宿根稻正季与越冬季生长发育特性的比较

郑昌荣，程建峰

（1.江西省玉山县农业局农产品质量安全检验检测中心，江西玉山 334700；2.江西农业大学，教育部作物生理生态与遗传育种重点实验室，江西南昌 330045）

宿根稻是指上年稻桩(含地下部分)越过短日冬季在第2年春夏萌发成苗成穗的多年生水稻[1]。因宿根稻具有保护生态环境、固定水稻亲种优势、节约生产成本和提高水稻产量等优点，我国在明代《农政全书》中就曾有过记载[2]。随着改革开放的逐步深入，农村劳动力大量转入城市，造成单位耕地面积上的农业用工急剧减少，甚至撂荒，从而激起了探索省力而丰产的水稻栽培新途径的设想[3]，为宿根稻的研究和推广提供了契机。

20世纪70年代以来，宿根稻的应用研究逐渐受到重视[3-4]。依据其越冬方式，一般可分为地下根状茎越冬和地上休眠芽越冬2种方式[3]。育种工作者对它们进行了大量研究，并选育了一些有推广和生产潜力的品系(种)。四川省农业科学院李勤修等发现原产非洲的长药野生稻引种到四川成都可以地下根状茎越冬[1-4]，江西东乡野生稻和广西柳州野生稻也同样具有宿根性[4-5]。糯89-1由栽培稻田间突变植株培育而成，是一个可直接用于生产的宿根稻品系，依赖于地上茎休眠芽越冬[2]。目前大量文献表明，以地下根状茎越冬的宿根稻，适于温带以南地区的坡地和荒地[1，6-8]；以地上休眠芽越冬的宿根稻，适于各类沼泽地、低洼地和常规稻田，但有关研究较少[4，9]。该试验通过对刘野1号和大粒稻（近年来江西省选育的2个以休眠芽越冬的宿根稻）正季与越冬宿根稻生长发育特性的观测和比较分析，以期阐明以地上休眠芽越冬宿根稻的生长发育规律，为宿根稻品种的选育、耐寒性机理和大面积推广种植提供理论依据和技术指导，该研究将对解决山区人民的粮食自给和农业可持续发展具有重要的理论价值和实践意义。

1 试验材料、环境与方法

1.1 供试材料

以宿根稻——刘野1号和大粒稻为试验材料。刘野1号由江西省赣州市农业科学研究所选育，具有优良抗寒性的稳定材料，亲本为分布最北的东乡野生稻和培矮64S。大粒稻为农垦58纯系种子于1988年搭载“885”科学返地卫星，回收后的种子进行播种栽植，其变异后代又与东乡野生稻混植后经天然异交和自然越冬选择而获得的已趋于稳定的大粒型突变体材料。

1.2 试验环境

试验地位于 115.86°E，28.68°N，海拔 46.7 m，年平均相对湿度77.0%，年平均气温17.5℃，1月份平均气温在4.9℃左右，极限低温为-7.0℃[10-12]。

1.3 试验设计

于2004—2005年在江西农业大学植物生理研究室盆栽自然条件下进行单本栽培试验。刘野1号正季栽培的播种日期为4月13日，越冬宿根为2004年收割的稻桩。大粒稻正季栽培的播种日期为4月8日，越冬宿根为2004年收割的稻桩。每盆4株，4次重复。采用常规栽培管理。

1.4 测定项目与方法

记录水稻出苗期、始穗期和成熟期，并计算苗始历期、始成历期和全生育期。成熟时，每个品种取4株，考察其形态农艺和产量性状，主要指标包括株高、穗长、穗颈粗、一次枝梗数、二次枝梗数、单株有效穗数、总粒数、空粒数和千粒重，并据此获得总枝梗数、着粒密度、结实率和单株产量。

