甬優4949和超優1000在華中地區再生稻種植的氮肥運籌研究

何愛斌 于朋超 陳乾 姜廣磊 王慰親 聶立孝,2,*

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甬優4949和超優1000在華中地區再生稻種植的氮肥運籌研究

何愛斌1于朋超1陳乾1姜廣磊1王慰親1聶立孝1,2,*

(1華中農業大學 長江中游作物生理生態與耕作制度重點實驗室/華中農業大學 植物科學與技術學院，武漢 430070；2長江大學 糧食產業協同創新中心，湖北 荊州，434023；*通訊聯系人，E-mail：nielixiao@mail.hzau.edu.cn)

【目的】研究不同氮肥運籌處理下，超優1000、甬優4949作再生稻種植時的產量、氮肥偏生產力以及再生力的表現，以期為超優1000和甬優4949引入再生稻系統提供理論依據。【方法】試驗為裂區設計，主區為氮肥處理，共設置了6個不同的氮肥處理，分別為N1(120main150ratoon)、N2(120main225ratoon)、N3(185main150ratoon)、N4(185main225ratoon)、N5(250main150ratoon)、N6(250main225ratoon)；品種為副區(甬優4949、超優1000，兩優6326作為再生稻大面積種植的對照品種)。測定不同品種在不同氮肥運籌下株高、分蘗數、葉面積指數、地上部生物量、產量、產量構成因子和成熟籽粒氮含量。【結果】試驗結果表明，在頭季，兩優6326、超優1000、甬優4949最高產量分別為9.16 t/hm2、9.08 t/hm2和11.15 t/hm2，其對應的施氮量分別為185 kg/hm2、120 kg/hm2和185 kg/hm2。三個品種在高施氮量下(225 kg/hm2)的平均再生季產量分別為5.41 t/hm2、4.98 t/hm2、6.02 t/hm2，在低施氮量下(150 kg/hm2)的平均再生季產量分別為5.78 t/hm2、5.41 t/hm2、6.49 t/hm2。然而，三個品種在低氮處理下的氮肥偏生產力均顯著高于高氮處理。綜合產量和氮肥偏生產力，甬優4949的最優氮肥運籌應與兩優6326保持一致(185main150ratoon)，而超優1000在目前的產量水平下的頭季施氮量低于兩優6326(120 kg/ hm2)，而再生季可與兩優6326保持一致。【結論】甬優4949可在華中地區作再生稻種植并且氮肥運籌模式可與兩優6326保持一致，而超優1000由于生育期太長，再生季不能完全成熟，不適合在華中地區作再生稻種植。

再生稻；產量；氮肥運籌

水稻是中國主要的糧食作物之一，中國65%以上的人口選擇稻米作為主食[1]。根據人口增長趨勢，到2030年，中國的水稻產量需增加20%以上才能滿足人們對大米的需求[2]，所以提高我國的水稻產量勢在必行。相對于通過增加單產和耕地面積來說，通過提高復種指數來增產更有利于減少對生態環境的影響[3]，也是更簡潔有效的增產途徑，而再生稻正是提高復種指數的有效措施之一[4]。再生稻是指頭季收獲后，利用稻茬上存活的休眠芽，采取一定的栽培管理措施使之萌發，進而抽穗、開花、結實，再收獲一季水稻的種植模式[5]，具有生育期短、日產量高、省種、省工、節水、調節勞力、生產成本低和經濟效益高等優點。發展再生稻對適應當前農業結構調整、提高糧食產量、確保糧食安全和增加農民收入具有重要意義[6]。但是再生稻還存在很多有待解決的問題，如再生稻品種單一、頭季機械收割對稻樁的碾壓、再生季產量低和賣糧難等。其中，品種是蓄留再生稻的基礎，頭季稻產量高，再生力強是選取再生稻品種的重要指標[4]。華中地區作為再生稻種植的品種多為雜交秈稻，周年產量為15 t/hm2左右[7]。秈粳雜交稻擁有高于常規稻和雜交秈稻的氮肥群體最高生產力，而秈粳雜交稻中又以甬優系列品種最具代表性[8-9]。其中，三系秈粳雜交稻新品種甬優4949在華中地區種植的單季產量可達12~14.6 t/hm2[10-11]。兩系雜交秈稻超優1000 是湖南雜交水稻研究中心用不育系廣湘24S 與恢復系R900 組配而成的新組合，具有穗大、高度抗倒、分蘗能力強等特點[12]，2014 年超優1000在海南三亞小面積試種獲得了14.45 t/hm2的單季產量[13]。超優1000和甬優4949的單季產量均高于華中地區作為再生稻大面積種植的雜交秈稻兩優6326。因此，將超高產品種超優1000和甬優4949引入再生稻系統符合我國當前糧食增產的主題，對進一步提高再生稻系統的周年產量具有重要意義。再生稻采用的施肥管理措施與常規的水稻施肥管理措施存在明顯的差異，常規的水稻施肥管理措施與再生稻種植模式并不匹配。鄭景生等[14]研究表明，雜交稻汕優明86在頭季施氮肥225~300 kg/hm2并加施適量促芽肥處理時，頭季稻和再生季稻生育中后期干物質凈積累量及稻谷產量均最高。陳鴻飛等[15]研究表明，雜交稻Ⅱ優航2 號在頭季施氮量為225 kg/hm2情況下，適當減少再生稻頭季前期施氮比例，增加中、后期施氮比例，即增加穗肥比重，對水稻氮素累積量、干物質生產、產量及氮素利用率具有顯著影響。徐富賢等[16]對不同促芽肥的施用量對雜交稻再生力的影響進行了研究，結果表明，頭季穎花數較多的品種在再生季獲得高產的前提是較高的促芽肥施用量，其促芽肥的尿素施用量應在150~300 kg/hm2。超優1000和甬優4949皆屬于需肥性品種，需要在高氮肥條件下才能獲得高產[11,17]。前人多在一季中稻種植模式下對超優1000和甬優4949 的種植表現進行研究，而對超優1000和甬優4949引入再生稻種植系統的可行性以及兩者作為再生稻種植時的產量表現及氮肥運籌模式還鮮有研究。本研究設置了6個不同的氮肥處理，通過與兩優6326(作再生稻在華中地區大面積種植的雜交秈稻)進行對比，對超優1000(超高產雜交秈稻)，甬優4949(秈粳雜交稻)的產量、需肥量以及再生力等進行研究，以期為將超優1000和甬優4949引入再生稻系統提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017年3－11月在湖北省黃岡市蘄春縣酒鋪村試驗基地(N 30°14′, E 115°25′)進行，水稻供試品種為當地已推廣種植的雜交秈稻兩優6326、秈粳雜交稻甬優4949以及超高產雜交秈稻超優1000。其中，超優1000由不育系廣湘24S 與恢復系R900 選育而成，具有穗大、高度抗倒、分蘗能力強等特點，種子由湖南雜交水稻研究中心提供。甬優為4949由“甬粳49A”作母本，“F9249”作父本選育而成的三系秈粳雜交稻品種，具有株型緊湊，穗粒數多等特點，由武漢佳禾生物科技有限責任公司提供。試驗田為多年水稻田，土壤基本狀況如下：pH值4.57，土壤有機質含量30.04 g/kg，速效磷含量12.62 mg/kg，速效鉀含量168.50 mg/kg，全氮含量0.25%。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

