作物杂志, 2025, 41(3): 92-101 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.013

生理生化·植物营养·栽培耕作

不同灌溉模式和肥料处理对再生稻再生芽生长和再生季产量形成的影响

毛顺鑫,, 肖无为, 张作林, 黄家达, 王飞, 黄见良, 彭少兵, 崔克辉,

作物遗传改良全国重点实验室/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室/华中农业大学植物科学技术学院,430070,湖北武汉

Effects of Different Irrigation Patterns and Fertilizer Managements on the Growth of Axillary Buds and Yield Formation of Ratoon Season in Ratoon Rice

Mao Shunxin,, Xiao Wuwei, Zhang Zuolin, Huang Jiada, Wang Fei, Huang Jianliang, Peng Shaobing, Cui Kehui,

National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement / Ministry of Agriculture Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in the Middle Reaches of the Yangtze River / College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, Hubei, China

通讯作者: 崔克辉,主要从事作物生理与栽培研究,E-mail:cuikehui@mail.hzau.edu.cn

收稿日期: 2024-02-29   修回日期: 2024-03-20   网络出版日期: 2024-08-05

基金资助: “十四五”国家重点研发计划(2022YFD2301000)

Received: 2024-02-29   Revised: 2024-03-20   Online: 2024-08-05

作者简介 About authors

毛顺鑫,主要从事水稻栽培研究,E-mail:475173280@qq.com

摘要

以水稻品种两优6326为材料,设置淹灌、轻度干湿交替、重度干湿交替3种灌溉模式和无促芽肥(NBF)、施用促芽肥(BF)和施用再生稻专用缓释肥(SRF)3种肥料处理,研究水肥管理对再生芽生长和再生季产量的影响。结果表明,不同灌溉模式对头季和再生季产量无显著影响。2020年BF和SRF处理分别导致再生季产量平均增加37.9%和28.0%;2019年BF处理增加28.9%,而SRF处理则无影响,增产主要归因于有效穗数的增加。再生芽生长主要受肥料处理影响,灌溉模式与肥料处理间无显著互作效应。与NBF相比,BF处理显著提高了3种灌溉处理的再生芽芽长、活芽数、芽干重和再生力,分别平均增加32.8%、33.6%、139.8%和17.4%,SRF处理分别平均提高13.6%、3.7%、54.4%和13.5%。BF和SRF处理均显著增加了头季稻桩和再生季氮素含量、再生季当季干物质积累量。这些结果表明2种肥料处理均可通过增加稻桩和再生季当季氮素积累,促进再生芽萌发和生长,提高再生力,从而增加产量。因此,合理施用促芽肥或缓释肥可维持高的再生季产量。

关键词: 再生稻; 产量; 再生芽; 肥料管理; 氮积累; 缓释肥

Abstract

This study investigated the effects of water and fertilizer management on the growth of ratoon buds and ratoon crop yield using the rice variety Liangyou 6326. Three irrigation patterns (conventional flooding irrigation, alternate wetting and moderate soil drying, alternate wetting and severe soil drying) and three fertilizer treatments (no application of bud-promoting fertilizer, NBF; application of bud-promoting fertilizer, BF; and application of slow-release fertilizer, SRF) were implemented. The results indicated that different irrigation patterns had no significant effect on the yields of the first season and the ratoon season. In 2020, BF and SRF treatments increased the ratoon crop yields by 37.9% and 28.0%, respectively. In 2019, BF treatment increased the yield by 28.9%, while SRF treatment had no significant effect. The increase in yield was primarily attributed to the increase in the number of effective panicles. The growth of ratoon buds was predominantly influenced by fertilizer treatment, with no significant interaction between irrigation patterns and fertilizer treatment. Compared with the NBF treatment, BF treatment significantly increased the bud length, number of buds, bud dry weight, and ratooning ability on the uppermost internodes across all three irrigation patterns, with average increase of 32.8%, 33.6%, 139.8%, and 17.4%, respectively. SRF treatment increased these growth parameters by 13.6%, 3.7%, 54.4%, and 13.5%, respectively. Both BF and SRF treatments significantly increased the nitrogen contents of rice stubble and ratoon season, as well as the dry matter accumulation during the ratoon season. These findings suggest that the application of bud-promoting fertilizer and slow-release fertilizer can enhance ratoon bud germination and growth, increase ratooning ability, and ultimately improve ratoon crop yield by increasing nitrogen accumulation in stubble and the ratoon crop. Therefore, the rational application of either bud-promoting fertilizer or slow-release fertilizer is essential for maintaining high ratoon crop yield.

Keywords: Ratoon rice; Yield; Axillary bud; Fertilizer management; Nitrogen accumulation; Slow-release fertilizer

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本文引用格式

毛顺鑫, 肖无为, 张作林, 黄家达, 王飞, 黄见良, 彭少兵, 崔克辉. 不同灌溉模式和肥料处理对再生稻再生芽生长和再生季产量形成的影响. 作物杂志, 2025, 41(3): 92-101 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.013

Mao Shunxin, Xiao Wuwei, Zhang Zuolin, Huang Jiada, Wang Fei, Huang Jianliang, Peng Shaobing, Cui Kehui. Effects of Different Irrigation Patterns and Fertilizer Managements on the Growth of Axillary Buds and Yield Formation of Ratoon Season in Ratoon Rice. Crops, 2025, 41(3): 92-101 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.013

再生稻是指头季水稻收获后稻桩上休眠芽萌发生长成穗再收获一季的水稻种植方式。再生稻种植可增加周年产量,降低单季稻和双季稻增产所面临的压力。随着再生稻栽培技术的持续创新,再生稻种植面积及比重在中国水稻生产系统中逐渐增加,已发展成为节本增收效果显著的水稻种植模式之一,具有广阔的发展前景[1-3]

再生季产量主要来自于由头季休眠芽萌发形成的再生分蘖[4],因此,再生芽数和成活率是再生稻高产研究的重点。再生季产量与头季收割后稻桩上休眠腋芽的萌发成穗数密切相关[5],其萌发和生长除受品种遗传特性、生理特征、生态条件等因素调控外,还受栽培措施的影响,如养分管理和灌溉方式等[2-3,6-9]。干湿交替灌溉是水稻生产中大面积推广的节水灌溉技术,也是机收再生稻生产中重要的水分管理措施[3,9-12]。头季稻后期的干湿交替灌溉可减缓叶片叶绿素含量下降,改善土壤通气性,促进发达且活性高的根系和再生芽生长,也可减少机收碾压损伤,为再生季高产奠定基础[9,13-14]

氮肥合理施用是再生稻获得高产的重要措施,头季齐穗后15 d左右施用的促芽肥是再生稻优质高产的重要保证[15-18]。适量的促芽肥可提高头季成熟期稻桩和再生芽氮含量,促进休眠芽萌发生长,保持根系活力,提高再生力[2,4,19]。陈鸿飞等[20]发现施用促芽肥显著提高再生芽的芽长和活芽率,但也有研究[7,15,21]表明,施用促芽肥对再生芽生长以及再生季增产作用不大。林文雄等[2]认为在总氮施用量不变的前提下,将适量氮肥从头季稻生长前期后移作为穗肥和粒肥施用,可保持头季稻生育后期根系活力和防止早衰来促进腋芽存活。另外,姜照伟等[22]发现再生季产量与促芽肥施氮量呈抛物线型相关关系。这些结果表明优化再生季氮肥管理可提高再生季产量。

促芽肥施用增加了再生稻的施肥次数,带来了费工费时、生产效率降低等问题[3]。缓释肥因其肥效延缓释放等特点成为了新型肥料的研究热点,施用再生稻缓释肥可减少施肥次数,提高生产效率[7,23-24]。另外,水肥耦合效应对不同节位腋芽萌发生长影响的研究也较少。因此,本试验以华中地区作再生稻种植的主推品种两优6326为供试材料,探讨不同氮肥和灌溉管理模式对再生芽萌发生长、氮素积累的影响及其与再生季产量的关系,为再生稻高产优质栽培技术的建立提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019和2020年再生稻生产季节在湖北省荆州市监利县毛市镇柘木村农民田块进行。供试水稻田土壤基本理化性质为pH 7.1、全氮1.8 g/kg、速效磷12.11 mg/kg、速效钾122.6 mg/kg、有机质25.21 g/kg。