2 结果与分析

2.1 宿根稻正季与越冬季生育时期差异

宿根稻越冬季比正季的苗始历期（成苗至始穗）、始成历期（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历期短11 d、始成历期短3 d和全生育期短14 d，刘野1号越冬季比正季稻的苗始历期短12 d、始成历期短8 d和全生育期短20 d。表1还表明，造成全生育期差异的原因在于越冬季苗始历期和始成历期缩短，且苗始历期大于始成历期，这可能是由于低温对休眠芽的萌发和生长就有促进效应。

表1 宿根稻正季与越冬季的生育时期

2.2 宿根稻正季与越冬季形态农艺性状差异

宿根稻正季与越冬季的形态农艺性状存在较大差异(表2)。大粒稻和刘野1号正季株高分别比越冬季高14、8 cm；穗长分别比越冬季短3.7、3.6 cm；穗颈粗分别比越冬季窄0.22、0.04 mm；一次枝梗分别比越冬季少1.4、3.4个；二次枝梗分别比越冬季少2.1、18.4个；总枝梗分别比越冬季少4.5、21.8个；大粒稻正季着粒密度比越冬季少12.7粒/10 cm，刘野1号正季与越冬季相当。综上所述，宿根稻越冬季具有植株较矮、穗较长、穗颈较粗及枝梗数较多的优点，为高产提供了物质基础。

表2 宿根稻正季与越冬季的形态农艺性状

2.3 宿根稻正季与越冬季产量及产量构成因素差异

表3表明，宿根稻正季与越冬季的产量及产量构成因素存在明显差异。大粒稻和刘野1号越冬季单株有效穗数分别比正季多5、2穗/株；穗总粒数分别比正季多7.8、77.0粒/穗；穗实粒数分别比正季多26.9、68.4粒/穗；大粒稻越冬季结实率比正季高29.2%，刘野1号越冬季与正季相当；大粒稻正季千粒重比越冬季重3.60 g，而刘野1号正季比越冬季少0.76 g。可能是上述原因导致宿根稻越冬季产量比正季高1倍左右。

表3 宿根稻正季与越冬季的产量及其性状

3 结论与讨论

3.1 宿根稻生育特性

该试验表明，宿根稻越冬季生育期与正季稻相比相对更短，这可能与2季计算生育期的标准不一致有关。宿根稻越冬季生育期是从出芽到收获的天数，但正季生育期是从出苗开始到收获，出苗与出芽是否处在同一生育阶段或两者相差多远等，目前尚未见相关研究与报道。该研究还表明，宿根稻越冬季生育期比正季稻相对更短主要体现在苗始历期和始成历期上，且以苗始历期的缩短为主，这表明低温对水稻营养生长期的影响远大于生殖生长期，意味着宿根稻对温度的敏感度高于光照[13]。经过2年的调查研究发现，处于高节位的休眠芽其营养生长时间短、始穗早，处于低节位的休眠芽其营养生长时间长、始穗晚，这使得宿根稻成熟先后不一，给收获带来一定困难，从某种程度上也影响到米质，因此，这也是今后研究中需要解决的重要问题。

3.2 宿根稻的高产基础

宿根稻栽培在提高产量上具有一定优越性[1,14-15]。该研究表明，宿根稻越冬季产量比正季要高1倍左右，这是由于越冬季水稻具有较高的单株有效穗数、单株总粒数、穗实粒数和结实率，这与李勤修等的研究存在一致性[3]。前人研究表明，宿根稻越冬季形态农艺特征比正季稻具有根系强大、叶色浓绿、长势旺、分蘖力和分蘖势强、成穗率高以及穗大穗匀等优良特性[1]。该研究也表明，越冬季具有植株矮、穗长、穗颈粗和枝梗数较多的优点，这可能是休眠芽内贮藏的养分多于种子，使得宿根苗比种子(实生)苗更健壮，从而为后期的生长发育和高产提供了物质基础。同时宿根稻具有很强的抗寒性和抗逆性，为节约水能、提高光能利用率和充分利用土壤资源提供了条件，为未来省劳、高产、低成本的水稻生产技术展示新的前景，从而为发展高产农业开拓了新的方向。

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