采用大田試驗，裂區試驗設計，以氮肥處理為主區，品種為副區，頭季三種氮肥處理(折合純氮120、185、250 kg/hm2)，再生季兩種氮肥處理(折合純氮150、225 kg/hm2)，共6種氮肥處理組合，分別為N1(頭季120 kg/hm2，再生季150 kg/hm2，120main150ratoon)，N2(120main225ratoon)，N3(185main150ratoon)，N4(185main225ratoon)，N5(250main150ratoon)，N6(250main225ratoon)，供試品種為兩優6326、超優1000和甬優4949。4次重復，共計72個小區，小區面積為32 m2。

1.2.2 田間管理

3月16日播種，4月19日移栽，雙本移栽且移栽密度為13.3 cm×30.0 cm。試驗過程中施用的肥料均為單質肥，其中氮肥為尿素(含N 46.4%)，磷肥為過磷酸鈣(12% P2O5)，鉀肥為氯化鉀(60% K2O)。頭季氮肥施用量分別為120、185、250 kg/hm2(純N)，按基肥∶分蘗肥∶幼穗分化肥=1∶1∶1的比例施用；頭季鉀肥施用量為120 kg/hm2(純K)，按基肥∶幼穗分化肥=1∶1施用；頭季磷肥施用量為40 kg/hm2(純P)，作基肥一次性施用。再生稻氮肥施用量分別為150、225 kg/hm2(純N)，按促芽肥∶提苗肥=1∶1的比例施入。再生季2，作促芽肥一次性施用。再生稻促芽肥于頭季齊穗后15 d結合灌水施用，提苗肥于頭季收割后3 d結合灌水施用。頭季苗期濕潤管理，分蘗期至齊穗期保持淺水層(3~5 cm)，齊穗期至收獲期干濕交替管理。頭季收割后立即灌水，保持水層(3~5 cm)直至收獲。頭季采用人工收割，留樁高度保留至倒2節(約40 cm左右)。

田間病蟲害采用統一管理，根據植保部門的預測預報, 重點防治紋枯病、稻瘟病、葉蟬、稻飛虱及螟蟲危害。

1.3 測定項目及其方法

1.3.1 氣象數據的采集

在整個大田生育期使用AWS 800(Campbell Scientific. Inc, 美國)小型農業氣象站進行數據收集。記錄的氣象數據指標包括輻射量、最高溫度、最低溫度、平均溫度和降雨量等。

（3）認同人類對遺傳物質本質的探索是連續且不斷深化的過程；認同科學技術和科學發展是相輔相成的關系，技術進步促進科學發展，科學發展反過來又會促進科學技術的進一步提升；分析艾弗里和蔡斯的實驗過程，養成嚴謹、認真和實事求是的科學態度。

1.3.2 土樣的采集

基肥施用前3 d內進行土壤取樣，采用土壤取樣器取田間表層0~20 cm處的土壤。每個大區采用對角取樣法取5個點的土樣，然后混合，4次重復。采集后的土樣于室內自然風干，然后碾碎從中稱取約200 g粉樣進行土壤分析。測定項目包括土壤有機質含量、pH值、全氮含量、速效磷含量、速效鉀含量。