1.2 试验设计

采用裂区试验设计,以灌溉模式为主区,肥料处理为副区。供试品种为两优6326(LY6326,籼型两系杂交水稻),该品种由安徽省宣城市农业科学研究所利用69S×中籼Wh26育成,在长江中下游作一季中稻种植,近年来已成为湖北等省市再生稻种植的主要品种[3,9]。设置3种灌溉模式,包括传统淹灌(CI)、轻度干湿交替(WMD)、重度干湿交替(WSD);设置3种肥料处理,分别为无促芽肥(NBF)、施用促芽肥(BF)和施用再生稻专用缓释肥(SRF)。每个处理3次重复,共27个小区,每个小区面积50 m2

头季稻于3月21日(2019年)和3月22日(2020年)播种,4月29日(2019年)和5月3日(2020年)移栽,2年移栽密度均为13.3 cm×30.0 cm,双本移栽。头季采用人工收割,留桩高度保留至倒2节(40 cm左右)[3,9]。小区间用40 cm宽田埂隔开,为防止小区间串水串肥,所有田埂均覆盖黑色塑料薄膜并插入田埂两侧20 cm深处。头季收获时间分别为2019年8月13日和2020年11月17日,再生季收获时间分别为2019年11月8日和2020年11月12日。全生育期内严格控制病虫草害以防止产量损失。

肥料管理:头季氮肥施用量为180 kg N/hm2,施用比例为基肥(移栽前2 d):分蘖肥(移栽后7 d):穗肥(幼穗分化期)=4:3:3;磷肥施用量为50 kg/hm2(P),以过磷酸钙(P含量5.2%)形式作基肥一次性施入;钾肥施用量为100 kg/hm2(K),以氯化钾(K含量49.8%)形式按基肥:穗肥=3:2的比例施入。再生季促芽肥在头季齐穗后15 d施用,施用量为75 kg/hm2(N),加施40 kg/hm2(K);提苗肥在头季收割后1 d施用,施用量为75 kg/hm2(N)。所有氮肥均为尿素(N含量46.4%)形式。专用缓释肥处理中,基蘖肥施用脲醛型缓释肥(N:P:K=24:6:12,含10%脲醛),作为基肥直接施用;穗芽肥施用脲醛型缓释肥(N:P:K=25: 5:15,含50%脲醛),作为穗肥施用;本处理中不再施用促芽肥。本研究采用的缓释肥是一种适用于再生稻种植的新型复合缓释肥,由华中农业大学作物生理生态与栽培研究中心与中化化肥有限公司合作研发,除含有再生稻高产所需必要养分外,还含有促进休眠芽萌发和再生蘖快速生长的活性成分[7]

水分管理:CI处理头季保持浅水层,中期搁田与收获前一周断水,再生季保持浅水层至收获前一周;WMD处理除头季移栽至返青田间保持浅水层外,其余时期采用轻度干湿交替灌溉,即自浅水层自然落干到土壤水势达-15 kPa时,灌水2~3 cm,再自然落干至土壤水势达-15 kPa时,再上浅层水,如此循环;WSD处理除头季移栽至返青田间保持浅水层外,其余时期采用重度干湿交替灌溉,即自浅水层自然落干到土壤水势达-25 kPa时,灌水2~3 cm,再自然落干至土壤水势达-25 kPa时,再灌溉浅层水,如此循环。利用负压式土壤湿度计(中国科学院南京土壤研究所生产)实时监测土壤水势。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 再生芽生长调查

在头季稻齐穗期后20 d、头季成熟期和收割后10 d,每个小区取6蔸长势一致的植株并记录其总茎蘖数,然后每蔸取3个生长状况一致且良好的茎蘖(共18个茎蘖),分节位剥离倒2、3节再生芽,测量不同节位各再生芽的长度。然后,分节位将再生芽混合,并装于网袋中80 ℃烘干至恒重后称干重。计算每节位和单株芽长(cm)、单位面积活芽数(/m2)和芽干重(g/m2)。

1.3.2 产量及其构成因子

分别于头季和再生季成熟期,在每小区选取125蔸(5 m2)进行收割,脱粒稻谷晒干并与室内空气吸湿平衡后称量总重量,用谷物水分仪(LDS-1G)测定籽粒含水量,将其换算成14%含水量的产量(t/hm2)。

在头季成熟期每小区选取有代表性的12蔸稻株,记录有效穗数。然后,在从基部向上40 cm处,将植株分为头季收割后留下的稻桩部分和收割部分,再将收割部分分为稻草和穗。将稻桩与稻草置于80 ℃恒温烘干至恒重后称重。将穗部样品徒手脱粒,采用水选法、风选法将籽粒分为饱粒、半饱粒和空粒,并计数3类籽粒数量。枝梗和籽粒于80 ℃烘箱中烘干至恒重,称重。成熟期地上部分干重为植株地上所有部分的干重总和,并计算籽粒产量、有效穗数(饱粒数≥5的稻穗数)、每穗颖花数、结实率、千粒重和生物量,计算再生季当季干物质积累量(即再生季成熟期地上部总干重与头季收割后留下的稻桩部分干重之差)。

1.3.3 植株氮含量的测定和计算

将头季收获后稻桩、头季收获后10 d再生芽及再生季成熟期各部位样品烘干后粉碎并过0.5 mm孔径网筛。称量0.2 g样品,消化后利用凯氏定氮法,使用全自动间断化学分析仪(Smartchem 200,Amsalliance,意大利)测定氮浓度,然后计算各部分氮含量(g/kg)和植株氮积累量(kg/hm2),再生季当季氮素吸收量为再生季总氮素积累量与头季收割后稻桩部分氮素含量之差。

1.4 数据处理

均采用Excel软件进行计算和整理数据,应用Statistix 9进行方差分析和多重比较,用SigmaPlot 10.0进行作图。采用方差分析评价各因子的影响,采用最小显著差异法(LSD)比较平均值差异显著性。由于方差分析表明本试验条件下3种灌溉模式对所调查指标总体上没有显著影响,因此在进行相关比较时均采用同一肥料处理下3种灌溉模式的平均值。采用Pearson相关分析法进行相关性分析。由于2年试验结果相似,本研究除产量及其构成因子外其他指标均为2020年数据。

2 结果与分析

2.1 不同水肥处理对再生稻产量及其构成因子的影响

方差分析(表1)表明年份对千粒重、灌溉模式对结实率、肥料处理对产量和千粒重有着显著影响,年份和肥料处理交互作用对产量、灌溉模式和肥料处理交互作用对千粒重有显著影响。所有处理下头季产量变幅分别为7.29~8.67(2019年)和7.28~7.95 t/hm2(2020年),平均产量为7.92和7.72 t/hm2。2019和2020年不同灌溉模式对3种肥料处理的头季平均产量均没有显著影响;2019年不同肥料处理下3种灌溉模式的平均产量表现为SRF(8.47 t/hm2)高于NBF(7.49 t/hm2)和BF(7.80 t/hm2),而在2020年3种肥料处理下平均产量相近。与CI处理相比,2019年WMD和WSD处理下3个肥料处理的平均结实率分别提高了3.7%和3.4%,但每穗颖花数分别下降11.5%和6.2%;2020年WMD和WSD处理下3个肥料处理的平均有效穗数分别降低了3.8%和7.6%,且WMD与CI处理之间差异显著。

表1   不同水肥处理下头季稻产量及其构成因子

Table 1  Yield and its components of the first-season rice under different water and fertilizer treatments

