部分組成（圖2）。ZHOU等[39]研究表明，與對(duì)照（人工收割后再生季的中間行）相比，非碾壓區(qū)單行和3 行中的邊行分別增產(chǎn)22.9%和8.5%，但3 行中的中間行減產(chǎn)10.1%。ZHENG 等[42]研究發(fā)現(xiàn)，頭季邊行的邊際效應(yīng)能延續(xù)到再生季，使其發(fā)揮更大的邊際優(yōu)勢(shì)。預(yù)留機(jī)收行的應(yīng)用則是將再生季邊際效應(yīng)的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)最大化，即在頭季移栽時(shí)預(yù)留出收割機(jī)走道，充分發(fā)揮再生季的邊際效應(yīng)以補(bǔ)償降低種植密度帶來(lái)的產(chǎn)量損失。本團(tuán)隊(duì)前期試驗(yàn)結(jié)果表明，預(yù)留機(jī)收行種植方式下再生季產(chǎn)量的邊際效應(yīng)為43.9%~74.0%，相比普通機(jī)收方式增產(chǎn)4.6%[43]。

圖2 再生稻頭季機(jī)收后的稻樁群體

4 機(jī)收再生稻的提質(zhì)途徑

4.1 篩選耐高溫品種提高頭季稻米品質(zhì)

頭季由于灌漿期較高的環(huán)境溫度，其加工、外觀和蒸煮食味品質(zhì)均有所下降[44,46,66-67]。主要原因在于，水稻灌漿結(jié)實(shí)期高溫會(huì)加速灌漿速率，造成淀粉顆粒排列不緊密，堊白增加[68]，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致直鏈淀粉含量下降[69]和蛋白質(zhì)含量增加[70]。由于全球氣候變化的影響，極端溫度出現(xiàn)頻率的增加會(huì)進(jìn)一步威脅到優(yōu)質(zhì)稻米的生產(chǎn)[71]，而通過(guò)品種改良培育耐高溫水稻品種可以從根本上解決這個(gè)問(wèn)題。本團(tuán)隊(duì)近期開(kāi)展了針對(duì)性的再生稻優(yōu)質(zhì)品種比較試驗(yàn)，初步篩選了一批頭季稻米品質(zhì)在高溫條件下表現(xiàn)較好且穩(wěn)定的再生稻品種[4]。另外，通過(guò)調(diào)控播期、優(yōu)化水肥管理也有利于改善頭季稻米品質(zhì)[22]。

4.2 優(yōu)化農(nóng)藝措施提高再生季稻米品質(zhì)

再生季灌漿期適宜的溫光條件有利于其形成較優(yōu)的稻米品質(zhì)[49,72]。但由于頭季機(jī)收后再生季碾壓區(qū)的再生芽發(fā)育緩慢，在收獲時(shí)還未完全成熟，導(dǎo)致再生季整體的加工和外觀品質(zhì)降低。肖森[36]研究結(jié)果表明，與頭季人工收割方式相比，機(jī)收后再生季非碾壓區(qū)稻米的加工和外觀品質(zhì)無(wú)顯著差異，但碾壓區(qū)的整精米率降低了5.0 個(gè)百分點(diǎn)，堊白粒率增加了3.0 個(gè)百分點(diǎn)。鄭常[50]研究發(fā)現(xiàn)，在機(jī)收方式下，預(yù)留機(jī)收行種植相比常規(guī)種植使再生季整精米率提高2.8 個(gè)百分點(diǎn)，整精米產(chǎn)量提高9.2%。這些結(jié)果說(shuō)明改善碾壓區(qū)的稻米品質(zhì)是提高再生季稻米品質(zhì)的關(guān)鍵，通過(guò)降低碾壓率和改善碾壓區(qū)再生季的生長(zhǎng)發(fā)育情況有利于提升其稻米品質(zhì)。因此，在上文中（第3 部分）所提到的相關(guān)再生季增產(chǎn)途徑同樣也適用于提高再生季稻米品質(zhì)。相關(guān)研究表明，頭季機(jī)收前重曬田相比輕曬田使再生季整精米率提高2.4 個(gè)百分點(diǎn)[50]；將碾壓區(qū)稻樁扶正相比不扶正顯著提高再生季的整精米產(chǎn)量[73]。