1.3.3 生育期記載

準確記錄全生育期(頭季和再生季)水稻關鍵時期對應的日期。

1.3.4 干物質

分別于頭季和再生季的齊穗期、成熟期取樣。每個小區取0.5 m2植株，在室內測定株高、分蘗數、有效穗數、齊穗期葉面積(葉面積儀：LICOR- 3100)，并將其分割為稻樁、莖鞘、穗、葉器官，分別裝于網袋，然后在105℃烘箱中殺青0.5 h，再在80℃烘箱中烘干至恒重，并用百分位電子稱稱量，以計算干物質產量、葉面積指數等指標。

1.3.5 產量及其構成的測定

每小區選取5 m2進行實割測產，用谷物水分儀(LDS-1G)測定籽粒含水量，然后稱量，按14%的含水量換算產量。于成熟期取0.5 m2植株樣品手工脫粒，手工去除籽粒中混雜的枝梗，然后采用水選法將飽粒和非飽粒分開，風干后再用風選機將半飽粒與空粒分開。稱量飽粒、半飽粒、空粒的總質量，然后分別從中取小樣。從飽粒中取3個25 g的小樣，從空粒中取3個2 g的小樣，分別數每個小樣的粒數和全部半飽粒數。然后置于80℃烘箱中烘干至恒重，稱干質量(采用精度0.001 g天平)。最后完成產量構成因子(單位面積穗數、每穗穎花數、結實率、千粒重、生物量和收獲指數)的計算。

1.3.6 再生芽生長動態調查

頭季收割后，每小區標記12株水稻，每隔3 d記錄一次再生芽數量，直至數量不再增加。

1.3.7 氮素含量的測定

基于半微量凱氏定氮法，測定成熟期籽粒氮含量，樣品經濃硫酸消煮處理后，采用間斷式流動分儀進行含氮量測定[18]。其中,氮肥偏生產力(kg/kg)由籽粒產量與施氮量的比值計算而來(PFPN=籽粒產量/施氮量)。

1.4 統計分析

采用Excel 2007軟件進行數據整理；Statistix 9 軟件進行統計與顯著性分析；SigmaPlot 10.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 全生育氣象數據

2017年氣象數據從播種日期3月16日開始記錄，一直到11月中旬，包括全生育期的溫度、光照輻射、降雨量分布等氣象數據。頭季以及再生季生育期內的溫度、輻射量以及降雨量分布如圖1所示。水稻整個生育期未受到極端高溫天氣的影響，但是由于6月下旬和7月上旬連續陰雨天氣，導致田間長時間淹水，對水稻生長發育產生了不利的影響。7月底至8月上旬連續降雨伴隨大風，部分小區發生了倒伏。

2.2 不同氮肥運籌對兩優6326、超優1000及甬優4949生育期的影響

增施氮肥延長了兩優6326和甬優4949的全生育期，但對超優1000的全生育期無影響。由表1可知，超優1000和甬優4949的周年全生育期均長于兩優6326，其中超優1000周年生育期最長比兩優6326長18 d左右，甬優4949周年生育期比兩優6326長10 d左右，主要由于超優1000和甬優4949的頭季生育期長于兩優6326，再生季三個品種生育期基本一致。在本研究中，甬優4949再生季齊穗期為9月15日，超優1000再生季齊穗期為9月22日，且華中地區再生稻再生季安全齊穗期為9月20日。因此，兩優6326和甬優4949均可安全齊穗，超優1000不能安全齊穗。頭季增施氮肥，兩優6326和甬優4949頭季生育期延長，而超優1000在頭季三個氮肥水平下的生育期一致；再生季增施氮肥對生育期無影響，且三個品種表現一致。

圖1 全生育時期光照輻射、降雨量及溫度

Fig. 1. Temperature (daily maximum, daily average and daily minimum), solar radiation and rainfall during the rice-growing season.

2.3 不同氮肥運籌對兩優6326、超優1000及甬優4949頭季產量及其構成的影響

在頭季，甬優4949的最優施氮量與兩優6326相似，為185 kg/hm2，而超優1000的最優施氮量則低于兩優6326，為120 kg/hm2。兩優6326頭季產量在185 kg/hm2氮處理下達到最大值且顯著高于120 kg/hm2氮處理，但與250 kg/hm2氮處理下的產量無顯著差異。甬優4949在不同氮處理下的產量表現趨勢與兩優6326一致。超優1000在120 kg/hm2氮處理下獲得了最高產量，且三個氮處理之間的產量均無顯著差異。三個品種間的產量表現為甬優4949>兩優6326>超優1000，其中甬優4949產量顯著高于其他兩個品種，而兩優6326與超優1000的產量無顯著差異。各品種的生物量隨著氮肥施用量增加而增加，兩優6326和甬優4949在120 kg/hm2氮處理的生物量顯著低于250 kg/hm2氮處理，而超優1000的三個氮處理間的生物量均無顯著差異，甬優4949的生物量顯著高于其他兩個品種，而兩優6326和超優1000的生物量無顯著差異。不同氮肥處理下的收獲指數無顯著差異，三個品種趨勢一致。產量構成因子方面，隨氮肥施用量增加，各品種單位面積穗數也隨之增加。兩優6326在250 kg/hm2氮處理下的有效穗數最多顯著高于其他兩個氮肥處理，120 kg/hm2和185 kg/hm2施氮量下的有效穗數無顯著差異。超優1000的三個氮處理間的單位面積穗數均無顯著差異，甬優4949在120 kg/hm2施氮條件下的單位面積穗數顯著低于其他兩個氮處理。甬優4949與超優1000的每穗穎花數均顯著高于兩優6326。甬優4949在120 kg/hm2施氮量下的結實率顯著高于其他兩個氮處理，且甬優4949的結實率顯著高于超優1000和兩優6326。氮肥主要通過影響品種的生物量和單位面積穗數來影響頭季產量，氮肥施用量增加，生物量和單位面積穗數均增加。甬優4949頭季產量在三個品種中最高，主要是由于其生物量、收獲指數、每穗穎花數和結實率高于其他兩個品種。

