湖南再生稻研究

粟紹軍 王素華 吳立群 談發俊 陳廣明 喬傲遠 毛遠利

（1湖南省常德市鼎城區謝家鋪鎮農業綜合服務中心，常德 415000；2湖南省作物研究所，長沙 410125；3湖南金健種業科技有限公司，長沙 410125；4 常德創蔬種業有限公司，常德 415000；5 湖南省永州市祁陽市科技和工業信息化局，永州 426100；6 常德浩能農業科技有限公司，常德 415000）

再生稻在中國有著悠久的種植歷史，可以追溯到1700 年前。人們觀察到水稻收割后，稻樁上存活的休眠芽在適宜的水分、養分和溫度等環境條件下，會萌發出再生蘗，進而抽穗、成熟，長成新一茬水稻。在以雙季稻為主的復種輪作制度中，再生稻兩熟制是我國南方稻區（主要指一季稻熱量有余而雙季稻熱量又不足的地區）提高復種指數，增加單位面積產量和經濟收入的有效措施[1]。與雙季稻相比，再生稻既節省了勞動力成本，又減少了藥、肥、水等投入，而且米質更好。發展再生稻是穩定糧食種植面積、降低水稻生產風險、提高水稻綜合效益的良策。近年來，隨著再生稻品種的推廣及配套技術的完善，再生季稻谷產量穩定增長，收益顯著提高，部分新型經營主體主動將蓄養再生稻發展成“水稻一種兩收”新模式。

1 湖南省再生稻產業發展歷程

1949 年后，湖南省有關部門組織力量初步調查了全省各地的主要耕作制度，再生稻制度為當時9種主要耕作制度之一，中稻-再生稻在濱湖南縣播種面積占70%以上[2]。“八五”期間，湖南省農業主管部門下決心改革耕作制度，大力發展中稻-再生稻，建立高效能轉化的水稻生產系統[3]。此時，越來越多的人意識到以增產增收為目標，大力發展優質稻生產是提高本省水稻產業綜合實力的重要途徑，而中稻蓄留再生稻正好解決了早稻僵苗不發，晚稻品質不優的問題[4]。“九五”期間，湖南省已經明確了早秈稻結構調整的重點：全省早秈稻面積壓縮到133.33 萬hm2，擴大中稻或中稻-再生稻面積13.33萬hm2[5]。2000 年后在勞動力、農資成本快速上漲背景下，雙季稻種植效益低，“雙改單”現象嚴重，如何提高農民種糧積極性、保證糧食產量是當地政府面臨的難題。近幾年，湖南省委省政府高度重視并大力引導再生稻的發展，2015 年湖南省再生稻種植面積僅1.3 萬hm2，2017 年發展到了14.0 萬hm2[6]，2018-2020 年穩定在26.6 萬hm2[7]，2021 年回落至15.4 萬hm2[8]。2022 年湖南省政府工作報告提出，加大對水稻主產區支持力度，讓農民種糧有收益、主產區抓糧有動力。再生稻一茬收獲兩回，成本低、效益高，推廣再生稻種植，提高糧食產量成為湖南省2022 年在兩會中的重要提案[8]。2023 年湖南省委一號文件提到，發展再生稻20 萬hm2（300 萬畝），把再生稻生產確立為糧食生產的約束性指標之一。

近年來，湖南省農業行政主管部門聯合各農業科研院校積極開展再生稻示范推廣工作，制定了湖南再生稻品種篩選規范，選出Y 兩優9918、甬優4149 等主推品種[9]，集成了“四防一增”豐產提質增效技術體系[7]，有效地促進了全省一季稻區域再生稻的發展，為穩糧增收發揮了積極作用。

2 湖南再生稻的研究回顧

湖南省關于再生稻的研究報道最早的是1953年文致中[10]提到要注意頭谷收割的時間，禾蔸留樁要得當，稻田保持淺灌，再生稻收割要適時。經過幾十年的發展，湖南再生稻的研究有了長足進展，以下將從再生稻品種選擇、播種要求、施肥管理、留樁高度、激素調控、機械收獲方面進行回顧。

