一种两收模式下多年生稻产量潜力初探?

程卯 黄光福 李红平 甲飘 杨晓妹 胡风益 张石来

摘 要：以多年生稻品系PR25和再生稻品种渝粳优5029（RR1）、甬优1540（RR2）、佳辐占（RR3）、宜优673（RR4）、内优7075（RR5）为材料，采用单因素试验探讨多年生稻与再生稻产量、产量构成、生育期、SPAD、根系活力等性状的異同。结果表明：PR25产量与再生稻相比，头季持平或者略低，第二季PR25产量为471.10 kg/667m2，显著高于所有再生稻品种，较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增产48.22%、34.79%、60.95%、31.71%、45.58%;周年产量PR25为1 031.63 kg/667m2，亦显著大于再生稻品种，较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增产5.82%、10.41%、47.00%、13.19%和42.66%。多年生稻PR25再生季的周年产量较再生稻高的主要原因是：多年生稻再生季的单位面积颖花数、有效穗数和结实率均高于再生稻的再生季;PR25头季齐穗后剑叶SPAD衰减幅度较小，剑叶具有较强的光合能力，头季成熟期根系维持在较高活力水平且再生能力较强;多年生稻再生季营养生长期至营养生长与生殖生长并进期明显长于再生稻，进而全生育期较再生稻呈延长趋势，利于干物质积累。

关键词：多年生稻;再生稻;产量及其构成;产量潜力

中图分类号：S511文献标识码：A文章编号：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

再生稻是通过一定的栽培管理措施，使头季稻收割后稻桩上的休眠芽继续萌发生长成穗而收获的一季水稻。再生稻具有生育期短、日产量较高、省种省工节水、生产成本低和效益高等优点，是南方稻区种植一季稻热量有余而种植双季稻热量又不足的稻田提高复种指数、增加单位面积稻谷产量和经济收入的有效措施之一[1]。多年生稻为收割后，留下的稻桩安全越冬，第二季或第二年通过栽培手段使其再萌发成苗，形成新的稻株，如此周而复始，实现水稻一次种植、多（季）年收获，双季稻区可一年收2季，一季稻区一年收获1季，可以实现多年连续收获;种植多年生稻具有省种、省工等节本增效的优点[2]。Hu等[3]在解析长雄野生稻地下茎无性繁殖特性遗传规律基础上，利用长雄野生稻无性繁殖特性成功培育出系列多年生稻品种（系），包括多年生稻23（PR23）、PR25、PR107等品种（系）。其中，PR23在云南和老挝试种，表现出广泛的适应性和较强的多年生性[4]，并在2018年通过云南省审定，在云南不同生态区种植，产量在年份间基本稳定，与当地常规稻品种产量基本持平，米质受大米加工企业和广大消费者喜爱。多年生稻从第二季起，省去买种、育秧、犁田、耙田、移栽等环节，与再生稻相比可以更加节约生产成本，大幅度提高效益[5]，目前在云南适宜地区已经开始推广种植。而多年生稻品系PR25，比PR23多年生性更强、米质更优。

研究表明，从头季稻收割后到再生稻成熟生育期仅60 d左右，与同期抽穗主季稻源库流相比，再生稻叶面积指数为主季稻的1/8～1/5，穗粒数和产量为主季稻的1/3左右，但齐穗至齐穗后10 d 再生稻光合速率较主季稻高20%～70%，孕穗至成熟期再生稻净同化率是主季稻的 2.7～6.0倍[6]。成熟期单茎鞘干质量大、茎鞘物质输出率高，有利于再生稻的高产[7]。徐富贤等[8]研究指出，头季稻齐穗到成熟叶片SPAD值衰减指数可作为鉴定再生力的指标。郑景生等[9]认为再生季稻再生分蘖的生育依赖于头季稻残留的根系，再生季稻穗数及产量与头季稻成熟期和再生季稻齐穗期根系活力呈极显著线性正相关。因此，头季稻成熟期根系伤流量可作为诊断再生力、筛选再生稻品种的重要指标。由此可知，再生稻头季成熟期物质积累、产量构成、剑叶SPAD值、根系伤流与再生季产量等再生指标密切相关。研究以多年生稻品系PR25和再生稻品种渝粳优5029（RR1）、甬优1540（RR2）、佳辐占（RR3）、宜优673（RR4）、内优7075（RR5）为材料，采用单因素试验探讨多年生稻与再生稻产量、产量构成、生育期、SPAD、根系活力等性状的异同，以期为多年生稻栽培生理基础研究和生产应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为多年生粳稻品系PR25和再生稻品种渝粳优5029（RR1）、甬优1540（RR2）、佳辐占（RR3）、宜优673（RR4）、内优7075（RR5），共6个水稻品种（系）。