表1 不同氮肥運籌對兩優6326、超優1000及甬優4949生育期的影響

表2 不同氮肥運籌對兩優6326、超優1000及甬優4949頭季產量及其產量構成的影響

不同小寫字母代表同一品種不同處理間差異達顯著水平(<0.05)。同列平均值(Mean)后不同大寫字母表示品種間差異達顯著水平(<0.05)。

Different lowercase letters in the same column represent significant difference amony treatments(＜0.05). Different uppercase letters after the mean values in the same column represent significant difference among treatments (＜0.05).

表3 不同氮肥運籌對兩優6326、超優1000及甬優4949的再生季產量及其構成的影響

不同小寫字母代表同一品種不同處理間差異達顯著水平(<0.05)。同列平均值(Mean)后不同大寫字母表示品種間差異達顯著水平(<0.05)。

Different lowercase letters in the same column represent significant difference amony treatments(＜0.05). Different uppercase letters after the mean values in the same column represent significant difference among treatments (＜0.05).

2.4 不同氮肥運籌對兩優6326、超優1000及甬優4949再生季產量及其產量構成的影響

再生季增施氮肥，三個品種的再生季產量均沒有顯著增加，且三個品種的最優施氮量相同。三個品種在N5(250main150ratoon)處理下的產量均低于其他5個處理。品種在不同氮肥運籌下的平均再生季產量表現為甬優4949>兩優6326>超優1000。兩優6326 N1(120main150ratoon)處理下的生物量顯著低于其他5個處理，而超優1000和甬優4949 的生物量在各個處理間均沒有顯著差異。再生季的收獲指數表現為甬優4949>兩優6326>超優1000，其中甬優4949顯著高于其他兩個品種，而兩優6326與超優1000之間無顯著差異。兩優6326 N1(120main150ratoon)處理下的單位面積穗數顯著低于其他5個處理，其他5個處理之間無顯著差異；甬優4949單位面積穗數顯著低于其他兩個品種。超優1000和甬優4949 在N5(250main150ratoon)處理下的每穗穎花數均顯著低于其他5個處理，而其他5個處理之間無顯著差異。品種在不同氮肥運籌下的平均結實率的表現為甬優4949>兩優6326>超優1000，且差異顯著。對三個供試品種而言，再生季增施氮肥能提高產量，但是提高的幅度為6.7%~8.6%，增幅并不大；氮肥主要是通過影響品種的單位面積穗數來影響再生季產量，氮肥施用量增加，單位面積穗數增加；甬優4949在三個品種間再生季產量最高，主要是由于其生物量、收獲指數、每穗穎花數以及結實率的優勢。

2.5 不同氮肥運籌對兩優6326、甬優4949和超優1000再生芽生長的影響

三個品種的再生芽數量均經歷了“快速增長-緩慢增長-緩慢減少”的過程，增施氮肥促進了再生芽的萌發與生長(圖2)。在頭季施氮量相同的情況下，再生季在施氮量為225 kg/hm2處理下的再生芽數量高于150 kg/hm2處理，三個品種趨勢一致。再生季再生芽萌發數表現為超優1000>兩優6326>甬優4949；其中，超優1000的最高再生芽數達到466個/m2，兩優6326的最高再生芽數為449個/m2，而甬優4949的最高再生芽數為395個/m2，在三個品種中最低。

2.6 不同氮肥運籌對兩優6326、超優1000及甬優4949的籽粒氮素含量以及氮肥偏生產力的影響

在再生季，增施氮肥顯著增加了籽粒氮素含量，但顯著降低了氮肥偏生產力。隨著施氮量的增加，頭季和再生季的籽粒氮素含量均呈增長趨勢，三個品種趨勢一致(表4)；在頭季，兩優6326高氮(250 kg/hm2)處理下的籽粒氮素含量顯著高于低、中氮處理，而超優1000和甬優4949的三個氮處理下的籽粒氮素含量無顯著差異。甬優4949頭季的籽粒氮素含量顯著高于其他兩個品種，其再生季的籽粒氮素含量仍顯著高于超優1000，但與兩優6326無顯著差異。隨著施氮量的增加，氮肥偏生產力則會降低，各個氮肥處理之間差異顯著，且在兩個季度和三個品種之間氮肥偏生產力與施氮量趨勢一致。甬優4949在頭季和再生季的氮肥偏生產力和籽粒氮素含量均顯著高于超優1000和兩優6326。

圖2 兩優6326、超優1000及甬優4949頭季收獲-再生季齊穗期的再生芽生長動態

Fig. 2. Growth dynamics of regenerated buds in ratoon rice under various nitrogen treatments.

