多年生水稻適應性種植試驗

許劍鋒， 占才水， 秦葉波， 懷燕， 王月星， 陳葉平， 王岳鈞

(1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.江山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 衢州 324199)

江山市地處浙閩贛三省交界處，是浙江省的西南門戶，屬于中亞熱帶北部濕潤季風氣候區(qū)，受地形影響，兼有盆地氣候的特點，冬夏季風交替明顯，四季冷暖干濕分明，光照充足，降雨充沛，雨熱同期，多年平均氣溫為17.0 ℃，年無霜期為249.7 d左右，具備農(nóng)作物生長的良好條件。江山市是浙江省糧食生產(chǎn)大縣，水稻是其重要的糧食作物，近5 a水稻面積保持在1.9萬hm2左右，在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和糧食安全等方面具有重要的作用。近些年來，浙江省糧食生產(chǎn)面臨著眾多問題，如農(nóng)民種糧積極性下降、水土流失日趨嚴重、生產(chǎn)成本過高等，糧食生產(chǎn)節(jié)本增效、綠色發(fā)展成為必由之路。種植多年生作物可以更有效提高養(yǎng)料使用率，減少化肥農(nóng)藥的使用量和農(nóng)業(yè)耕作次數(shù)，提高邊緣土地的合理利用率[1]。多年生水稻是云南大學近年研究成功的新型水稻品種，是指一種生長周期年復一年，一次種植可多年收獲的水稻[2-3]。云南多地試驗示范結(jié)果表明，種植多年生水稻一方面能夠降低水稻生產(chǎn)成本，提高水稻生產(chǎn)綜合效益和比較效益；另一方面在固定雜種優(yōu)勢、增加收獲面積、減少水土流失、保護生態(tài)環(huán)境等方面有很好的作用[4]。在浙江省開展多年稻種植試驗，對于減少水土流失、減肥減藥、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。為探明多年生水稻在浙江省種植的適應性、產(chǎn)量表現(xiàn)及生育特性，本試驗于2017年在江山市石門鎮(zhèn)泉塘村開展多年生稻PR23、PR24、PR101、PR102等4個不同材料的適應性種植。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料分別是PR23、PR24、PR101、PR102，其中PR23、PR24偏粳型，PR101、PR102偏秈型，由云南大學農(nóng)學院利用O.longistaminata和O.sativa雜交獲得F1代種子，F(xiàn)1連續(xù)多代自交選育篩選出多年生性供體材料，再與O.sativa雜交、回交選育把野生稻多年生性轉(zhuǎn)移到O.sativa中而得到多年生水稻材料[5]；對照品種為中早39(第1季)、甬優(yōu)9號(第2季)。

1.2 方法

2017年，多年生水稻種植試驗地點在浙江省江山市石門鎮(zhèn)泉塘村，試驗田塊土地平整、肥力均勻。試驗采取隨機區(qū)組設(shè)計，4次重復，四周設(shè)置保護行，5個處理分別為PR101、PR102、PR23、PR24、對照品種(第1季為中早39、第2季為甬優(yōu)9號)。本試驗中除處理不同外，每個小區(qū)的病蟲害防治、肥水管理等措施均一致。

第2季收割后對各試驗水稻開展越冬試驗，具體設(shè)置露地、稻草覆蓋、地膜平鋪、棚架地膜等4種處理，以測試試驗設(shè)置的5個處理能否安全越冬。

1.3 表型性狀調(diào)查

試驗中主要是對第1季中不同處理的表型性狀進行調(diào)查，不同的處理種植小區(qū)中標記6株主莖，每隔7 d調(diào)查1次葉齡，直到水稻劍葉完全為止，并在成熟前調(diào)查主莖高度和伸長節(jié)間數(shù)。

1.4 測產(chǎn)驗收

試驗第1季：中早39(對照品種)收割時間為7月27日，PR23和PR24的收割期為8月11日，PR101和PR102的收割時間為9月8日；第2季：PR23、PR24和甬優(yōu)9號(對照品種)的收割時間均為11月28日。試驗中每個小區(qū)單獨人工收割，過篩后稱量濕谷質(zhì)量，并測定含水量3次，按標準折算產(chǎn)量。

1.5 統(tǒng)計分析

原始數(shù)據(jù)用Excel進行標準化處理后用SAS軟件進行描述性統(tǒng)計分析和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

2017年不同多年生稻材料的生育期存在一定的差異性(表1)。PR23和PR24之間的生育期差異不明顯，其中PR23第1季7月10日始穗，7月16日齊穗，8月11日收割，全生育期141 d；第2季9月20日始穗，9月28日齊穗，11月28日成熟，全生育期109 d。PR24第1季7月12日始穗，7月18日齊穗，8月11日收割，全生育期143 d；第2季于9月15日始穗，9月22日齊穗，11月28日成熟，全生育期109 d。PR101和PR102之間的生育期差異也不明顯，但整個生育期要明顯長于PR23和PR24，具體表現(xiàn)在兩者的第1季都是在9月8日成熟，全生育期達164 d，第2季于10月11日始穗，但未能安全齊穗。可見PR23和PR24在江山市種植的生育期適應性要優(yōu)于PR101和PR102。