年份
Year
灌溉模式
Irrigation
pattern
肥料处理
Fertilizer
treatment
产量
Yield
(t/hm2)
有效穗数
Effective panicle
number (/m2)
千粒重
1000-grain
weight (g)
结实率
Seed-setting
rate (%)
每穗颖花数
Spikelets
per panicle
颖花数
Spikelet number
(×103/m2)
2019CINBF8.01ab259.7a27.7abc85.5ab124.7a32.3a
BF7.77ab250.0a26.7c84.3b131.1a32.8ab
SRF8.48ab245.8a28.4ab83.8b131.7a32.1ab
平均8.09A251.8A27.6A84.5B129.2A32.4A
WMDNBF7.52ab241.0a27.7bc88.4a116.1a28.0ab
BF7.29b256.9a27.5bc87.4ab112.2a28.8ab
SRF8.67a268.8a28.8a87.1ab114.5a30.6a
平均7.83A255.6A28.0A87.6A114.3B29.1A
WSDNBF7.88ab245.8a27.7abc85.6ab119.0a29.1b
BF7.41ab243.8a28.1abc89.2a116.0a28.3ab
SRF8.25ab258.3a28.0abc87.3ab128.3a33.4ab
平均7.85A249.3A27.9A87.4A121.1AB30.3A
2020CINBF7.82a249.2a25.9ab86.5a123.3a30.7a
BF7.74a258.3a25.3b82.7a130.7a33.8a
SRF7.95a266.7a26.2ab82.1a123.9a33.3a
平均7.84A258.1A25.8A83.8A126.0A32.6A
WMDNBF7.83a249.2a26.0ab86.5a141.7a35.1a
BF7.85a250.8a25.8ab84.9a130.1a32.6a
SRF7.58a245.0a26.9a87.4a130.8a31.9a
平均7.76A248.3AB26.2A86.2A134.2A33.2A
WSDNBF7.91a235.0a25.8ab86.4a135.4a31.9a
BF7.49a230.0a26.3ab88.9a125.4a28.8a
SRF7.28a250.8a26.2ab83.6a122.2a30.7a
平均7.56A238.6B26.1A86.3A127.6A30.5A
方差分析ANOVA年(Y)nsns*nsnsns
灌溉模式(I)nsnsns*nsns
肥料处理(F)*ns***nsnsns
Y×Insnsnsnsnsns
Y×F**nsnsnsnsns
I×Fnsns*nsnsns
Y×I×Fnsnsnsnsnsns

不同小写字母表示同一年不同灌溉模式、不同施肥处理间平均值在P < 0.05水平上差异显著。大写字母代表同一年不同灌溉模式间的3个施肥处理的平均值在P < 0.05水平上差异显著(最小显著性差异法,LSD法)。“*”、“**”和“***”表示方差分析中在P < 0.05、0.01和0.005水平上差异显著,ns表示差异不显著。下同。

Different lowercase letters indicate difference significance among different nitrogen fertilizer applications and different irrigation pattern in the same year at P < 0.05 probability level. Different uppercase letters indicate difference significance among three irrigation pattern in the same year at P < 0.05 probability level.“*”,“**”and“***”represent significant difference at the P < 0.05, 0.01 and 0.005 probability levels, ns represents no significant difference. The same below.

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方差分析(表2)表明年份对再生季产量和构成均具有显著影响,灌溉模式对每穗颖花数、肥料处理对产量和有效穗数有显著影响,年份和灌溉模式互作显著影响千粒重、结实率和单位面积颖花数,年份和肥料处理互作显著影响产量。所有处理下再生季产量变幅分别为3.46~5.10(2019年)和2.67~4.31 t/hm2(2020年),平均产量分别为4.16和3.74 t/hm2。与NBF处理相比,2019年BF处理下3种灌溉模式的平均再生季产量、有效穗数、颖花数、再生力分别增加了28.9%、18.9%、26.2%和18.2%,2020年分别增加了37.9%、17.5%、19.5%和17.4%。SRF处理对再生季产量形成影响存在年际间差异,与NBF相比,2019年SRF处理下3种灌溉模式的再生季产量、有效穗数、颖花数和再生力没有显著差异,2020年分别平均增加了28%、18.3%、21.5%和13.5%。与CI相比,WMD和WSD处理时3种肥料处理的平均产量分别下降7.1%和6.3%(2019年)、4.6%和3.6%(2020年),但三者间差异不显著。3种灌溉模式间3种肥料处理的平均再生力没有显著不同。

表2   不同水肥处理下再生季产量及其构成因子

Table 2  Yield and its components of the ratoon season under different water and fertilizer treatments

年份
Year
灌溉模式
Irrigation
pattern
肥料处理
Fertilizer
treatment
产量
Yield
(t/hm2)
有效穗数
Effective panicle
number (/m2)
千粒重
1000-grain
weight (g)
结实率
Seed-setting
rate (%)
每穗颖花数
Spikelets
per panicle
颖花数
Spikelet number
(×103/m2)
再生力
Ratooning
ability
2019CINBF3.91c326.7c24.7ab75.5abc63.3b20.7bc1.26c
BF5.10a415.0a23.9b77.9a67.2ab27.9a1.66a
SRF4.05bc342.5bc24.9a74.6abc64.6a22.2bc1.40abc
平均4.35A361.4A24.5A76.0A65.0A23.6A1.44A
WMDNBF3.46c318.3c24.3ab74.9abc62.6b19.9c1.33c
BF4.75ab387.5ab23.9b73.2abc64.3b24.9ab1.51abc
SRF3.93c372.5abc24.3ab71.2bc61.8b23.0bc1.39abc
平均4.05A359.4A24.2A73.1A62.9A22.6A1.41A
WSDNBF4.03bc364.2abc24.2ab70.5bc64.9b23.7abc1.48abc
BF4.85a397.5ab23.8b77.5ab70.7a28.1a1.63ab
SRF3.36c351.7bc24.0ab70.0c65.9ab23.1bc1.37bc
平均4.08A371.1A24.0A72.7A67.2A25.0A1.50A
2020CINBF3.44bcd465.0bcd23.1ab58.3b75.9a35.1bc1.86a
BF4.13ab521.7ab23.5a61.3ab78.5a41.1abc2.05a
SRF3.96ab556.7a23.2ab58.7ab82.1a45.6a2.10a
平均3.85A514.4A23.3A59.4A78.9A40.6A2.00A
年份
Year
灌溉模式
Irrigation
pattern
肥料处理
Fertilizer
treatment
产量
Yield
(t/hm2)
有效穗数
Effective panicle
number (/m2)
千粒重
1000-grain
weight (g)
结实率
Seed-setting
rate (%)
每穗颖花数
Spikelets
per panicle
颖花数
Spikelet number
(×103/m2)
再生力
Ratooning
ability
WMDNBF2.67d434.2cd23.1ab59.6ab81.3a35.2bc1.74a
BF4.31a541.7ab23.4ab60.0ab77.6a42.1ab2.16a
SRF4.03ab490.8abcd23.1ab59.1ab81.9a40.1ab2.01a
平均3.67A488.9A23.2A59.6A80.3A39.1A1.97A
WSDNBF3.09cd420.8d22.9b60.8ab81.6a34.3c1.81a
BF4.22a488.3abcd23.1ab63.1a85.8a41.8ab2.14a
SRF3.77abc513.3abc23.2ab59.9ab80.8a41.4ab2.05a
平均3.70A474.2A23.1A61.3A82.7A39.1A2.00A
方差分析
ANOVA
年(Y)*****************
灌溉模式(I)nsnsnsns*nsns
肥料处理(F)******ns**ns******
Y×Insns**ns***ns
Y×F***nsnsnsnsnsns
I×Fnsnsnsnsnsnsns
Y×I×Fnsnsnsnsnsnsns