表4 不同氮肥處理下兩優6326、超優1000及甬優4949的籽粒氮素含量以及氮肥偏生產力

不同小寫字母代表同一品種不同處理間差異達顯著水平(<0.05)。同列平均值(Mean)后不同大寫字母表示品種間差異達顯著水平(<0.05)。

Different lowercase letters in the same column represent significant difference among treatments(＜0.05). Different uppercase letters after the mean values in the same column represent significant difference among treatments (＜0.05).

3 討論

本研究表明兩優6326、超優1000和甬優4949在頭季對應的最優施氮量分別應為185 kg/hm2、120 kg/hm2和185 kg/hm2(表2)，而在再生季，增施氮肥(225 kg/hm2)并沒有進一步增加各品種的再生季產量，反而顯著降低了各品種的氮肥偏生產力(表3和表4)，因此，本研究中兩優6326和甬優4949在再生季的最優施氮處理均為150 kg/hm2、超優1000再生季的最優施氮量為120 kg/hm2。綜合頭季以及再生季的施氮量，在華中地區，兩優6326和甬優4949的最優施氮模式均為N3(185main150ratoon)。本研究結果表明，甬優4949在華中地區作再生稻種植時，均不需要增加氮肥的施用量。兩優6326和甬優4949頭季均在185 kg/hm2處理下獲得了最高產量，但最高氮肥偏生產力對應的氮肥處理為120 kg/hm2，兩優6326和甬優4949在氮肥利用效率方面仍能有所提升，可以對兩者的氮肥運籌進行更為深入的研究，從而提高氮肥利用效率，獲得更高產量。錢太平等研究表明，當頭季和再生季施氮量分別為215 kg/hm2和122 kg/hm2時，再生稻系統的周年產量達到了12.2 t/hm2 [19]。劉丹等[20]研究表明，頭季和再生季氮肥運籌分別為200 kg/hm2和100 kg/ hm2時，周年產量可達到13.7 t/hm2。謝春甫等[21]研究表明，頭季和再生季的氮肥運籌分別為195 kg/hm2和105 kg/hm2時，再生稻系統周年產量達到13.9 t/hm2。Dong等[7]最近研究表明頭季和再生季的氮肥用量均為150 kg/hm2時，周年產量達到13 t/hm2左右。綜上所述，前人在華中地區種植再生稻時頭季的氮肥施用量范圍為180~250 kg/hm2;再生季的氮肥施用量范圍為100 kg/hm2~150 kg/hm2。本研究的最佳氮肥運籌為N3(185main150ratoon)與華中地區再生稻氮肥運籌范圍基本一致。其次，不同地區土壤肥力有所差異，前人就測土配方施肥進行了大量的研究；劉芳等[22]研究表明，湖北土壤的全氮含量、有效磷、速效鉀、有機質和pH分別為1.329 g/kg、15.48 mg/kg、111.36 mg/kg、21.46 mg/kg和6.44；而本研究中土壤全氮含量、有效磷、速效鉀、有機質和pH分別為0.25%、12.62 mg/kg、168.50 mg/kg、30.04 mg/kg和4.57，試驗地土壤肥力在華中地區及全國屬于中等偏上水平。因此，甬優4949可以在華中作為再生稻種植，N3(185main150ratoon)可作為田間施用參考模式，其最優氮肥運籌與本地區的土壤養分含量有關，有待進一步的深入研究。

生育期是品種能否作為再生稻種植的關鍵因素之一。品種生育期過長會導致再生季齊穗期及齊穗期以后遭遇低溫，使得水稻不能安全齊穗、灌漿，從而影響灌漿結實，導致再生季減產，其適宜推廣面積會有所減少；生育期太短則不利于光合產物的積累，生育期過長過短均不利于高產。王書裕等研究表明水稻灌漿期遭遇低溫會導致灌漿不完整[23]。超優1000在華中地區作再生稻種植時，雖然再生力最高、再生芽數最多，但其周年生育期過長，再生季存在不能安全齊穗的風險，且本研究表明超優1000在再生季齊穗期超過安全齊穗期9月20(表1)，導致其再生季結實率低(表3)，進而導致再生季產量低，故其不適合在華中地區作再生稻種植，應選擇溫光資源更為充足的地區作再生稻種植。

再生稻擁有悠久的種植歷史，但因再生季產量低、再生力不強和品種單一等原因，其主要作為一種減災措施，因此種植面積并不大[24]。但是，近年來隨著單產和種植面積的提高以及相關政策的支持，再生稻種植面積逐年增加，尤其在湖北省[25]。由于再生稻推廣品種單一，再生稻品種的選育與篩選尤為重要。本研究旨在把超高產秈梗雜交稻代表品種甬優4949和超高產雜交秈稻代表品種超優1000引入再生稻種植系統，結果表明甬優4949適合華中地區種植。目前再生稻產量仍處于較低水平，引用更多類型的水稻品種在華中地區作再生稻種植來實現提高周年產量有待進一步的探究。其次，再生稻具有品質優等特點，在篩選再生稻品種時，水稻的高產與優質是一個重要的考慮因素。本研究結果表明甬優4949在華中地區做再生稻種植時，其頭季產量和再生季產量均顯著高于對照品種兩優6326(表3)，但其稻米品質還未見報道，有待進一步的研究。前人研究表明稻米品質受氮肥的施用時期和施用量的影響，施氮過多，增加稻米的蛋白質含量，使籽粒變硬，糊化溫度升高、膠稠度變短影響稻米蒸煮食味品質，施氮過少，產量不高[26-29]。王德仁等[30]研究表明，增施氮肥顯著增加糙米中蛋白質含量。稻米蛋白質含量稻米的食味品質呈負相關[31-33]。因此，在引用其他品種作再生稻種植時，其最優氮肥運籌還應綜合考慮施氮量對稻米品質的影響。