5 總結(jié)與展望

再生稻是一種資源高效和環(huán)境友好的種植模式，對(duì)于提高農(nóng)民種糧效益、穩(wěn)定水稻種植面積、推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展具有積極作用，是可持續(xù)的水稻生產(chǎn)方式。由于再生季的產(chǎn)量表現(xiàn)建立在頭季管理的基礎(chǔ)之上，再生稻的栽培技術(shù)相比于一季中稻和雙季稻更為復(fù)雜。近10 年來(lái)，科研人員圍繞機(jī)收再生稻的品種篩選和栽培技術(shù)開(kāi)展研究，基本解決了頭季機(jī)收造成再生季產(chǎn)量低而不穩(wěn)的卡脖子難題，使機(jī)收再生稻模式得到快速發(fā)展。本文根據(jù)本團(tuán)隊(duì)近年來(lái)開(kāi)展的機(jī)收再生稻研究工作，結(jié)合其他單位已發(fā)表的科研成果，重點(diǎn)介紹了機(jī)收再生稻的產(chǎn)量和品質(zhì)形成特點(diǎn)，并總結(jié)了機(jī)收再生稻增產(chǎn)提質(zhì)栽培技術(shù)的研究進(jìn)展。另外，提高機(jī)收再生稻的穩(wěn)產(chǎn)性同樣十分重要，但本文未作相關(guān)介紹。例如，頭季病害（稻瘟病和紋枯?。?、蟲(chóng)害（褐飛虱和二化螟）和倒伏的發(fā)生均會(huì)造成再生季大幅減產(chǎn)。因此，再生稻生產(chǎn)中需重視頭季病蟲(chóng)害防控工作和優(yōu)化水肥管理以減少倒伏發(fā)生，從而提高再生季的穩(wěn)產(chǎn)性。目前新選育的水稻品種一般具有更強(qiáng)的抗病、抗蟲(chóng)和抗倒伏能力，因而也應(yīng)加強(qiáng)再生稻品種的篩選工作。

為推進(jìn)再生稻持續(xù)發(fā)展，充分釋放再生稻的發(fā)展?jié)摿?，未?lái)在再生稻育種、農(nóng)技推廣和政策支持上應(yīng)有所加強(qiáng)。在再生稻育種方面，當(dāng)前所種植的再生稻品種均來(lái)自品種篩選，機(jī)收再生稻專(zhuān)用品種的選育工作十分滯后。育種家應(yīng)把握時(shí)代機(jī)遇，加強(qiáng)再生稻育種工作，為滿足機(jī)收再生稻的生產(chǎn)需求，重點(diǎn)培育頭季耐高溫、再生季耐碾壓的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種。在農(nóng)技推廣方面，一是根據(jù)當(dāng)?shù)氐馁Y源條件，科學(xué)確定再生稻發(fā)展優(yōu)勢(shì)區(qū)域，整合相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程；二是加大再生稻宣傳力度，開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)和生產(chǎn)示范，推動(dòng)再生稻的進(jìn)一步推廣；三是創(chuàng)新基于再生稻的輪作制度和綜合種養(yǎng)制度，進(jìn)一步提高農(nóng)民的種植效益。在政策支持方面，一是加大機(jī)收再生稻技術(shù)研發(fā)與推廣、再生稻育種和再生稻專(zhuān)用收割機(jī)研發(fā)的資金支持力度；二是完善對(duì)再生季水稻的惠農(nóng)補(bǔ)貼，提高農(nóng)民種植再生稻的積極性；三是加強(qiáng)再生稻米的品牌建設(shè)，提升其市場(chǎng)占有率和市場(chǎng)價(jià)值；四是鼓勵(lì)新型經(jīng)營(yíng)主體種植再生稻，開(kāi)展集中育秧、整地、插秧、施肥、打藥和收獲等專(zhuān)業(yè)化服務(wù)，帶動(dòng)周邊農(nóng)戶發(fā)展再生稻。如果這些措施能穩(wěn)步推進(jìn)，我國(guó)機(jī)收再生稻的面積有望再增加2 倍。