宿根稻正季與越冬季生長發育特性的比較

鄭昌榮，程建峰

（1.江西省玉山縣農業局農產品質量安全檢驗檢測中心，江西玉山 334700；2.江西農業大學，教育部作物生理生態與遺傳育種重點實驗室，江西南昌 330045）

宿根稻是指上年稻樁(含地下部分)越過短日冬季在第2年春夏萌發成苗成穗的多年生水稻[1]。因宿根稻具有保護生態環境、固定水稻親種優勢、節約生產成本和提高水稻產量等優點，我國在明代《農政全書》中就曾有過記載[2]。隨著改革開放的逐步深入，農村勞動力大量轉入城市，造成單位耕地面積上的農業用工急劇減少，甚至撂荒，從而激起了探索省力而豐產的水稻栽培新途徑的設想[3]，為宿根稻的研究和推廣提供了契機。

20世紀70年代以來，宿根稻的應用研究逐漸受到重視[3-4]。依據其越冬方式，一般可分為地下根狀莖越冬和地上休眠芽越冬2種方式[3]。育種工作者對它們進行了大量研究，并選育了一些有推廣和生產潛力的品系(種)。四川省農業科學院李勤修等發現原產非洲的長藥野生稻引種到四川成都可以地下根狀莖越冬[1-4]，江西東鄉野生稻和廣西柳州野生稻也同樣具有宿根性[4-5]。糯89-1由栽培稻田間突變植株培育而成，是一個可直接用于生產的宿根稻品系，依賴于地上莖休眠芽越冬[2]。目前大量文獻表明，以地下根狀莖越冬的宿根稻，適于溫帶以南地區的坡地和荒地[1，6-8]；以地上休眠芽越冬的宿根稻，適于各類沼澤地、低洼地和常規稻田，但有關研究較少[4，9]。該試驗通過對劉野1號和大粒稻（近年來江西省選育的2個以休眠芽越冬的宿根稻）正季與越冬宿根稻生長發育特性的觀測和比較分析，以期闡明以地上休眠芽越冬宿根稻的生長發育規律，為宿根稻品種的選育、耐寒性機理和大面積推廣種植提供理論依據和技術指導，該研究將對解決山區人民的糧食自給和農業可持續發展具有重要的理論價值和實踐意義。

1 試驗材料、環境與方法

1.1 供試材料

以宿根稻——劉野1號和大粒稻為試驗材料。劉野1號由江西省贛州市農業科學研究所選育，具有優良抗寒性的穩定材料，親本為分布最北的東鄉野生稻和培矮64S。大粒稻為農墾58純系種子于1988年搭載“885”科學返地衛星，回收后的種子進行播種栽植，其變異后代又與東鄉野生稻混植后經天然異交和自然越冬選擇而獲得的已趨于穩定的大粒型突變體材料。

1.2 試驗環境

試驗地位于 115.86°E，28.68°N，海拔 46.7 m，年平均相對濕度77.0%，年平均氣溫17.5℃，1月份平均氣溫在4.9℃左右，極限低溫為-7.0℃[10-12]。

1.3 試驗設計

于2004—2005年在江西農業大學植物生理研究室盆栽自然條件下進行單本栽培試驗。劉野1號正季栽培的播種日期為4月13日，越冬宿根為2004年收割的稻樁。大粒稻正季栽培的播種日期為4月8日，越冬宿根為2004年收割的稻樁。每盆4株，4次重復。采用常規栽培管理。

1.4 測定項目與方法

記錄水稻出苗期、始穗期和成熟期，并計算苗始歷期、始成歷期和全生育期。成熟時，每個品種取4株，考察其形態農藝和產量性狀，主要指標包括株高、穗長、穗頸粗、一次枝梗數、二次枝梗數、單株有效穗數、總粒數、空粒數和千粒重，并據此獲得總枝梗數、著粒密度、結實率和單株產量。