綜上所述，將優良的品種引入再生稻系統對于促進再生稻的發展，保證糧食安全和改善稻米品質具有重要意義。因此，在引進優良品種作再生稻種植時，應充分考慮品種的生育期和根據土壤肥力設計高產優質的氮肥運籌模式。

4 結論

本研究結果表明，甬優4949需氮量與兩優6326基本一致，然而，與兩優6326相比,甬優4949具有明顯的產量優勢，周年生育期也較為適宜，為達到增產目的，可以選擇甬優4949在華中地區作再生稻種植，而超優1000生育期過長不宜在華中做再生稻種植。

[1] 章秀福, 王丹英, 方福平, 曾衍坤, 廖西元. 中國糧食安全和水稻生產. 農業現代化研究, 2005, 26(2): 85-88.

Zhang X F, Wang D Y, Fang F P, Zeng Y K, Liao X Y, Food safety and rice production in China., 2005, 26(2): 85-88. (in Chinese with English abstract)

[2] Peng S B, Tang Q Y, Ying Z. Current status and challenges of rice production in China., 2009, 12(1): 3-8.

[3] Ray D K, Foley J A. Increasing global crop harvest frequency: Recent trends and future directions., 2013, 8: 44041-44050.

[4] 熊洪, 冉茂林, 徐富賢, 洪松. 南方稻區再生稻研究進展及發展. 作物學報, 2000, 26(3): 1-5.

Xiong H, Ran M L, Xu F X, Hong S. Achievements and developments of ratooning rice in South of China., 2000, 26(3): 1-5. (in Chinese with English abstract)

[5] 朱永川, 熊洪, 徐富賢, 郭曉藝, 張林, 劉茂, 周興兵. 再生稻栽培技術的研究進展. 中國農學通報, 2013, 29(36): 1-8.

Zhu Y H, Xiong H, Xu F X, Guo X Y, Zhang L, Liu M, Zhou X B. Progress on research of ratoon rice cultivation technology., 2013, 29(36): 1-8. (in Chinese with English abstract)

[6] 謝華安. 超級稻作再生稻高產栽培特性的研究. 雜交水稻, 2010(S1): 17-26.

Xie H A. Studies on high-yielding cultivation characteristics of super hybrid rice grown as ratoon rice., 2010(S1): 17-26. (in Chinese with English abstract)

[7] Dong H L, Peng S B, Huang J L, Cui K H, Nie L X. The growth and yield of a wet-seeded rice-ratoon rice system in central China., 2017, 208: 55-59.

[8] 孟天瑤,許俊偉, 邵子彬, 葛夢婕, 張洪程, 魏海燕, 戴淇根, 霍中洋, 許軻, 荊培培. 甬優系列秈粳雜交稻氮肥群體最高生產力的優勢及形成特征. 作物學報, 2015, 41(11): 1711-1725.

Meng T Y, Xu J W, Shao Z B, Ge M J, Zhang H C, Wei H Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Jing P P. Advantages and their formation characteristics of the highest population productivity of nitrogen fertilization in japonica/indica hybrid rice of Yongyou series., 2015, 41(11): 1711-1725. (in Chinese with English abstract)

[9] 韋還和, 李超, 孟天瑤, 葛夢婕, 張洪程, 魏海燕, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 郭保衛, 荊培培. 甬優系列秈粳雜交稻高產栽培與生理特性研究進展. 揚州大學學報: 農業與生命科學版, 2015, 36(4): 79-84.

Wei H H, Li C, Meng T Y, Ge M J, Zhang H C, Wei H Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Guo B W, Jing P P. Research advances in physiological characteristics and high-yielding cultivation of Yongyou hybrid rice.:, 2015, 36(4): 79-84. (in Chinese with English abstract)

[10] 李夢婷. 氮肥運籌對秈粳亞種間雜交中稻甬優4949產量形成及氮肥吸收利用的影響研究. 武漢: 華中農業大學, 2015.

Li M T. Effects of different nitrogen management on yield formation and nitrogen absorption and utilization of the subspecific hybrid medium rice. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2015. (in Chinese with English abstract)

[11] 熊渠, 王文豐, 李愛武, 王記安, 馬瓊瑤, 劉丹. 秈粳雜交稻新組合甬優4949在湖北孝感種植表現及栽培技術. 雜交水稻, 2016, 31(5): 41-43.

Xiong Q, Wang W F, Li A W, Wang J A, Ma Q Y, Liu D. Performance and cultural techniques of new indica-japonica hybrid rice combination Yongyou 4949 planted at Xiaogan,Hubei., 2016, 31(5): 41-43. (in Chinese with English abstract)

[12] 魏中偉, 馬國輝. 超高產雜交水稻超優1000的生物學特性及抗倒性研究. 雜交水稻, 2015, 30(1): 58-63.