1.2 试验设计

试验于2018年4—12月在云南省西双版纳傣族自治州景洪市勐龙镇进行，试验田地处东经100°39′47″，北纬21°33′34″，海拔高666 m。采用单因素随机区组设计，每个品种（系）设3个重复，共18个小区，小区面积20 m2，四周设保护行4行以上。

1.3 田间操作与管理

各品种（系）均于2018年4月8日播种，5月7日移栽，株行距20 cm×25 cm，第一季收割后蓄留稻桩高度均为5 cm。头季肥料纯氮用量为12 kg/667m2，氮、磷、钾施用比例为2∶1∶2，其中，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥∶保根肥=3∶3∶2∶2施用，磷肥全部作基肥施，钾肥按基肥∶穗肥∶保根肥=4∶4∶2施用;保根肥为头季稻齐穗后20 d左右施入。第二季肥料的纯氮用量和氮、磷、钾比例与头季相同，其中，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2施用，磷肥全部作基肥施，钾肥按基肥∶穗肥=1∶1施用。水分管理：寸水活棵、浅水分蘖、够苗晒田，拔节抽穗期保持田间有水、干湿交替壮籽。移栽后5～7 d施用丙草胺、苄嘧磺隆等常规除草剂除草;在苗期到幼穗分化期做好稻飞虱、南方黑条矮缩病防治，分蘖盛期和破口期做好稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病、白叶枯病的防治。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 SPAD值衰减率 于头季稻齐穗后10 d和成熟期，用SPAD仪测定剑叶SPAD值，直到成熟收割为止。SPAD衰减率=（成熟期SPAD-齐穗后10 d SPAD）/齐穗后10 d SPAD。

1.4.2 根系活力测定 头季成熟期测定根系伤流量，每个小区测定3株。具体操作：第1天19：00，在离地面10 cm处割出伤口，用封口袋装脱脂棉连接在伤口处，次日早上8：30收回，测定脱脂棉重量，计算单株单位时间伤流量。

1.4.3 生育期记载 记载头季播种期、移栽期、齐穗期、成熟期及收获期，再生季齐穗期和成熟期的具体时间。

1.4.4 产量及产量构成 头季每个小区取12株进行考种，测定结实率、千粒重、每穗粒数，每个小区数30株有效穗，计算理论产量，同时每个小区取5 m2进行实割测产;再生季取12株进行考种，考察不同节位有效穗、结实率、千粒重，计算单株产量及不同节位对产量贡献率，同时每个小区取5 m2进行实割测产。

1.4.5 干物质积累 于齐穗期和成熟期取样，每小区取3株，洗净泥沙，测定茎蘖数，然后去根，将样品分成茎、叶、穗3部分（成熟期将样品分成稻草、枝梗、实粒、秕粒4个部分），于105℃杀青20 min， 然后在80℃下烘48 h以上，冷却至恒温称干物重。

