宿根稻正季與越冬季生長(zhǎng)發(fā)育特性的比較

鄭昌榮，程建峰

（1.江西省玉山縣農(nóng)業(yè)局農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)檢測(cè)中心，江西玉山 334700；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，教育部作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌 330045）

宿根稻是指上年稻樁(含地下部分)越過(guò)短日冬季在第2年春夏萌發(fā)成苗成穗的多年生水稻[1]。因宿根稻具有保護(hù)生態(tài)環(huán)境、固定水稻親種優(yōu)勢(shì)、節(jié)約生產(chǎn)成本和提高水稻產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)在明代《農(nóng)政全書(shū)》中就曾有過(guò)記載[2]。隨著改革開(kāi)放的逐步深入，農(nóng)村勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)入城市，造成單位耕地面積上的農(nóng)業(yè)用工急劇減少，甚至撂荒，從而激起了探索省力而豐產(chǎn)的水稻栽培新途徑的設(shè)想[3]，為宿根稻的研究和推廣提供了契機(jī)。

20世紀(jì)70年代以來(lái)，宿根稻的應(yīng)用研究逐漸受到重視[3-4]。依據(jù)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(duì)它們進(jìn)行了大量研究，并選育了一些有推廣和生產(chǎn)潛力的品系(種)。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院李勤修等發(fā)現(xiàn)原產(chǎn)非洲的長(zhǎng)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(xiāng)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(gè)可直接用于生產(chǎn)的宿根稻品系，依賴(lài)于地上莖休眠芽越冬[2]。目前大量文獻(xiàn)表明，以地下根狀莖越冬的宿根稻，適于溫帶以南地區(qū)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(lèi)沼澤地、低洼地和常規(guī)稻田，但有關(guān)研究較少[4，9]。該試驗(yàn)通過(guò)對(duì)劉野1號(hào)和大粒稻（近年來(lái)江西省選育的2個(gè)以休眠芽越冬的宿根稻）正季與越冬宿根稻生長(zhǎng)發(fā)育特性的觀(guān)測(cè)和比較分析，以期闡明以地上休眠芽越冬宿根稻的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，為宿根稻品種的選育、耐寒性機(jī)理和大面積推廣種植提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，該研究將對(duì)解決山區(qū)人民的糧食自給和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

1 試驗(yàn)材料、環(huán)境與方法

1.1 供試材料

以宿根稻——?jiǎng)⒁?號(hào)和大粒稻為試驗(yàn)材料。劉野1號(hào)由江西省贛州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育，具有優(yōu)良抗寒性的穩(wěn)定材料，親本為分布最北的東鄉(xiāng)野生稻和培矮64S。大粒稻為農(nóng)墾58純系種子于1988年搭載“885”科學(xué)返地衛(wèi)星，回收后的種子進(jìn)行播種栽植，其變異后代又與東鄉(xiāng)野生稻混植后經(jīng)天然異交和自然越冬選擇而獲得的已趨于穩(wěn)定的大粒型突變體材料。

1.2 試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)地位于 115.86°E，28.68°N，海拔 46.7 m，年平均相對(duì)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(yàn)設(shè)計(jì)

于2004—2005年在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理研究室盆栽自然條件下進(jìn)行單本栽培試驗(yàn)。劉野1號(hào)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(fù)。采用常規(guī)栽培管理。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

記錄水稻出苗期、始穗期和成熟期，并計(jì)算苗始?xì)v期、始成歷期和全生育期。成熟時(shí)，每個(gè)品種取4株，考察其形態(tài)農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀，主要指標(biāo)包括株高、穗長(zhǎng)、穗頸粗、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、單株有效穗數(shù)、總粒數(shù)、空粒數(shù)和千粒重，并據(jù)此獲得總枝梗數(shù)、著粒密度、結(jié)實(shí)率和單株產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 宿根稻正季與越冬季生育時(shí)期差異

宿根稻越冬季比正季的苗始?xì)v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?xì)v期短11 d、始成歷期短3 d和全生育期短14 d，劉野1號(hào)越冬季比正季稻的苗始?xì)v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?xì)v期和始成歷期縮短，且苗始?xì)v期大于始成歷期，這可能是由于低溫對(duì)休眠芽的萌發(fā)和生長(zhǎng)就有促進(jìn)效應(yīng)。