Wei Z W, Ma G H. Study on the biological characteristics and anti-inversion of super high yield hybrid rice CY 1000., 2015, 30(1): 58-63. (in Chinese with English abstract)

[13] 陳健曉, 孟衛東, 林朝上. 超級稻苗頭組合超優1000在海南三亞6.82 hm2連片高產示范表現及栽培技術. 雜交水稻, 2016, 31(3): 40-42.

Chen X J, Meng W D, Lin C S. Performance and cultivation techniques of promising super hybrid rice combination Chaoyou 1000 in the 6.82 hm2large demonstrative production at Sanya, Hainan., 2016, 31(3): 40-42. (in Chinese with English abstract)

[14] 鄭景生, 林文雄, 李義珍, 姜照偉, 卓傳營. 再生稻頭季不同施氮水平的雙季氮素吸收及產量效應研究. 中國生態農業學報, 2004, 12(3): 78-82.

Zheng J S, Lin We X, Li Y Z, Jiang Z W, Zhuo C Y. Nitrogen uptake and grain yield effects of double-cropping rice at different nitrogen application rates in the first crop of ratoon rice., 2004, 12(3): 78-82. (in Chinese with English abstract)

[15] 陳鴻飛,楊東,梁義元,張志興,梁康逕,林文雄.頭季稻氮肥運籌對再生稻干物質積累、產量及氮素利用率的影響. 中國生態農業學報, 2010, 18(1):50-56.

Chen H F, Yang D, Liang Y Y, Zhang Z X, Liang K J, Lin W X. Effect of nitrogen application strategy in the first cropping rice on dry matter accumulation, grain yield and nitrogen utilization efficiencyof the first cropping rice and its ratoon rice crop., 2010, 18(1): 50-56. (in Chinese with English abstract)

[16] 徐富賢, 熊洪, 朱永川,張林. 促芽肥施用量對雜交中稻再生力的影響與組合間源庫結構的關系. 西南農業學報, 2008, 21(3): 688-694.

Xu F X, Xiong H, Zhu Y C, Zhang L. The relationship between the effects of fertilizer application on the regenerative capacity of hybrid middle rice and the structure of the source sink of hybrid rice., 2008, 21(3): 688-694.

[17] 方軍. 水稻新品種超優1000引進試種初報. 安徽農學通報, 2016, 22(03-04): 43-44.

Fang J. Evaluting the growth performance of a newly developed variety Chaoyou 1000., 2016, 22(03-04): 43-44.(in Chinese)

[18] 張玉葵,葉爾太. 凱氏定氮(半微量)法測定牛乳中蛋白質含量的方法. 中國乳業, 2005(6): 35-36.

Zhang Y K, Ye R T, Kjeldahl nitrogen determination (semi micro) method for determination of protein content in milk., 2005(6): 35-36. (in Chinese)

[19] 錢太平, 方錫文, 張繼新, 鄒春華, 陳建軍, 徐志進，肖齊圣. 雜交中稻-再生稻品種篩選試驗. 湖北農業科學, 2012, 51(19): 4193-4195.

Qian T P, Fang X W, Zhang J X,, Zou C H, Chen J J, Xu Z J, Xiao Q S. Selection experiment of Hybrid middle rice-ratoon rice varieties., 2012, 51(19), 4193-4195. (in Chinese)

[20] 劉丹, 黃修榮, 王記安,高長清，羅珍美，程建平. 孝感市再生稻品種的篩選試驗. 湖北農業科學, 2016(11): 2739-2742.

Liu D, Huang X R, Wang J A, Gao C Q, Luo Z M, Cheng J P. Selection experiment of Ratoon rice varieties in Xiaogan., 2016(11): 2739-2742.

[21] 謝春甫, 王記安, 劉紅平, 劉華曙, 高長清, 劉長兵, 樂菊, 湯漢華, 林忠輝, 汪新勝, 王偉剛, 鄭明. 不同品種作再生稻篩選試驗. 現代農業科技, 2014(2): 64-65.

Xie C P, Wang J A, Liu H P, Liu H S, Gao C Q, Liu C B, Le J, Tang H H, Lin Z H, Wang X S, Wang W G, Zheng M. Selection experiment of different varieties for Ratoon rice., 2014(2): 64-65. (in Chinese)

[22] 劉芳, 梁華東, 劉濤,張淑貞，何迅，賀立源，徐能海. 湖北省近三十年耕地土壤肥力變化解析. 華中農業大學學報, 2016, 35(6): 79-85.

Liu F, Liang H D, Liu T, Zhang S Z, He X, He L Y, Xu H N. Analysis of soil fertility changes of cultivated land in Hubei Province in recent thirty years., 2016, 35(6): 79-85. (in Chinese with English abstract)

[23] 王書裕. 水稻灌漿與氣溫. 中國農業氣象, 1980, 1(1): 19-25.

Wang S Y. Rice grain filling and temperature., 1980, 1(1): 19-25. (in Chinese)

[24] 劉代銀, 丁明忠. 洪水再生稻的蓄留及管理技術. 四川農業科技, 2007(8): 23.

Liu D Y, Ding M Z. Storage and management technology of flood regenerated rice., 2007(8): 23.