表1 2017年多年生水稻主要生育期情況

2.2 葉齡、株高等表型性狀

第1季中，在劍葉完全展開時(5月31日)多年生水稻PR23的主莖平均葉齡為12.0，高于其他試驗材料，可見其生長速度要快于其他水稻材料，這可能是其高產(chǎn)的一個重要性狀指標。從主莖株高、節(jié)間數(shù)和節(jié)間長度看，粳型多年生水稻R24的株高96.6 cm、主莖節(jié)間數(shù)4.6個、平均節(jié)間長度21.0 cm，其性狀表現(xiàn)要優(yōu)于PR23(株高109.2 cm、主莖節(jié)間數(shù)4.5個、平均節(jié)間長度24.3 cm)，可見PR24的抗倒伏能力要優(yōu)于PR23；秈型多年生水稻材料PR101的株高166.9 cm、主莖節(jié)間數(shù)6.6個、平均節(jié)間長度25.3 cm，PR102則表現(xiàn)為株高157.3 cm、主莖節(jié)間數(shù)6.4個、平均節(jié)間長度24.6 cm，兩個材料均表現(xiàn)出植株高、節(jié)間數(shù)多、節(jié)間較長的特性，抗倒伏能力較差(表2)。

表2 2017年第1季多年生水稻表型性狀情況

2.3 產(chǎn)量

2017年不同的多年生水稻材料間的兩季總產(chǎn)量上存在明顯的差異，產(chǎn)量表現(xiàn)依次為對照>PR23>PR24>PR101>PR102(表3)。從不同類型看，粳型多年生水稻PR23和PR24的一年兩季的實際總產(chǎn)量分別為12 807.60、10 213.05 kg·hm-2，極顯著高于秈型多年生水稻PR101(3 325.20 kg·hm-2)和PR102(3 133.80 kg·hm-2)。多年生水稻PR23的兩季總產(chǎn)量要明顯高于PR24、PR101、PR102的產(chǎn)量，并且PR23第1季的產(chǎn)量(7 175.25 kg·hm-2)與對照品種中早39的產(chǎn)量(7 551.45 kg·hm-2)之間差異不明顯，這說明多年生水稻PR23產(chǎn)量表現(xiàn)相對較好，具有一定的豐產(chǎn)潛力。

表3 2017年多年生水稻穗粒構(gòu)成情況

2.4 越冬性

從越冬試驗結(jié)果看(表4)，露地、稻草覆蓋處理未能安全越冬，地膜平鋪、棚架地膜處理能夠安全越冬。從稻樁越冬后成活情況看，多年生水稻PR23經(jīng)地膜平鋪、棚架地膜處理后的稻樁叢發(fā)率分別為97.0%和97.9%，均要高于PR24和對照甬優(yōu)9號；多年生水稻PR24的稻樁叢發(fā)率分別為77.2%和78.3%，高于對照甬優(yōu)9號。由此可見，在本試驗中，多年生水稻PR23在安全越冬后的再生能力要高于其他處理。

表4 不同越冬處理后稻樁成活情況

3 小結(jié)

通過多年生水稻適應性種植試驗，我們發(fā)現(xiàn)在正常自然環(huán)境條件下，PR23、PR24、PR101和PR102等4個多年生水稻材料無法在江山市正常越冬，不適合在江山市種植。從生育期、表型和產(chǎn)量性狀來看，粳型多年生水稻材料PR23的生育期、產(chǎn)量和再生能力均要優(yōu)于PR24、PR101和PR102；PR24材料表現(xiàn)為生育期適中、再生能力強、抗倒伏性強，但穗型較小、產(chǎn)量不高；秈型多年生水稻材料PR101和PR102表現(xiàn)為植株高、生育期較長、抗倒伏性差、產(chǎn)量低，且第2季不能安全齊穗。

水稻是我國重要的糧食作物，浙江省地區(qū)基本是以稻米為主食。發(fā)展多年生水稻，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上減肥減藥、減少水土流失、提高土壤養(yǎng)分利用率、降低水稻生產(chǎn)成本[4]、提高糧食面積產(chǎn)量、耕地“非糧化”整治后土地利用等方面具有重要的現(xiàn)實意義。雖然在本試驗的多年生水稻無法正常越冬，但在地膜覆蓋后安全越冬后多年生水稻材料PR23表現(xiàn)出較強的再生能力，PR23在云南省南部多個稻作生態(tài)區(qū)表現(xiàn)出較強的再生能力、高產(chǎn)、廣適應性、種植效益突出等特點[6-7]，這能夠為后續(xù)浙江水稻在耐寒性和再生性方面的遺傳改良提供一定的參考價值。