南方再生稻高产理论与技术发展趋势

来源 :安徽农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:weiruan007
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  摘要 再生稻种植是一种资源节约型、生态环保型的稻田耕作制度,有利于提高复种指数和稻田的综合生产能力,是确保我国未来粮食安全的一个技术储备。分析了我国再生稻高产的限制因素,展望了再生稻高产发展的理论和技术研究。
  关键词 再生稻;高产高效;理论创新;技术发展;品牌建设
  中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2018)22-0026-02
  Abstract The cultivation of ratoon rice is a resourcesaving and ecologically friendly paddy field farming system,which is conducive to improving the multiple cropping index and the comprehensive production capacity of paddy fields,and is a technical reserve for ensuring China’s future food security.We analyzed the limiting factors of the high yield of southern ratoon rice,and forecasted the theoretical and technological research of high yield development of ratoon rice.
  Key words Ratoon rice;High productivity and efficiency;Theoretical innovation;Technological development;Brand building
  再生稻是利用水稻收割后留存稻樁上存活的休眠芽,在一定的温光资源保证下,采取一定的营养或栽培措施使其休眠芽萌发、进而生长成穗而再收割一季的水稻。根据杂交中稻—再生稻所需要的温光资源条件测算,我国南方稻区适合种植再生稻的面积达330万hm2左右,而目前再生稻再生季产量有收面积的仅有45万hm2[1];当前全国再生季产量最高水平达到7 500 kg/hm2左右,而一般低产或中产再生稻稻田再生季产量水平为1 500~4 500 kg/hm2[2]。由此可见,再生稻的高产研究和实践工作任重而道远。鉴于此,笔者分析了我国再生稻高产的限制因素,展望了再生稻高产发展的理论和技术研究。
  1 我国再生稻高产的限制因素
  当前,我国再生稻高产面临一些限制因素,主要表现在4个方面:①再生稻的大面积种植产量不平衡。大面积种植产量不平衡的关键原因在于头季稻插秧密度设计不合理、催芽肥施用不恰当和休眠芽大量死亡造成再生季有效穗数不足。②头季机械收获对再生季产量的影响。与人工收割相比,再生稻头季机械收获会造成头季稻桩碾压,以及再生季水稻减产。为便于大型联合收割机行走,稻田需要在头季稻收割前10~15 d排水,而此时正值8月中下旬,属于夏季高温天气,高温会加速再生芽的死亡,从而增大腋芽的死亡率。收割机频繁进出田块会对头季稻桩造成碾压伤害,影响再生芽的萌发生长,从而影响再生稻产量。③再生季水稻开花期间的低温危害[3]。再生稻的生育周期只有2个月,头季收割在8月中旬,再生季孕穗在9月上旬,都不容易遇上低温天气,而再生季开花期在9月中旬,正值秋季,所以极易遭受低温危害。④南方再生稻收获期间受连阴雨的影响。江南和华南地区11月的连阴雨天气会造成再生季水稻不能及时收获、晾晒,使得籽粒发芽、霉变等,从而影响再生稻的产量和品质。
  2 再生稻高产的理论展望
  2.1 水稻再生遗传特性与现代育种
  水稻品种是蓄留再生稻的基础。当前选育再生稻品种的主要途径是从种植表现较好的中稻和晚稻中筛选,适宜品种数量不多直接限制了再生稻的应用推广[4]。在相同的生态和农艺措施条件下,品种的再生力受遗传基因控制。要培育强再生力的品种资源,通过加强和控制品种再生力的基因测定并标记,深入研究品种再生力的遗传规律,同时开展分子育种研究,有目的地进行杂交配组,加快再生稻品种的选育进程。此外,我国野生稻资源丰富,普通野生稻具极强的地上及地下分蘖性,通过野—栽杂交进行再生稻育种材料创新,利用分子生物学方法从野生稻鉴定及克隆再生基因同样具有广阔的前景。
  2.2 高产栽培与农艺措施协作