[25] 何紅衛. 湖北：再生稻如何綠色“再生”. 農民日報, 2017-11-13.

He H W. Hubei: Green “regeneration” of ratoon rice. Farmers’ Daily, 2017-11-13. (in Chinese)

[26] Perez C M, Juliano B O, Liboon S P, Alcantara M, Cassman K G. Effects of late nitrogen fertilizer application on head rice yield, protein content, and grain quality of rice., 1996, 73(5): 556-560.

[27] Leesawatwong M, Jamjod S, Kuo J, Dell B, Rerkasem B. Nitrogen fertilizer increases seed protein and milling quality of rice., 2005, 82(5): 588-593.

[28] 慕永紅, 于楊, 王安東, 張莉萍, 王智敏. 施肥對稻米品質的影響. 現代化農業, 2009(4): 7-9.

Mu Y H, Gan Y, Wang A D, Zhang L P, Wang Z M. Effects of fertilization on the quality of rice., 2009(4): 7-9. (in Chinese)

[29] 楊靜, 羅秋香, 錢春榮, 劉海英, 金正勛. 氮素對稻米蛋白質組分含量及蒸煮食味品質的影響. 東北農業大學學報, 2006, 37(2): 145-150.

Yang J, Luo Q X, Qian C R, Liu H Y, Jin Z X. Effects of nitrogen on protein content and cooking and eating quality of rice., 2006, 37(2): 145-150. (in Chinese with English abstract)

[30] 王德仁, 盧婉芳, 陳葦. 施氮對稻米蛋白質、氨基酸含量的影響. 植物營養與肥料學報, 2001, 7(3):353-356.

Wang D R, Lu W F, Chen W. Effects of nitrogen application on the contents of protein and amino acid in rice., 2001, 7 (3): 353-356. (in Chinese with English abstract)

[31] Hamaker B, Griffin V K. Changing the viscoelastic properties of cooked rice through protein disruption., 1990, 67(3): 261-264.

[32] Champagne E T, Lyon B G, Min B K, Vinyard B T, Bett K L, Barton, F, E I, Webb B D, Mcclung A M, Moldenhauer K A, Linscombe S, Mckenzie K S, Kohlwey D E. Effect of post-harvest processing on texture profile analysis of cooked rice., 1998, 75(2): 181-186.

[33] 沈鵬, 羅秋香, 金正勛. 稻米蛋白質與蒸煮食味品質關系研究. 東北農業大學學報, 2003, 34(4): 378-381.

Shen P, Luo Q X, Jin Z X. Study on the relationship between rice protein and cooking and eating quality., 2003, 34(4): 378-381.

Optimizing the Nitrogen Management for Yongyou 4949 and Chaoyou 1000 in Ratoon Rice System in Central China

HE Aibin1, YU Pengchao1, CHEN Qian1, JIANG Guanglei1, WANG Weiqin1, NIE Lixiao1,2,*

(Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in the Middle Reaches of the Yangtze River,,..,,,,;Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry,,,;Corresponding author,)

【Objective】The grain yield, nitrogen partial factor productivity (PFPN) and regeneration rate of Chaoyou 1000 (CY1000) and Yongyou 4949 (YY4949) were investigated in ratoon rice system under various nitrogen rates. And the possibilities of introducing these varieties into ratoon rice system in central China were also evaluated.【Method】The experiment was laid out in a split-plot design with four replications. The nitrogen rates were designed as main plots with six levels: N1(120main150ratoon), N2(120main225ratoon), N3(185main150ratoon), N4(185main225ratoon), N5(250main150ratoon), N6(250main225ratoon). The varieties [YY4949, CY1000, Liangyou 6326 (LY6326, as control)] were set as sub-plots. The plant height, tiller numbers, leaf area index, aboveground biomass, grain yield, yield components and grain nitrogen concentration of each variety were measured under various nitrogen rates.【Result】The highest grain yields in the main season were 9.16t/hm2, 9.08t/hm2and 11.15t/hm2at the N levels of 185 kg/hm2, 120 kg/hm2and 185 kg/hm2in LY6326, CY1000 and YY4949, respectively.The average yields of LY6326, YY4949 and CY1000 in ratoon season were 5.41t/hm2, 4.98t/hm2, 6.02t/hm2and 5.78t/hm2, 5.41t/hm2, 6.49t/hm2at the nitrogen levels of 225kg/hm2and 150kg/hm2, respectively. Moreover, the increases in nitrogen input(from 150 to 225kg/hm2) significantly decreased the PFPN. In summary, it suggested that the optimum nitrogen management for LY6326 and YY4949 should be N3(185kg/hm2during main season and 150kg/hm2during ratoon season).【Conclusion】The N management practice of YY4949 should be consistent with that of LY6326 when YY4949 was introduced into ratoon rice system, while the whole growth duration of CY1000 was too long to ensure maturity of ratoon season, so it is not suitable for ratoon rice production in Central China.

ratoon rice; grain yield; nitrogen management

10.16819/j.1001-7216.2019.8078

S143.1; S511.01

A

1001-7216(2019)01-0047-10

2018-06-19；

2018-07-23。

國家自然科學基金資助項目(31371571)；國家863計劃資助項目(2014AA10A605)；中央高校基本科研業務費專項資金資助項目(2662017JC001)。