2.1 品種選擇再生稻增產關鍵在于優良再生稻品種的選擇[11]。就再生稻而言，常規品種的產量明顯低于雜交品種，三系雜交稻的產量低于兩系雜交稻[12]，粳稻雜交稻產量低于秈稻雜交稻[13]。再生稻品種選擇以一季中稻和雙季晚稻為主，早稻較少。徐富賢等[14]將頭季稻及再生稻兩季高產品種的產量構成總結為以下幾點：穗粒數160～190 粒、葉粒重 比0.0737～0.0827cm2/mg、有效穗數232.12 萬～249.40萬/hm2、結實率81.54%～85.74%、千粒重28.58～30.07g、單穗重4.13～4.43g。另外，離體和活體節位腋芽再生特性的研究表明，有效穗數對再生稻產量起決定作用[15]；頭季稻成熟期根系活力強的品種再生稻產量高[11，16]。為了篩選出適合湖南地區栽培的再生稻品種，閔軍等[17]通過品比試驗從25 個中晚稻新品種、新雜交稻組合中篩選出1 個再生能力強、兩季產量高而穩的再生稻品種湘中秈3 號；周奧等[18]通過物候期、再生能力、產量及米質口感的比較，篩選出最適合作為再生稻的品種Y 兩優9918；張相[19]的研究表明，優質常規稻品種綠銀占頭季能在8 月15 日前成熟，再生季可在9 月10 日前齊穗，再生季米質達部頒優質2 級，兩季產量達1038.9kg/667m2，可作為優質再生稻品種推薦在湘北地區種植。

2.2 播種要求合理的播期是實現再生稻兩季高產優質的基礎。湖南再生稻播期安排一般遵循幼穗分化避開7-8 月份高溫天氣，頭季稻應在8 月15日之前成熟的原則，根據水稻種植類型及生態區域安排播期（表1）。湘西再生稻區包括湘西自治州、張家界、懷化3 市，該區域溫光資源條件相對較差且季節性干旱明顯，不適宜發展雙季稻生產，中稻再生稻選擇3 月15-20 日完成播種，確保頭季稻抽穗揚花期錯開高溫。湘北再生稻區包括常德、益陽、岳陽3 市，也是湖南省雙季稻主產區，中稻再生稻播種以3 月15-25 日為宜。湘中再生稻區包括長沙、株洲、湘潭、婁底、邵陽5 市，多數地方自然生態條件適合發展雙季稻，中稻再生稻播期以3 月15-30 日為宜。湘南再生稻區包括衡陽、郴州、永州3 市，該區域農田水利基礎設施建設滯后，部分區域屬于干旱走廊，容易遭遇干旱等氣象災害危害，不適宜發展雙季稻生產，中稻再生稻播期以3 月15 日至4 月5日為宜。湘東和湘南地區由于溫光資源條件較好，可因地制宜發展早/晚稻再生稻+油菜模式。鄒丹等[20]總結出湖南不同生育期再生稻品種的適宜播期：生育期較長的品種如甬優1538 等作為再生稻種植時應移至湘南地區，在3 月15 日左右播種；生育期中等的品種如徽兩優898和Y兩優911等，宜在3 月20 日左右播種；生育期短的品種如泰優390 和甬優4149 等，可以推遲到3 月20-25 日播種。段里成等[21]通過分析近39 年南方9 省再生稻安全播種期、安全生長期及高溫熱害的演變規律發現：在氣候變暖的背景下，再生稻安全播種期提前和安全生長期延長，有利于提高溫光資源的利用效率，但6-9 月份高溫熱害增多，不利于再生稻優質高產。

表1 湖南省各生態區水稻播期

除了播種時間，播種密度也對再生稻產量有重要影響。頭季稻和再生稻的產量隨著種植密度的增加呈先增加后降低的趨勢，再生稻頭季的適宜種植密度為22.4 萬～29.1 萬穴/hm2[13]。湘北地區種植中稻再生稻每hm2移苗18 萬蔸、每蔸定植2 棵苗時產量水平最高[22]。

2.3 施肥管理合理施肥是再生稻增產的關鍵措施之一。王敏羽等[23]研制了再生稻專用肥：頭季稻施用免追型緩控釋復合肥，配方（N-P-K-Zn）為20-16-10-1，推薦用量750kg/hm2，全部作基肥一次性施用；再生季施用普通復合肥，配方為20-5-10-1，推薦用量450kg/hm2。專用肥的施用可以顯著提高“頭季稻-再生稻”體系稻谷產量，增加地上部養分吸收量，提高肥料利用率，減少施肥次數，增加經濟效益。王勃然等[24]的研究發現，與雙季稻相比，再生稻抑制了水稻分蘗期和幼穗分化期氮素和磷素的積累，促進了齊穗期至成熟期莖鞘、葉及植株氮素和磷素的積累量，提高了莖鞘、葉的氮素和磷素轉運量和轉運率。湘北地區在頭季稻收割前7～10d 每hm2可施尿素225～300kg 作促芽肥，頭季稻收割后3d 內施尿素75～150kg 作發苗肥[22]。湘南地區在頭季稻收割前10～15d 每hm2施尿素150kg或45%復合肥300kg，促進休眠芽萌發；頭季稻收割后3d 內施尿素150kg 或45%復合肥300kg，加快再生蘗生長[25]。各地再生稻的促芽肥施用量和施用時間稍有差異，可根據各地的生態條件和各個品種的特性來進行合理施用[12]。