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2.2 不同水肥处理对再生稻再生特性的影响

倒2节和倒3节位再生芽表现一致,在头季齐穗后20 d之前处于生长停滞状态(图1),之后开始缓慢伸长生长,至头季成熟期芽长大多不足10 cm。头季稻收获后再生芽开始迅速伸长,至收获后10 d时各处理之间差异显著,且大多在30 cm以上。在同一肥料处理下,不同灌溉模式间再生芽生长趋势一致。肥料处理显著影响了头季收获后10 d芽长,不同灌溉模式下均表现出BF>SRF>NBF。

图1

图1   不同水肥处理下再生芽芽长的生长动态

HD-20、HD-30(MD)、MD-10分别代表头季齐穗后20 d、头季齐穗后30 d(头季收获期)、头季收获后10 d。竖线段和数字表示同一灌溉模式下同一时期3个肥料处理芽长平均值差异显著性阈值(P < 0.05)。

Fig.1   Dynamic changes of axillary bud length under different water and fertilizer treatments

HD-20, HD-30 (MD), and MD-10 represent 20 days after heading of first-season rice, 30 days after heading of first-season rice (mature stage of first-season rice) and 10 days after harvest of first-season rice. Vertical line with figure indicates the difference significance among different nitrogen fertilizer applications at the same stage under the same water treatment at 0.05 probability level according to the least significant difference test at P < 0.05 probability level.


方差分析(表3)表明,不同灌溉模式对头季收获后10 d再生芽长、活芽数和芽干重均无显著影响,而肥料处理则显著影响这3个指标,且灌溉模式和肥料处理间无显著交互作用。促芽肥促进了倒2节、倒3节再生芽的伸长。与NBF处理相比,BF处理下3种灌溉模式的倒2节、倒3节的平均芽长分别增加了30.4%和35.5%,SRF处理下分别增加了11.7%和15.7%。与NBF相比,BF处理下3种灌溉模式的平均单位面积活芽数显著增加,倒2节、倒3节活芽数分别增加了33.3%和33.8%,SRF处理导致倒2节芽的活芽数平均增加了11.1%。与NBF处理相比,BF处理显著增加了3种灌溉模式的平均芽干重,倒2节、倒3节芽干重分别增加136.6%和142.7%,SRF处理下则分别增加65%和44.7%。WSD处理下的倒3节再生芽的单位面积芽干重显著高于CI处理,增加了64.2%(表3)。

表3   不同水肥处理对头季收获后10 d再生芽的生长影响

Table 3  Effects of different water and fertilizer treatments on the growth of axillary buds at 10 days after harvest of the first-season

灌溉模式
Irrigation pattern
肥料处理
Fertilizer treatment
芽长Bud length (cm)活芽数Bud number (/m2)芽干重Bud dry weight (g/m2)
D2D3D2D3D2D3
CINBF38.5a34.1b195.5c172.2bc59.7bcd34.6d
BF45.3a46.2a266.1a236.0ab109.7ab92.8abc
SRF38.2a36.0b224.9abc175.9bc77.7abcd42.0d
平均40.7A38.8A228.81A194.7A82.4A56.4B
WMDNBF24.5b34.2b199.0c187.1bc32.7d44.6d
BF42.3a47.1a247.7abc232.9ab111.1a113.1a
SRF36.8a40.1ab205.6bc167.8c60.8abcd61.7bcd
平均34.5A40.5A217.4A195.9A68.2A73.1AB
WSDNBF34.9a35.0b188.7c199.6bc46.2cd56.3cd
BF39.9a46.5a263.8ab279.0a107.1ab123.3a
SRF34.1b43.4ab217.4abc192.8bc82.7abc98.2ab
平均36.3A41.6A223.3A223.8A78.7A92.6A
方差分析ANOVA灌溉模式(I)nsnsnsnsnsns
肥料处理(F)************
I×Fnsnsnsnsnsns

D2和D3分别指倒2节和倒3节。

D2 and D3 are the second and third node from the top, respectively.

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2.3 不同水肥处理对头季和再生季干物质和氮素积累的影响

方差分析(表4)表明,不同灌溉模式、灌溉模式和肥料处理互作对头季稻桩干重、再生季地上部干重及再生季当季干物质积累量均无显著影响。与NBF相比,BF和SRF处理下3种灌溉模式的稻桩干重分别平均增加了15.1%和15.2%,再生季地上部干重分别平均增加了13.7%和17.5%,再生季当季干物质积累量分别平均增加了13.2%和18.3%。

表4   不同水肥处理下再生季地上部干物质量和氮素积累量

Table 4  Dry matter and nitrogen accumulation in the ratoon season under different water and fertilizer treatments

灌溉模式
Irrigation
pattern
肥料处理
Fertilizer
treatment
头季
稻桩干重
Stubble dry
weight of
first-season
(t/hm2)
再生季
地上部干重
Total dry
weight of
ratoon season
(t/hm2)
再生季当季
干物质积累量
Dry matter
accumulation
during ratoon
season (t/hm2)
头季稻桩
氮素浓度
Stubble N
concentration
(%)
头季稻桩
氮素积累
Stubble
N
(kg/hm2)
再生芽
氮素浓度
Ratoon
bud N
concentration
(%)
再生芽
氮素含量
Ratoon
bud N
content
(kg/hm2)
再生季当季
氮素积累量
N uptake
during
ratoon season
(kg/hm2)
再生季地上部
氮素积累量
Total N uptake
of ratoon
season
(kg/hm2)
CINBF3.26b13.25cd9.99c0.85bcd27.5c2.13abc20.2d68.7a96.3b
BF3.92ab14.39bc10.47b1.08ab42.2ab1.55c31.0abc73.9a116.1a
SRF4.22ab16.38a12.17a0.98abcd40.2b2.15abc24.1bcd71.6a111.8a
平均3.80A14.67A10.88A0.97A36.6A1.94A25.1A71.4A108.0A
WMDNBF3.62ab12.99d9.37c0.83cd29.6c2.68a20.1d63.7a93.3b
BF4.42a15.13b10.71b1.06ab46.1a1.80bc39.5ab68.6a114.7a
SRF3.99ab14.54bc10.55bc1.09ab43.3ab2.39ab29.2abc67.0a110.1a
平均4.01A14.22A10.21A0.99A39.6A2.29A29.6A66.4A106.0A
WSDNBF3.70ab12.82d9.12c0.77d28.5c2.12abc22.6cd66.6a95.1b
BF3.84ab14.90b11.06b1.11a41.7b1.90abc41.3a72.4a114.0a
SRF3.98ab14.96b10.97b1.02abc40.5b2.13abc37.8abc72.2ab112.7a
平均3.84A14.23A10.38A0.97A36.9A2.0533.9A70.4A107.3A
方差分析
ANOVA
灌溉模式(I)nsnsnsnsnsnsnsnsns
肥料处理(F)ns***********
I×Fnsnsnsnsnsnsnsnsns

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方差分析(表4)表明,不同灌溉模式、灌溉模式与肥料处理互作对4个氮素相关指标无显著影响,肥料处理的影响达到显著水平。与NBF相比,BF和SRF处理时3种灌溉模式的稻桩氮素含量分别平均增加了51.7%和44.6%,稻桩浓度分别平均增加了33%和26.5%,芽氮素含量分别平均增加了77.8%和44.8%,再生季地上部氮素积累量分别平均提高了21.1%和17.6%。再生季当季氮素积累量在3个肥料处理间无显著差异。

2.4 再生季芽生长和产量与氮素积累间的关系

相关分析(表5)表明,芽长、芽重、活芽数分别与稻桩氮素浓度、稻桩氮素含量、头季收获10 d后芽氮含量、再生季当季氮素积累量、地上部总氮积累量呈显著正相关。再生力、再生季产量与芽生长的3个指标、稻桩氮浓度、氮素积累量、干物质积累量均呈正相关。再生季当季积累干重和再生季总干重分别与稻桩氮素含量、再生季总氮积累量呈显著正相关。值得注意的是,头季收获10 d后芽氮浓度与其他相关指标呈负相关。