1.5 数据分析

数据采用Excel和SPSS 23软件进行整理分析。

2 结果与分析

2.1 多年生稻和再生稻产量及产量构成特点分析

如表1所示，头季产量为RR1>RR2>PR25>RR4>RR3>RR5，其中RR1产量最高为657.07 kg/667m2，RR2次之为584.83 kg/667m2，PR25排第三，其中PR25与RR2和RR4差异不显著，但显著（P<0.05）高于RR3和RR5;再生季产量PR25为471.10 kg/667m2，显著高于所有再生稻品种，较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增加48.22%、34.80%、60.95%、31.71%、45.58%，周年产量PR25为1 031.63 kg/667m2，亦显著高于再生稻品种，较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增加5.82%、10.41%、47.00%、13.19%、42.66%。再生稻品种头季产量和周年产量均以RR1最高，分别为657.07和974.90 kg/667m2，而再生季产量RR4最高，为357.67 kg/667m2。可以看出，PR25产量与再生稻相比头季持平或者略低，但再生季和周年产量显著超过再生稻品种。

如表2所示，总的来看，再生季与头季比，颖花数、每穗粒数、千粒重有所降低，而有效穗数和结实率均有所增加。头季单位面积颖花数为RR2>RR4>PR25>RR1>RR5>RR3，每穗粒数为RR2>RR4>RR1>PR25>RR5>RR3，千粒重为RR4>RR3>RR5>RR1>PR25>RR2，有效穗数为PR25>RR1>RR3>RR5>RR4>RR2，结实率为RR1>RR3>PR25>RR2>RR5>RR4>，頭季PR25产量构成各因素与头季产量趋势基本一致。PR25再生季单位面积颖花数、有效穗数和结实率均大于再生稻，其中颖花数较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增加10.82%、0.68%、50.76%、35.00%、32.00%，其中除了与RR2差异未达显著水平，与其他品种差异均显著;有效穗数分别增加51.49%、13.34%、6.08%、4.28%、5.52%，除与RR2差异显著之外，与其他再生稻差异均不显著;结实率分别增加35.24%、27.57%、11.62%、17.55%、8.89%，每穗粒数和千粒重均排在第3。从产量构成因素看，多年生稻再生季产量较再生稻高的主要原因是再生季单位面积颖花数、有效穗数和结实率高于再生稻。

2.2 多年生稻和再生稻生育期差异分析

各品种再生季全生育期与头季相比均有所缩短，平均缩短60.7 d，其中齐穗前生育期再生季较头季平均缩短61.2 d，是造成全生育期缩短的主要原因 （表3）。头季齐穗期在7月5—27日，成熟期在8月6日—9月1日，全生育期为125～151 d，其中RR5最长，为151 d，RR3最短，为125 d，各品种生殖生长期（齐穗后）差异不明显，为31～36 d，PR25和RR5最长，为36 d;而营养生长期和营养生长与生殖生长并进期（播种至齐穗期）为93～115 d，是造成全生育期差异的主要阶段。再生季各品种齐穗期为9月6日—11月10日，成熟期为10月6日—12月15日，各品种间相差较大;全生期为PR25最长为110 d，较RR1、RR2、RR3、RR4、RR5分别延长36、20、49、41、45 d，再生稻品种全生育期为61～90 d，其中，PR25的营养生长期及营养生长与生殖生长并进期（头季收获至再生季齐穗期）为75 d，较RR1、RR2、RR3、RR4、RR5分别延长34、23、44、41、44 d，生殖生长期（齐穗后）差异不明显。多年生稻和再生稻品种生育期差异主要在营养生长期，而生殖生长期差异不明显。多年生稻再生季营养生长期至营养生长与生殖生长并进期明显长于再生稻，进而全生育期较再生稻明显延长。

