劉德生 張宇飛

（1長江大學(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)鍵限制因素和對策，對再生稻未來研究方向進(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定和分子育種研究，再生稻全程機(jī)械化或輕簡化栽培的配套技術(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算，我國南方稻區(qū)適合種植再生稻的面積達(dá)330萬hm2，而目前再生稻有收面積（再生季產(chǎn)量超過1500kg/hm2）的僅有45萬hm2；當(dāng)前全國再生季產(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，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再生稻的庫特性 再生稻產(chǎn)量的高低取決于庫容量與庫藏物質(zhì)的積累量。衡量庫結(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]。高位芽對稻樁莖鞘儲存物質(zhì)的依賴性較低位芽大，高位芽養(yǎng)分主要來自頭季稻樁貯存的營養(yǎng)物質(zhì)，低位芽養(yǎng)分的主要來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 主要包括營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸能力和光合產(chǎn)物分配。枝梗過氧化氫酶的活性是反映營養(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，芽內(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)間等都會影響再生稻休眠芽的萌發(fā)和產(chǎn)量形成。休眠芽對水分的敏感性在頭季稻收割前15d大于收割后，水分脅迫會導(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。

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保持相關(guān)生長關(guān)系，抽穗前按由上而下的節(jié)位順序開始一、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，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，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。噴施植物生長調(diào)節(jié)劑和微肥可緩解高溫干旱對再生季發(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、病蟲害防治、頭季收割成熟度、收割方式），營養(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hm2，結(jié)實(shí)率81.5%～85.7%、千粒重28.6～30.1g[9]。

2.2促芽肥對再生力的影響 促芽肥能延緩頭季生長后期綠葉衰老速度，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養(yǎng)來源在倒4葉及以下葉片。紋枯病會直接導(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并延長功能期，務(wù)必搞好紋枯病的防治。

2.4根系對再生力的影響 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收割留樁高度對再生力的影響 收割留樁高度對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)械收獲對產(chǎn)量的影響 再生稻頭季機(jī)收會導(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。對策：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)械壓損的稻樁不會陷入泥中。

3.3再生季開花期間的低溫危害 秈稻正常開花的臨界日均溫是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)來臨之前齊穗。對策：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，對再生稻的高產(chǎn)機(jī)理和技術(shù)、生態(tài)和農(nóng)藝措施對再生芽長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)，對再生稻的產(chǎn)量構(gòu)成規(guī)律——源、庫結(jié)構(gòu)和頭季生長后期生理、生態(tài)、病蟲害流特性與再生芽生長、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，通過加強(qiáng)和控制品種再生力的基因測定并標(biāo)記，深入研究品種再生力的遺傳規(guī)律，同時(shí)開展分子育種研究，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)械化或輕簡化生產(chǎn)的配套技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究 目前對再生稻研究多是在人工移栽的條件下開展，開展適應(yīng)全程機(jī)械化或輕簡化生產(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)無縫對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)開展強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，開展獨(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）