表5   再生芽生长、再生季氮积累、干物质积累和再生季产量间关系

Table 5  The correlations among bud growth, nitrogen and dry matter accumulation and grain yield of the ratoon season

指标
Index
芽长
Bud
length
活芽数
Bud
number
芽重
Bud dry
weight
再生力
Ratooning
ability
再生季产量
Grain yield
of the
ratoon crops
头季收获时
稻桩干重
Stubble dry
weight
再生季当季积累干重
Dry matter accumulation
during the ratoon season
再生季总干重
Total dry
weight of the
ratoon crops
稻桩氮浓度Stubble N concentration0.801**0.6500.794*0.880**0.905***0.6240.675*0.717*
稻桩氮素含量Stubble N content0.777*0.5900.783*0.913***0.891**0.850***0.698*0.801**
芽氮素浓度Bud N concentration-0.904***-0.744*-0.778*-0.640-0.700*-0.335-0.304-0.342
芽氮素含量Bud N content0.772*0.759*0.940***0.815**0.759*0.5910.4590.538
再生季当季氮素积累量
N uptake during the ratoon season
0.742*0.6130.688*0.733*0.724*0.3070.686*0.633
再生季总氮积累
Total N uptake of the ratoon crops
0.854**0.666*0.840**0.954***0.934***0.755*0.775*0.834**
头季收获后稻桩干重
Stubble dry weight
0.5240.3780.5660.761*0.655*0.6280.788*
再生季当季积累干重
Dry matter accumulation during the
ratoon season
0.4670.3180.4530.832**0.742*0.6280.974***
再生季总干重
Total dry weight of the ratoon crops
0.5230.3620.5250.880**0.779*
再生季产量
Grain yield of the ratoon crops
0.905***0.6410.809**0.962***
再生力Ratooning ability0.838**0.661*0.835**

*”、“**”和“***”分别指在P < 0.05,P < 0.01,P < 0.001水平上的显著相关。

*”,“**”and“***”indicate the significant correlation at P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001 levels, respectively.

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3 讨论

3.1 不同水肥处理对再生稻产量及其构成因子的影响

研究[11,25-26]认为干湿交替灌溉方式可增加水稻产量。在机收再生稻生产中重晒田可以提高再生季产量[27],崔璨等[28]也发现间歇灌溉处理头季与再生季产量均显著提高,再生季增产幅度明显高于头季。然而,本研究中轻度和重度干湿交替处理对头季和再生季产量均无显著影响,这可能与本研究中再生稻生育期内降雨量较大导致干湿交替处理过程中达到预设临界水势的次数不足有关。从节水和灌溉成本角度考虑,干湿交替灌溉可以作为一项节本增效的栽培技术措施,也是再生稻生产中减少机械碾压和提高再生季产量的有效水分管理方式[9,27]

促芽肥施用可改善头季稻后期营养,促进再生芽早生多发[19]。本试验发现促芽肥和缓释肥处理均提高了再生季产量和再生力,特别是在2020年干湿交替和重度干湿交替处理下,这可能是因为水分胁迫促进水稻对促芽肥的利用,提高稻桩中氮素含量,从而影响再生芽的生长发育[29]。本研究发现再生季产量提高主要归因于有效穗数的提高,这与前人[18,30]研究结果相似。高欠清等[31]也发现促芽肥施用可促进再生芽生长,提高再生力和再生季产量。此外,促芽肥和缓释肥的施用均促进了稻桩和芽的氮素积累,较高稻桩氮素含量和再生季干物质积累有利于提高再生力和产量。这些结果表明促芽肥、缓释肥的施用主要是促进了再生芽生长和干物质积累,通过提高再生力来提高再生季产量。然而,杨晨等[7]发现促芽肥施用与否对再生季产量没有显著影响。因此,促芽肥对再生季产量的影响可能与品种、施肥水平、土壤肥力等多因素有关,需进一步研究。

缓释肥和促芽肥处理间再生稻头季产量没有显著差异,对再生芽生长和再生季产量形成具有促进作用;然而,缓释肥处理时3个灌溉处理的再生季平均增产幅度小于促芽肥处理,BF处理下2年再生季平均产量分别比SRF高30.4%和7.9%,对再生力也有类似的影响。这一结果与杨晨等[7]相似,可能是因为缓释肥并不能很好地根据再生稻生长发育的需肥特性来释放。因此,本试验所采用缓释肥配方、用量可能仍需改进来进一步匹配再生稻的需肥特性。与已有研究[7]类似,本研究中缓释肥处理下全生育期的纯氮和纯钾施用量较促芽肥处理分别减少了36和23 kg/hm2,并且减少2次施肥。因此,再生稻缓释肥作为一种轻简化的施肥方式在再生稻种植模式中具有良好的应用前景。

3.2 不同水肥处理对再生芽萌发生长的影响

本研究发现头季稻齐穗后20 d至头季成熟时再生芽伸长缓慢,收获后芽开始迅速伸长。类似地,黄友钦等[32]也观察到头季稻齐穗后22 d各节位芽长均在1 cm以下,齐穗后22~36 d芽迅速伸长。头季齐穗后2周进行重度晒田以在收获时土壤可以达到适宜湿度和硬度,有利于减少头季机械化收割对稻桩和再生芽的碾压损伤[27]。然而,本研究发现灌溉方式对再生芽生长和数量没有显著影响,如前所述,其原因可能与本试验年再生稻生育期内降水量较大有关。值得一提的是,本研究头季收割并没有采用机械收获从而避免了稻茬碾压和再生芽损伤,这也可能是干湿交替处理没有显著影响再生芽活芽数和总干重的原因。

前人[33-35]研究发现,促芽肥可促进再生芽生长,提高活芽率。本研究中促芽肥处理、缓释肥处理均促进了倒2节、倒3节再生芽萌发和生长,特别是头季收割后;其原因可能是促芽肥施用提高了头季稻桩内氮素含量,收割后稻桩中的氮素转运到再生芽,促进其萌发生长形成分蘖[22,36]。类似地,本研究也发现促芽肥和缓释肥处理下头季稻桩氮素含量和再生芽氮素含量显著增加,芽生长特征、再生力分别与稻桩氮含量、头季收获后10 d芽氮含量、再生季当季氮素积累量和总氮积累量均呈正相关。因此,促芽肥和缓释肥的施用可能通过增加稻桩和芽氮素含量促进再生芽萌发和生长,提高再生力和再生季产量。

适宜水肥耦合对作物的影响可表现出协同效应。本研究发现在促芽肥施用条件下,WMD处理时头季稻桩氮素积累量显著高于WSD处理,这可能是因为轻度干湿交替可提高根系活力,促进养分吸收[29]。与之相似,曹小闯等[37]发现干湿交替模式提高了缓释肥处理时水稻茎鞘和叶片氮积累量,提高了光合能力,高的氮含量可防止叶片早衰和维持后期高根系活力。另外,再生芽生长发育、再生力与稻桩中氮素含量呈显著正相关。因此,优化水肥管理可通过增加根系养分吸收来增加稻桩氮素含量,从而促进再生芽生长发育。

3.3 不同水肥处理对再生季干物质和氮素积累的影响

干湿交替灌溉或适度水分胁迫可促进水稻茎鞘储藏物质向籽粒的转运,有利于籽粒灌浆[38-39]。稻桩所贮存同化物是再生芽萌发生长的主要营养来源,头季后期干物质积累量和茎节可溶性糖含量高的杂交稻组合再生力强[40]。尽管本研究并没有发现WMD和WSD处理降低稻桩干重,然而,相关分析表明芽生长、再生力和再生季产量与稻桩干重呈正相关。因此,干湿交替灌溉模式有可能通过减少头季稻桩储藏物质而不利于再生芽生长。