2.3 多年生稻和再生稻头季剑叶SPAD值及根系活力分析

如图1所示，头季各品种齐穗后10 d和成熟期SPAD值差异均不显著，其中，齐穗后10 d PR25、RR1、RR2、RR3、RR4、RR5的剑叶SPAD值分别为38.02、39.06、39.84、39.09、36.77、39.07，成熟期为RR2>PR25>RR5>RR1>RR3>RR4;叶面积衰减率为RR3>RR1>RR4>RR5>RR2>PR25，其中PR25衰减率最低为9.71%，较RR3、RR1、RR4、RR5、RR2分别减少48.38%、43.50%、32.68%、28.34%、15.86%。灌浆结实期各品种SPAD差异不明显，但是后期SPAD衰减率多年生稻低于再生稻，说明后期多年生稻叶片早衰程度低于再生稻，剑叶光合持续时间较长。由图2可知，头季成熟期单株根系伤流量表现为PR25>RR2>RR4>RR5>RR1>RR3，其中PR25最大，为47.9 mg/h，较RR2、RR4、RR5、RR1、RR3分别增加5.8%、54.3%、92.2%、124.1%、213.3%，其中除了与RR2差异不显著外，与其他品种差异均达到显著水平。这说明多年生稻在头季成熟期仍能保持较高的根系活力。

2.4 多年生稻和再生稻干物质积累分析

再生季与头季比较，齐穗期和成熟期干物质都明显减少（表4），头季齐穗期干物质为RR4>RR5>PR25>RR2>RR1>RR3，其中，RR4最大，为1 265.4 g/m2，RR3最小，为900.2 g/m2，成熟期为RR1>PR25>PR4>RR2>RR5>RR3，其中，RR1最大，为1 825.0 g/m2，RR3最小，为1 303.2 g/m2。再生季齐穗期为RR3>RR4>PR25>RR1>RR5>RR2，成熟期（不含老稻桩）为PR25显著大于RR1、RR2、RR3、RR4和RR5，分别增加39.93%、28.16%、119.17%、26.14%和48.69%。再生季与头季相比，多年生稻干物质下降幅度低于再生稻，干物质积累量高于再生稻，是多年生稻产量高于再生稻重要原因之一。

3 结论与讨论

水稻产量由单位面积内有效穗效、每穗粒数、结实率和千粒重构成，这4个因素对再生稻产量的形成都具有重要作用，但作用程度存在明显差异[10]。再生稻头季稻产量与每穗粒数的相关性最密切，其次为穗数，头季高产主要是在稳定穗数的基础上主攻大穗，形成巨大的库容量;再生季产量与单位面积穗数的相关性最密切，其次为每穗粒数，再生季高产应培育更多的穗数，形成巨大的库容量，进而获得更高产量[11-18]。头季产量为RR1>RR2>PR25>RR4>RR3>RR5，其中RR1产量最高，为657.07 kg/667m2，RR2次之，为584.83 kg/667m2，PR25排第三位，从产量构成来看，头季单位面积颖花数为RR2>RR4>PR25>RR1>RR5>RR3，每穗粒数为RR2>RR4>RR1>PR25>RR5>RR3，应该说每穗粒数低于RR2和RR1是产量低于两者的主要原因。再生季产量为PR25为471.10 kg/667m2，显著高于所有再生稻品种，较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增加48.22%、34.79%、60.95%、31.71%和45.58%，周年产量PR25为1 031.63 kg/667m2，亦显著高于再生稻品种，较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增加5.82%、10.41%、47.00%、13.19%和42.66%，再生稻品种头季产量和周年产量均以RR1最高，分别为657.07和974.90 kg/667m2，而再生季产量RR4最高，为357.67 kg/667m2。再生季PR25單位面积颖花数、有效穗数和结实率均大于再生稻，其中，颖花数较RR1、RR2、RR3、RR4和RR5分别增加10.82%、0.68%、50.76%、35.00%和32.00%（除了与RR2差异未达显著水平外，与其他品种差异均显著）;有效穗数分别增加51.49%、13.34%、6.08%、4.28%和5.52%（除与RR2差异显著之外，与其他再生稻差异均不显著）;结实率分别显著增加35.24%、27.57%、11.62%、17.55%和8.89%，且差异均达显著水平。从产量构成因素看，多年生稻再生季产量较再生稻高的主要原因是再生季单位面积颖花数、有效穗数和结实率均高于再生稻。