2 結果與分析

2.1 宿根稻正季與越冬季生育時期差異

宿根稻越冬季比正季的苗始歷期（成苗至始穗）、始成歷期（始穗至成熟）和全生育期短(表1)，大粒稻越冬季比正季的苗始歷期短11 d、始成歷期短3 d和全生育期短14 d，劉野1號越冬季比正季稻的苗始歷期短12 d、始成歷期短8 d和全生育期短20 d。表1還表明，造成全生育期差異的原因在于越冬季苗始歷期和始成歷期縮短，且苗始歷期大于始成歷期，這可能是由于低溫對休眠芽的萌發和生長就有促進效應。

表1 宿根稻正季與越冬季的生育時期

2.2 宿根稻正季與越冬季形態農藝性狀差異

宿根稻正季與越冬季的形態農藝性狀存在較大差異(表2)。大粒稻和劉野1號正季株高分別比越冬季高14、8 cm；穗長分別比越冬季短3.7、3.6 cm；穗頸粗分別比越冬季窄0.22、0.04 mm；一次枝梗分別比越冬季少1.4、3.4個；二次枝梗分別比越冬季少2.1、18.4個；總枝梗分別比越冬季少4.5、21.8個；大粒稻正季著粒密度比越冬季少12.7粒/10 cm，劉野1號正季與越冬季相當。綜上所述，宿根稻越冬季具有植株較矮、穗較長、穗頸較粗及枝梗數較多的優點，為高產提供了物質基礎。

表2 宿根稻正季與越冬季的形態農藝性狀

2.3 宿根稻正季與越冬季產量及產量構成因素差異

表3表明，宿根稻正季與越冬季的產量及產量構成因素存在明顯差異。大粒稻和劉野1號越冬季單株有效穗數分別比正季多5、2穗/株；穗總粒數分別比正季多7.8、77.0粒/穗；穗實粒數分別比正季多26.9、68.4粒/穗；大粒稻越冬季結實率比正季高29.2%，劉野1號越冬季與正季相當；大粒稻正季千粒重比越冬季重3.60 g，而劉野1號正季比越冬季少0.76 g?？赡苁巧鲜鲈驅е滤薷驹蕉井a量比正季高1倍左右。

表3 宿根稻正季與越冬季的產量及其性狀

3 結論與討論

3.1 宿根稻生育特性

該試驗表明，宿根稻越冬季生育期與正季稻相比相對更短，這可能與2季計算生育期的標準不一致有關。宿根稻越冬季生育期是從出芽到收獲的天數，但正季生育期是從出苗開始到收獲，出苗與出芽是否處在同一生育階段或兩者相差多遠等，目前尚未見相關研究與報道。該研究還表明，宿根稻越冬季生育期比正季稻相對更短主要體現在苗始歷期和始成歷期上，且以苗始歷期的縮短為主，這表明低溫對水稻營養生長期的影響遠大于生殖生長期，意味著宿根稻對溫度的敏感度高于光照[13]。經過2年的調查研究發現，處于高節位的休眠芽其營養生長時間短、始穗早，處于低節位的休眠芽其營養生長時間長、始穗晚，這使得宿根稻成熟先后不一，給收獲帶來一定困難，從某種程度上也影響到米質，因此，這也是今后研究中需要解決的重要問題。

3.2 宿根稻的高產基礎

宿根稻栽培在提高產量上具有一定優越性[1,14-15]。該研究表明，宿根稻越冬季產量比正季要高1倍左右，這是由于越冬季水稻具有較高的單株有效穗數、單株總粒數、穗實粒數和結實率，這與李勤修等的研究存在一致性[3]。前人研究表明，宿根稻越冬季形態農藝特征比正季稻具有根系強大、葉色濃綠、長勢旺、分蘗力和分蘗勢強、成穗率高以及穗大穗勻等優良特性[1]。該研究也表明，越冬季具有植株矮、穗長、穗頸粗和枝梗數較多的優點，這可能是休眠芽內貯藏的養分多于種子，使得宿根苗比種子(實生)苗更健壯，從而為后期的生長發育和高產提供了物質基礎。同時宿根稻具有很強的抗寒性和抗逆性，為節約水能、提高光能利用率和充分利用土壤資源提供了條件，為未來省勞、高產、低成本的水稻生產技術展示新的前景，從而為發展高產農業開拓了新的方向。

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