增加生物量和收获指数可提高水稻产量[41]。本研究中促芽肥和缓释肥可显著增加再生季干物质积累,这表明促芽肥和缓释肥主要是通过增加再生季生物量积累来提高再生季产量,这与前人[42]研究结果一致。徐富贤等[16]认为,促芽肥可以增加头季叶片氮含量延缓衰老,提高光合速率,从而增加叶片光合产物向籽粒转运,减少稻桩贮藏物质向籽粒运输,为再生芽的生长提供足够同化物。这也可能是施用促芽肥和缓释肥提高再生季产量的原因。另外,再生季干物质积累量与再生季氮素积累紧密相关。因此,施用促芽肥和缓释肥可通过增加氮素积累来提高再生季干物质积累能力,进而增加再生季产量。

与不施促芽肥相比,施用促芽肥与缓释肥显著增加了3个灌溉处理的再生季氮素平均积累量,这与Wang等[42]研究结果一致。本研究中再生季氮素积累量的提高主要归因于头季稻桩中氮素积累量的增加,这与徐富贤等[16]一致,促芽肥主要是通过增加稻桩中营养物质来促进再生芽生长,进而影响再生季产量。因此再生稻生产中可适当增加头季氮素施用量来促进再生季干物质积累和提高产量。

4 结论

本试验条件下,3种灌溉模式对再生季产量形成无显著影响,水分与肥料的交互作用也不显著。与无促芽肥处理相比,促芽肥和缓释肥的施用通过增加头季稻桩氮素含量促进了再生芽萌发生长和再生季氮素积累,提高了再生季干物质积累量,从而增加了再生力和再生季产量。因此,合理施用促芽肥和缓释肥可以实现再生季高产。与施用促芽肥处理相比,施用缓释肥小幅降低再生季产量,但可减少施肥次数和施肥量来提高生产效率。因此,作为一种轻简化的施肥方式,缓释肥在再生稻生产中具有一定的应用前景。

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随着水稻育种方法的不断改善和栽培技术的持续创新,再生稻的种植面积及比重在中国水稻生产系统中逐渐增大,已发展成为生产成效显著的水稻种植模式之一。本文结合作者多年来的研究与实践,从作物生理生态学的视角,紧紧围绕再生稻适宜品种筛选及类型划分、机收再生稻的适宜留桩高度与水肥调控、再生稻干物质生产与分配特性及其与产量形成的关系、再生稻根系和再生活力及其与根际微生态特性的关系4个方面,综述了再生稻高产形成及其生理生态机制的研究现状与展望。在推广低留桩再生稻栽培技术时,应重视根际系统的合理调控,促进根际营养供给和腋芽适时萌发及分蘖再生协调发展,实现高再生系数、高再生穗数、高收获指数、高产优质、低碳安全可持续的“四高一低”目标,促进再生稻产业可持续发展。

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【目的】探明肥料管理、品种及其互作对再生稻头季和再生季产量和品质的影响,为再生稻高产优质育种和栽培提供理论依据。【方法】采用大田试验的方法,以4个华中地区主推的再生稻品种为材料,设置4种肥料管理方法,分别测定水稻的产量和产量构成因素、稻米品质(加工品质和外观品质)、干物质生产及相关农艺性状等。【结果】相比推荐施肥对照(CK),全生育期施用再生稻专用缓释肥(SRF)使两季施肥的次数从5次减少到3次,而且产量在头季和再生季分别达8.86和6.39 t/hm <sup>2</sup>,较CK仅降低了6.2%和9.1%。SRF在头季减产主要归因于较低的结实率,而在再生季减产是每穗颖花数和总颖花数共同下降的结果。促芽肥施与不施对再生季产量没有影响。再生稻两季的加工品质和外观品质主要受品种的影响,肥料处理及其与品种的互作影响很小。相比其他3个品种,甬优4949的头季和再生季产量最高,加工品质和外观品质最好。【结论】施用专用缓释肥和省施促芽肥均能够在不大幅损失稻谷产量的同时减少施肥次数促进再生稻轻简化栽培。

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中国农业科学, 2015, 48(9):1702-1717.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.09.04      [本文引用: 2]

发展再生稻是充分利用秋季光热资源,提高稻田产出效益的一条重要途经。根据已报道资料,结合笔者20余年的研究结果,综述了再生稻产量形成特点及关键调控技术研究进展。主要内容包括:(1)头季稻中上部节的再生穗抽穗期比下部抽穗早、着生叶片数少、出叶速度快、生育期短、穗子小、成穗率和结实率较高。头季稻抽穗后光合物质主要供给穗部籽粒灌浆结实,分配给再生芽生长利用的光合物质极少,是齐穗后大量再生芽开始死亡的机理所在;改善头季稻抽穗期间植株行间的光照条件对再生芽生长的促进作用,必须在一定光合物质供给基础上才能显现。头季稻齐穗后品种间再生力取决于头季稻的叶粒比,强再生力品种头季稻单位颖花的绿叶面积占有量较大,其光合产物满足头季稻高产之后剩余量较多,对再生稻高产提供了重要的物质基础,杂交组合间再生力与穗粒数呈极显著负相关关系。(2)水稻品种再生力可分为4级,头季稻及再生稻两季高产品种的库源特征:穗粒数160&mdash;190粒、叶粒重比0.0737&mdash;0.0827 cm<sup>2</sup>&middot;mg<sup>-1</sup>、有效穗232.12&mdash;249.40万/hm<sup>2</sup>、结实率81.54%&mdash;85.74%、千粒重28.58&mdash;30.07 g、单穗重4.13&mdash;4.43 g。(3)促芽肥提高再生力的作用,是通过施氮延缓了头季稻生长后期绿叶衰老速度,提高母茎叶片全氮含量及其净光合速率,增加叶片当时的光合产物向头季稻穗部输入比例,减少先期贮藏于母茎鞘中光合产物向穗部输入量,相对地提高了母茎鞘干物重而增强再生力。促芽肥对再生稻的作用效果在品种间的表现不尽相同,头季稻穗粒数较多的大穗型品种要提早施用促芽肥并增加施用量,才能获得较高的再生稻产量。利用杂交中稻齐穗期剑叶叶绿素计读数(SPAD值)可预测再生稻促芽肥高效施用量;通过防治纹枯病保护头季稻基部叶片和适度烤田提高根系活力,是再生稻高产的重要保证;头季稻收获期的成熟度与再生力呈极显著正相关,以头季稻完熟期再生芽开始破鞘现青时收割头季稻为宜,留桩高度以保留倒2节并高出5&mdash;7 cm处割苗即可。(4)针对目前再生稻生产上存在的主要制约因素,即再生稻开花期的低温危害、再生稻大面积产量不平衡和机械收获头季稻对再生稻生产的不利影响,提出了相应的对策与解决途经。(5)提出再生稻理论与技术的研究重点,包括&ldquo;生态与农艺措施对头季稻后期冠层性状与再生芽生长的多因素互作机制&rdquo;、&ldquo;头季稻收割后再生芽停滞于母茎鞘中的原因及其调控途径&rdquo;、&ldquo;提高再生稻氮肥利用效率的技术途径&rdquo;和&ldquo;适应机械插秧与机械收割的杂交水稻-再生稻配套技术&rdquo;4个方面。

夏桂龙, 欧阳建平, 柳开楼, .

促芽肥用量和留茬方式对赣东北地区再生稻产量和再生能力的影响

中国稻米, 2016, 22(2):27-30.

习敏, 徐秀娟, 吴文革, .

促芽肥对再生稻准两优608产量和主要品质性状的影响

中国稻米, 2018, 24(3):93-96.

DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2018.03.020      [本文引用: 2]

优化促芽肥施用技术对于完善再生稻栽培管理技术具有重要意义。本研究以准两优608为材料,通过设置3个施肥时期和3个施肥水平处理,分析促芽肥对&ldquo;一种两收&rdquo;再生季水稻产量形成和主要品质性状的影响。结果表明,促芽肥施用时期和施肥水平极显著影响再生稻产量形成,随着促芽肥施用时期的推迟和肥料用量的减少,再生稻产量呈降低趋势。头季稻收割前15 d施用纯N 69.0 kg/hm2的处理再生稻产量最高。该施肥条件下,再生稻碾磨品质较好,垩白粒率低,蛋白质含量高,淀粉含量较低,综合米质较优。生产上,于头季稻收割前15 d施用纯N 69 kg/hm2可以兼顾再生稻高产与优质的目标。

袁继超, 孙晓辉, 田彦华, .

再生稻需氮特性和分次施氮的研究

作物学报, 1996, 22(3):345-352.

[本文引用: 2]

陈鸿飞, 张志兴, 林文雄.

促芽肥对水稻再生芽萌发生长过程蛋白质表达的影响

中国农业生态学报, 2014, 22(12):1405-1413.

[本文引用: 1]

管康林, 陈耀武, 肖耀文.

再生稻生理研究初报

中国农业科学, 1979, 12(3):23-30.

[本文引用: 1]

姜照伟, 林文雄, 李义珍, .

不同氮肥施用量对再生稻氮素吸收和分配的影响

福建农业学报, 2003, 18(1):50-55.

[本文引用: 2]

郭晨. 缓/控释肥施用对作物产量、氮肥利用率及温室气体排放的影响. 武汉:华中农业大学, 2018.

[本文引用: 1]

余贵龙, 刘祥臣, 张强, .

不同缓释肥组配对豫南再生稻生长及产量的影响

中国农学通报, 2023, 39(36):22-27.

DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0024      [本文引用: 1]

通过使用不同组配的缓控释肥,探讨豫南再生稻轻简化栽培技术的可行性及产量形成原因。结果表明:不同处理下,头季稻增产的主要因素是通过穗粒肥提高了头季稻总颖花量;再生季增产的主要因素是通过促芽肥提高了再生季的叶面积指数和干物质量来提高再生率。精确定量施肥条件下,由于肥料施入及时合理,两季总产量、氮肥贡献率均为最高。新型再生稻专用肥在头季稻生长期分两次施肥,分别作基蘖肥和穗芽肥施入,少施2次肥,两季总产量为13.9 t/hm<sup>2</sup>,较精确定量施肥产量减少1055 kg/hm<sup>2</sup>,人工及肥料成本较精确定量施肥减少990元/hm<sup>2</sup>,净收入较精确定量施肥减少1478元/hm<sup>2</sup>,较精确定量施肥仅低3.5%。可根据当地的用工情况使用新型再生稻套餐肥,最终达到稳产增收的目的。

Ye Y S, Liang X Q, Chen Y X, et al.

Alternate wetting and drying irrigation and controlled-release nitrogen fertilizer in late-season rice. Effects on dry matter accumulation, yield, water and nitrogen use

Field Crops Research, 2013,144:212-224.

[本文引用: 1]

Lampayan R M, Rejesus R M, Singleton G R, et al.

Adoption and economics of alternate wetting and drying water management for irrigated lowland rice

Field Crops Research, 2015,170:95-108.

[本文引用: 1]

Zheng C, Wang Y C, Yuan S, et al.

Heavy soil drying during mid-to-late grain filling stage of the main crop to reduce yield loss of the ratoon crop in a mechanized rice ratooning system

The Crop Journal, 2022, 10(1):280-285.

[本文引用: 3]

崔璨, 陈基旺, 陈平平, .

不同水浆管理对再生稻产量与镉积累转运的影响

杂交水稻, 2023, 38(2):135-141.

[本文引用: 1]

张绍文, 何巧林, 王海月, .

控制灌溉条件下施氮量对杂交籼稻F优498氮素利用效率及产量的影响

植物营养与肥料学报, 2018, 24(1):82-94.

[本文引用: 2]

李经勇, 张洪松, 唐永群.

中国再生稻研究与应用

南方农业, 2009, 3(3):88-92.

[本文引用: 1]

高欠清, 任孝俭, 翟中兵, .

头季穗肥和促芽肥对再生稻再生芽生长及产量形成的影响

中国水稻科学, 2023, 37(4):405-414.

DOI:10.16819/j.1001-7216.2023.221002      [本文引用: 1]

【目的】 研究头季氮素穗肥和促芽肥运筹对再生稻再生芽生长、干物质积累及产量形成的影响及可能途径。【方法】 采用裂裂区设计,品种为主区(丰两优香1号和两优6326),2个头季穗肥为副区(N<sub>1</sub>,30 kg/hm<sup>2</sup>;N<sub>2</sub>,60 kg/hm<sup>2</sup>),3个再生季促芽肥为副副区(T<sub>1</sub>、T<sub>2</sub>和T<sub>3</sub>分别为0、50和100 kg/hm<sup>2</sup>),考查在不同氮肥运筹下两品种再生芽生长状况、干物质积累与分配、产量及产量构成因子。【结果】 头季高氮素穗肥对丰两优香1号头季产量无显著影响,显著提高两优6326头季产量,对两品种再生力和再生季产量无显著影响。增施促芽肥显著降低两品种头季齐穗前茎鞘干物质转运量和收获指数,提高不同节位再生芽芽长、活芽数和再生力,促进再生季齐穗后干物质积累,提高了再生季产量。此外,头季氮素穗肥和促芽肥对再生季产量具有显著交互作用。丰两优香1号在N<sub>1</sub>T<sub>3</sub>处理下周年产量最高(14.46 t/hm<sup>2</sup>),两优6326在N<sub>2</sub>T<sub>2</sub>处理下周年产量最高(14.44 t/hm<sup>2</sup>)。单茎再生芽长、活芽数和芽生长速率与头季齐穗后干物质积累量呈显著正相关,与头季收获指数和头季齐穗前干物质转运量呈显著负相关,与再生力和再生季产量呈显著正相关。【结论】 头季高氮素穗肥对丰两优香1号和两优6326再生季产量没有显著影响,促芽肥施用可促进两品种再生芽生长,提高再生力和再生季产量,但过高施用量并没有进一步提高产量。头季穗肥和促芽肥互作显著影响再生季产量。施用促芽肥可通过增加头季茎鞘干物质积累来促进再生芽生长、再生季干物质积累与成穗,从而提高再生力和再生季产量。再生稻生产中应合理运筹穗肥和促芽肥以实现较高的再生季和周年产量。低头季穗肥和高促芽肥、高穗肥高促芽肥可分别实现丰两优香1号、两优6326周年高产。

黄友钦, 刘仕琳, 王贵学, .

伏旱期土壤水分对再生稻的影响

西南农业大学学报, 1995, 17(6):481-485.

[本文引用: 1]

孙晓辉, 田彦华, 任天举.

促芽肥对杂交稻培育再生稻效果研究

四川农业科技, 1982(3):1-4,7.

[本文引用: 1]

唐祖荫, 张征兰.

再生稻几个生态生理问题的研究

湖北农业科学, 1991(5):1-5.

马均, 王化新, 孙晓辉, .

促芽肥15N在再生稻中的分配及其作用研究

西南农业学报, 1992, 5(1):41-46.

[本文引用: 1]

林文雄, 陈鸿飞, 张志兴, .

再生稻产量形成的生理生态特性与关键栽培技术的研究与展望

中国生态农业学报, 2015, 23(4):392-401.

[本文引用: 1]

曹小闯, 吴龙龙, 朱春权, .