2.4 留樁高度留樁高度顯著影響再生稻的再生率。隨著留樁高度下降，再生稻株高、穗長與穗粒數增加，而有效穗數、結實率、千粒重與產量下降[26]。留樁高度主要受品種節位高度影響，推薦域值較大[13，18，22]。一般上位芽活力高于下位芽，但高稈秈稻品種頂節鮮有休眠芽，所以一般從倒2 節腋芽開始保留。黃新杰等[27]發現不同雜交組合各節位再生稻的葉面積指數和干物質積累量均以倒2 節最高，倒4 節最低；再生稻的產量與頭季稻分蘗盛期、孕穗期、齊穗期和乳熟期的葉面積指數呈極顯著正相關；有效穗數和結實率對再生稻的產量起決定作用，倒2 節、倒3 節對總產量的貢獻率達70%。周奧等[18]指出，無論是人工收割還是機械收割，稻樁上保留4 個節，更有利于分蘗發生。

2.5 激素調控再生力的高低與頭季稻收割前后稻樁中的內源激素變化密切相關。肖應輝[28]的研究表明，頭季稻齊穗后25d 內，稻莖中內源脫落酸和細胞分裂素含量與再生率呈正相關；頭季稻收割后稻莖中內源生長素含量與再生率呈正相關。周文新[26]的研究表明，留樁高度通過影響內源激素含量來影響腋芽萌發，留樁越高，腋芽內源赤霉素與生長素含量越低。黃新杰[15]對腋芽再生特性的研究表明，內源生長素和赤霉素含量有低位芽大于高位芽的趨勢；內源細胞分裂素的含量在頭季稻收獲后2～7d 高位芽大于低位芽，收獲后12～22d 表現為低位芽大于高位芽。何愛斌[29]的研究也表明，不同節位再生芽的萌發受生長素、脫落酸、赤霉素和細胞分裂素的共同調控，倒2 節再生芽的萌發主要受細胞分裂素調控，倒3 節再生芽的萌發主要受細胞分裂素和赤霉素的共同調控，而倒4 節再生芽主要受細胞分裂素和脫落酸的共同調控；不同節位再生芽萌發受不同類型激素調控可能與其萌發時間密切相關。通過外源激素處理，再生稻的增產效果表現為：生長素+赤霉素+細胞分裂素＞生長素＞細胞分裂素＞赤霉素＞對照；同時，各激素處理的葉綠素含量、光合速率和根系活力均高于對照[30]。

2.6 機械收獲農業農村部近年來高度重視再生稻收獲機具裝備保障工作，不斷加快開展適應性機具研發、示范推廣工作力度，將再生稻收獲機械納入應著力補齊的主要糧食作物生產全程機械化短板需求目錄，積極引導、組織和支持科研單位和農機企業通過擴大割幅、減小履帶寬度、機具輕量化等措施，創新收獲技術與機具，實現低碾壓收獲；支持湖南省建設再生稻生產全程機械化科研基地，打造高標準的再生稻機械技術創新平臺。

頭季稻機收的關鍵是解決高樁收割和履帶碾壓問題，因此對頭季稻收獲機械作業性能的考察主要有：每m2收獲的谷物籽粒質量、損失的谷物籽粒質量（損失率）、含雜率、破碎率、割茬高度合格率、最小離地間隙、平均接地壓力、直行碾壓率等指標；同時完成機械作業效率、單位燃油消耗量以及再生稻生長情況等測試。湖南省農委再生稻生產首席專家唐啟源團隊和長沙智康農業科技有限公司合作的“機收再生稻農機農藝融合關鍵技術研究與應用”項目中，再生稻種植和收獲分別采用中聯重科股份有限公司研發的水稻有序拋秧機和再生稻專用窄履帶收獲機進行，病蟲草害防控采用無人機飛防與機防相結合，施肥采用機械深施底肥與無人機追肥相結合，實現再生稻耕、種、管、收、烘與秸稈粉碎還田全程機械化。湖南省農業科學院開展農機農藝聯合攻關，利用再生力強、耐高溫的優質稻品種爽兩優138 和專門設計研制的窄履帶、輕量化頭季稻收獲機械，實現再生稻高產高效種植新突破。湖南省政府投入專項資金鼓勵再生稻收獲機具研發，湖南農友機械集團有限公司、湖南龍舟農機股份有限公司等研究機構先后開發出不同形式的再生稻收獲機械，2023 年部分機型已進行小規模生產，支撐再生稻收獲作業。