表1 宿根稻正季與越冬季的生育時(shí)期

2.2 宿根稻正季與越冬季形態(tài)農(nóng)藝性狀差異

宿根稻正季與越冬季的形態(tài)農(nóng)藝性狀存在較大差異(表2)。大粒稻和劉野1號(hào)正季株高分別比越冬季高14、8 cm；穗長(zhǎng)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(gè)；二次枝梗分別比越冬季少2.1、18.4個(gè)；總枝梗分別比越冬季少4.5、21.8個(gè)；大粒稻正季著粒密度比越冬季少12.7粒/10 cm，劉野1號(hào)正季與越冬季相當(dāng)。綜上所述，宿根稻越冬季具有植株較矮、穗較長(zhǎng)、穗頸較粗及枝梗數(shù)較多的優(yōu)點(diǎn)，為高產(chǎn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

表2 宿根稻正季與越冬季的形態(tài)農(nóng)藝性狀

2.3 宿根稻正季與越冬季產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素差異

表3表明，宿根稻正季與越冬季的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素存在明顯差異。大粒稻和劉野1號(hào)越冬季單株有效穗數(shù)分別比正季多5、2穗/株；穗總粒數(shù)分別比正季多7.8、77.0粒/穗；穗實(shí)粒數(shù)分別比正季多26.9、68.4粒/穗；大粒稻越冬季結(jié)實(shí)率比正季高29.2%，劉野1號(hào)越冬季與正季相當(dāng)；大粒稻正季千粒重比越冬季重3.60 g，而劉野1號(hào)正季比越冬季少0.76 g。可能是上述原因?qū)е滤薷驹蕉井a(chǎn)量比正季高1倍左右。

表3 宿根稻正季與越冬季的產(chǎn)量及其性狀

3 結(jié)論與討論

3.1 宿根稻生育特性

該試驗(yàn)表明，宿根稻越冬季生育期與正季稻相比相對(duì)更短，這可能與2季計(jì)算生育期的標(biāo)準(zhǔn)不一致有關(guān)。宿根稻越冬季生育期是從出芽到收獲的天數(shù)，但正季生育期是從出苗開(kāi)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(yuǎn)等，目前尚未見(jiàn)相關(guān)研究與報(bào)道。該研究還表明，宿根稻越冬季生育期比正季稻相對(duì)更短主要體現(xiàn)在苗始?xì)v期和始成歷期上，且以苗始?xì)v期的縮短為主，這表明低溫對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的影響遠(yuǎn)大于生殖生長(zhǎng)期，意味著宿根稻對(duì)溫度的敏感度高于光照[13]。經(jīng)過(guò)2年的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，處于高節(jié)位的休眠芽其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間短、始穗早，處于低節(jié)位的休眠芽其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)、始穗晚，這使得宿根稻成熟先后不一，給收獲帶來(lái)一定困難，從某種程度上也影響到米質(zhì)，因此，這也是今后研究中需要解決的重要問(wèn)題。

3.2 宿根稻的高產(chǎn)基礎(chǔ)

宿根稻栽培在提高產(chǎn)量上具有一定優(yōu)越性[1,14-15]。該研究表明，宿根稻越冬季產(chǎn)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(shù)、單株總粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)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(tài)農(nóng)藝特征比正季稻具有根系強(qiáng)大、葉色濃綠、長(zhǎng)勢(shì)旺、分蘗力和分蘗勢(shì)強(qiáng)、成穗率高以及穗大穗勻等優(yōu)良特性[1]。該研究也表明，越冬季具有植株矮、穗長(zhǎng)、穗頸粗和枝梗數(shù)較多的優(yōu)點(diǎn)，這可能是休眠芽?jī)?nèi)貯藏的養(yǎng)分多于種子，使得宿根苗比種子(實(shí)生)苗更健壯，從而為后期的生長(zhǎng)發(fā)育和高產(chǎn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí)宿根稻具有很強(qiáng)的抗寒性和抗逆性，為節(jié)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(lái)省勞、高產(chǎn)、低成本的水稻生產(chǎn)技術(shù)展示新的前景，從而為發(fā)展高產(chǎn)農(nóng)業(yè)開(kāi)拓了新的方向。

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