不同灌溉和施肥模式对水稻产量、氮利用和稻田氮转化特征的影响

中国农业科学, 2021, 54(7):1482-1498.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.07.013      [本文引用: 1]

【目的】阐明常规淹灌和干湿交替灌溉下,不同施肥模式对水稻关键生育期氮吸收转运、氮素利用率和稻田氮转化特征的影响及其与水稻产量的关系,以期为绿色高效稻田水肥管理提供理论依据。【方法】 2018&#x02014;2019年连续进行2年,以杂交籼稻中浙优1号为供试材料,设常规淹灌(FI)、干湿交替(AWD)2种灌溉模式以及空白对照(N<sub>0</sub>)、常规施氮(PUN<sub>100</sub>)、减氮20%(PUN<sub>80</sub>)、缓控释复合肥减氮20%+生物炭(CRFN<sub>80</sub>-BC)和稳定性复合肥减氮20%+生物炭(SFN<sub>80</sub>-BC)5种施肥模式,对比分析了不同灌溉和施肥模式下水稻产量、氮吸收利用及稻田氮转化特征。【结果】(1)与FI灌溉模式相比,AWD灌溉显著增加了各处理水稻产量(P80</sub>-BC和SFN<sub>80</sub>-BC处理水稻产量分别达9 721 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>、10 056 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>(2018年)和9 492 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>、9 907 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>(2019年),且均显著高于PUN<sub>80</sub>和PUN<sub>100</sub>处理(P0</sub>、PUN<sub>100</sub>和PUN<sub>80</sub>处理相比,AWD灌溉显著提高了抽穗前CRFN<sub>80</sub>-BC和SFN<sub>80</sub>-BC处理水稻茎鞘和叶片氮累积量、抽穗至成熟期茎鞘和叶片氮转运量及其氮转运贡献率;同时,显著增加了成熟期0&#x02014;30 cm剖面稻田可溶性总氮(dissloved total N,DTN)和NO<sub>3</sub><sup>-</sup>含量,并有效降低稻田渗滤液中DTN、NH<sub>4</sub><sup>+</sup>和NO<sub>3</sub><sup>-</sup>质量浓度。(3)相关分析结果表明,水稻产量与营养生长期叶片和茎鞘氮累积量,抽穗后氮转运量和氮转运贡献率,成熟期水稻氮素利用率和稻田氮有效性显著正相关,表明适宜的水氮管理能协同促进氮素在水稻中的吸收和运转畅通,增加稻田氮素有效性,进而显著提高水稻产量和氮素利用率。【结论】综合2年水稻产量与氮素吸收利用、稻田氮素有效性特征,干湿交替灌溉下生物炭配施缓控释/稳定性复合肥能有效提高水稻高产群体构建、氮吸收转运和氮素利用效率,并降低稻田氮淋溶损失。

Yang J C, Zhang J H, Wang Z Q, et al.

Hormonal changes in the grains of rice subjected to water stress during grain filling

Plant Physiology, 2001, 127(1):315-323.

DOI:10.1104/pp.127.1.315      PMID:11553759      [本文引用: 1]

Lodging-resistant rice (Oryza sativa) cultivars usually show slow grain filling when nitrogen is applied in large amounts. This study investigated the possibility that a hormonal change may mediate the effect of water deficit that enhances whole plant senescence and speeds up grain filling. Two rice cultivars showing high lodging resistance and slow grain filling were field grown and applied with either normal or high amount nitrogen (HN) at heading. Well-watered and water-stressed (WS) treatments were imposed 9 days post anthesis to maturity. Results showed that WS increased partitioning of fixed (14)CO(2) into grains, accelerated the grain filling rate but shortened the grain filling period, whereas the HN did the opposite way. Cytokinin (zeatin + zeatin riboside) and indole-3-acetic acid contents in the grains transiently increased at early filling stage and WS treatments hastened their declines at the late grain filling stage. Gibberellins (GAs; GA(1) + GA(4)) in the grains were also high at early grain filling but HN enhanced, whereas WS substantially reduced, its accumulation. Opposite to GAs, abscisic acid (ABA) in the grains was low at early grain filling but WS remarkably enhanced its accumulation. The peak values of ABA were significantly correlated with the maximum grain filling rates (r = 0.92**, P < 0.01) and the partitioning of fixed (14)C into grains (r = 0.95**, P < 0.01). Exogenously applied ABA on pot-grown HN rice showed similar results as those by WS. Results suggest that an altered hormonal balance in rice grains by water stress during grain filling, especially a decrease in GAs and an increase in ABA, enhances the remobilization of prestored carbon to the grains and accelerates the grain filling rate.

Yang J C, Zhang J H, Wang Z Q, et al.

Activities of starch hydrolytic enzymes and sucrose‐phosphate synthase in the stems of rice subjected to water stress during grain filling

Journal of Experimental Botany, 2001, 52(364):2169-2179.

PMID:11604456      [本文引用: 1]

To understand the effect of water stress on the remobilization of prestored carbon reserves, the changes in the activities of starch hydrolytic enzymes and sucrose-phosphate synthase (SPS) in the stems of rice (Oryza sativa L.) during grain filling were investigated. Two rice cultivars, showing high lodging-resistance and slow remobilization, were grown in the field and subjected to well-watered (WW, psi(soil)=0) and water-stressed (WS, psi(soil)=-0.05 MPa) treatments 9 d after anthesis (DAA) till maturity. Leaf water potentials of both cultivars markedly decreased during the day as a result of WS treatment, but completely recovered by early morning. WS treatment accelerated the reduction of starch in the stems, promoted the reallocation of prefixed (14)C from the stems to grains, shortened the grain filling period, and increased the grain filling rate. More soluble sugars including sucrose were accumulated in the stems under WS than under WW treatments. Both alpha- and beta-amylase activities were enhanced by the WS, with the former enhanced more than the latter, and were significantly correlated with the concentrations of soluble sugars in the stems. The other two possible starch-breaking enzymes, alpha-glucosidase and starch phosphorylase, showed no significant differences in the activities between the WW and WS treatments. Water stress also increased the SPS activity that is responsible for sucrose production. Both V(limit) and V(max), the activities of the enzyme at limiting and saturating substrate concentrations, were enhanced and the activation state (V(limit)/V(max)) was also increased as a result of the more significant enhancement of V(limit). The enhanced SPS activity was closely correlated with an increase of sucrose accumulation in the stems. The results suggest that the fast hydrolysis of starch and increased carbon remobilization were attributed to the enhanced alpha-amylase activity and the high activation state of SPS when the rice was subjected to water stress.

张桂莲, 屠乃美, 张顺堂.

不同杂交稻组合再生特性的比较

湖南农业大学学报(自然科学版), 2002, 28(5):364-368.

[本文引用: 1]

Yang J C, Zhang J H.

Crop management techniques to enhance harvest index in rice

Journal of Experimental Botany, 2010, 61(12):3177-3189.

DOI:10.1093/jxb/erq112      PMID:20421195      [本文引用: 1]

A major challenge in rice (Oryza sativa L.) production is to enhance water use efficiency (WUE) and maintain or even increase grain yield. WUE, if defined as the biomass accumulation over water consumed, may be fairly constant for a given species in given climate. WUE can be enhanced by less irrigation. However, such enhancement is largely a trade-off against lower biomass production. If WUE is defined as the grain production per unit amount of water irrigated, it would be possible to increase WUE without compromising grain yield through the manipulation of harvest index. Harvest index has been shown to be a variable factor in crop production, and in many situations, it is closely associated with WUE and grain yield in cereals. Taking rice as an example, this paper discussed crop management techniques that can enhance harvest index. Several practices such as post-anthesis controlled soil drying, alternate wetting and moderate soil drying regimes during the whole growing season, and non-flooded straw mulching cultivation, could substantially enhance WUE and maintain or even increase grain yield of rice, mainly via improved canopy structure, source activity, sink strength, and enhanced remobilization of pre-stored carbon reserves from vegetative tissues to grains. All the work has proved that a proper crop management holds great promise to enhance harvest index and, consequently, achieve the dual goal of increasing grain production and saving water.

Wang Y C, Zheng C, Xiao S, et al.

Agronomic responses of ratoon rice to nitrogen management in central China

Field Crops Research, 2019,241:107569.

[本文引用: 2]

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