3 湖南再生稻的經濟效益和生態效益研究

近年來，湖南省許多科研院所和種子企業都在再生稻的種植效益及發展前景方面進行探索。因再生稻用工少、投入少，長沙周邊有不少水稻種植戶自愿放棄雙季稻補貼而改種再生稻。衡陽縣農業局在2016-2017 年對全縣4 種水稻種植方式進行了調查，其中再生稻的單位投入遠低于早稻、一季稻和雙季晚稻，且純收入也是最高的[25]。湘北地區再生稻投入尿素、農藥900～1050 元/hm2，再生稻生長期60d，按收再生稻4.5t/hm2計算，純收入大于9000 元/hm2，投入產出比約為1∶10，效益顯著[18]。但也有研究指出，一季稻+再生稻模式不利于優質稻產業的發展，頭季稻成熟時正值7 下旬至8 月中旬高溫季節，不利于稻米品質形成，增產難以增效[31]。隨著湖南省雙季稻面積的調減，中稻面積增加，水稻生產效益下降，湖南的再生稻面積在未來幾年很可能呈增長態勢[32]。

除了保障糧食產量，再生稻在節能減排方面也起到積極作用，與雙季稻相比，其更節肥節水，且CH4排放量更低。研究表明，水稻產生的碳足跡主要來源于CH4，其貢獻率高達44.2%～71.5%。以佳輻占為例，再生稻模式的全球增溫潛勢和溫室氣體排放強度較雙季稻模式分別降低26.1%和14.1%；以甬優2640 為例，再生稻模式的全球增溫潛勢和溫室氣體排放強度與同期抽穗的單季晚稻相比分別降低74.3%和56.7%[33]。從稻田CH4季節性累積排放來看，雙季稻CH4累積排放高于再生稻33.89%；從單位產量CH4排放來看，雙季稻單位產量CH4排放高于再生稻23.08%[34]。再生稻模式主要通過免耕、肥料減施、間歇灌溉等農藝措施實現碳盈余，若結合種養和輪作模式可以更好地協調產量與碳排放的關系，向高產低排的稻作體系發展[35]。

4 結語

近20 年湖南省再生稻發展有了較大的飛躍。從矮培系列兩季總產12t/hm2到Y 兩優系列兩季總產15t/hm2，再生稻與雙季稻產量差距逐年縮小，尤其是2015 年后，湖南再生稻研究呈井噴式發展趨勢，眾多種子企業紛紛加入再生稻品種開發的浪潮，涌現出Y 兩優9918、甬優4149、隆兩優華占、泰優390、天優華占、甬優4949、隆兩優1988、晶兩優1212、綠頭占等一批優良的再生稻品種。2022 年冠兩優華占作“中稻+再生稻”全國種植面積達到2 萬hm2以上，兩季實收干谷大面積超過16.5t/hm2。在栽培技術方面，唐啟源團隊總結出了一套有針對性的再生稻“四防一增”技術，即防再生稻低溫抽穗揚花、防高溫危害、防倒伏、防紋枯病等危害，增強再生出苗能力；2023 年湖南省發布15 項農業主推技術，其中包括2 項再生稻相關技術：再生稻“六適三高”栽培技術、再生稻頭季低碾壓高留茬機械化收獲技術，有效推動了再生稻產業穩步高質量發展。在機械收獲方面，2022 年湖南頭季稻專用收獲機械實現了從0 到1 的突破。湖南省再生稻研究被提到前所末有的高度。

未來再生稻理想品種的選擇會朝著抗倒伏、再生出苗能力強、米質優、再生稻花期耐低溫等方向發展。此外，頭季稻收獲機械與栽培技術的融合會是另一個研究熱點，通過減少收獲機械履帶寬度、調整種植行距，利用邊際效應補償機械收獲造成的產量損失[36]。另外，稻田多行道設計適合發展稻漁生態種養，既可以合理利用空間，又在一定程度上補償了再生稻產量減少帶來的經濟損失，同時增加了碳匯效益。