  头季稻生长后期的营养水平与再生力密切相关,再生芽萌发生长及其产量形成同时受气候、水稻品种、土壤肥力、栽培技术等制约。因此,以代表性品种为材料,采用人工气候室与大田分期播种相结合的方法,通过本田栽秧密度、肥料运筹、栽秧方式和水分管理等的调节,研究头季稻生长后期的生理基础、生态条件与冠层性状、纹枯病发生、再生芽生长及两季产量的综合作用,进一步揭示制约再生稻高产、高效的关键因子与多因素互作机制,为科学制定关键栽培技术和提高肥水利用效率提供指导[5]。
  2.3 头季—再生季的根系调控
  再生稻主要依靠头季未倒伏稻桩的根系汲取水分和养分、合成氨基酸以及根源激素等物质,其产量水平与头季稻桩残留根系的易存关系十分密切,且头季稻后期及收割后的根系机能直接影响再生稻休眠芽的萌发和生长。但目前对再生稻根系的系统性研究较少[6]。头季稻残存根系对再生稻的生长发育起主要作用,再生稻新根只起到辅助作用。因此,为进一步提高再生稻产量,需要从广度和深度方面加强再生稻的根系研究,并着重探明和提高头季稻和再生稻的根量和根系活力及其与产量的关系与调控技术。
  2.4 再生芽的萌发调控
  四川、重庆常年再生稻大面积平均产量仅1 800 kg/hm2左右,主要原因是有效穗不足,为头季稻有效穗数的65%~70%。造成有效穗数低的直接原因,一是因螟虫或纹枯病为害导致枯茎率较高,二是杂交中稻收割后再生芽停滞于母茎鞘中,再生芽未死但也未出苗。因此,在做好螟虫、纹枯病的防治工作基础上,降低再生芽未出苗率以提高再生稻的有效穗数,是再生稻进一步高产的重要途径[7]。   2.5 提高再生稻肥料利用效率
  再生稻的肥料利用效率,特别是氮肥利用效率极低。如四川、重庆再生稻大面积施氮量为105~140 kg/hm2,为头季稻施氮量的77%~87%,但再生稻产量不足头季稻的25%。由于再生稻促芽肥在头季稻齐穗后施用,对头季稻籽粒灌浆结实有一定作用,是否可以适当减少头季稻前期和中期施氮量尚不明确。因此,若把“头季稻—再生稻”作为一个整体,采用统筹的肥料施用方案加以研究,并在每个施肥环节均通过测苗确定施氮量,可进一步提高再生稻的肥料利用效率[4,8]。
  2.6 头季—再生稻种植的生态效应
  多年种植发现,具有南方特色稻作制度的再生稻一方面可以充分利用有限的光温资源、提高单位面积稻田复种指数和总产,另一方面与“早稻+连晚”相比,再生稻可破坏二化螟等虫害和纹枯病等病害的适宜生存环境,从而减少农药用量、大大降低农业面源污染,也可降低稻米中重金属含量。可见,再生稻还具有降低稻田污染、保障稻米安全的重要生态功能,但目前关于再生稻在降低稻田污染、保障稻米安全方面的生态评价还较少。因此,开展再生稻生态补偿机制和作用的研究,通过大量的科学试验证明其在生态补偿方面的作用,可为再生稻补贴政策的制定提供依据,也有利于促进再生稻的推广,稳定和发展再生稻种植面积,从而充分发挥其在保障我国粮食安全和土壤污染修复中的重要作用[5,9]。
  3 再生稻高产的技术展望
  3.1 适应机械插秧与收割的再生稻配套技术研究
  目前,关于机插、机收情况下的再生稻技术研究极少[10]。近年来随着机插、机收在再生稻区的示范推广,其对再生稻种植的较大的制约作用开始引起生产部门的极大关注,如机插使头季稻生育期延长,机收影响再生稻发苗等。而机插、机收等农业机械化操作又是水稻生产发展的大趋势,因此开展适应机插、机收的再生稻配套技术研究十分必要。应重点从水稻品种类型、收割机型选择、头季稻排水时机、灌溉技术及留桩高度等方面开展工作。
  3.2 精准农业与再生稻产业发展
  精准农业是由信息技术支持的根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其基本涵义是根据作物生长的土壤性状,调节对作物的投入,即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,另一方面确定农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”,调动土壤生产力,以最少或最节省的投人达到同等或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。精准农业是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高产,而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代,是21世纪农业的重要发展方向[11]。
  目前,精准农业技术体系碰到的困难主要是由于基础研究不足、推广略超前造成的[12]。在我国农业集约化现状较低的情况下,新的农业经营主体不断涌现,土地流转面积持续增加,近几年农业机械应用数量快速增长,这些都显示了我国农业信息化、机械化的发展趋势。由此可见,精准农业在中国具有巨大的应用市场潜力。应根据我国农业发展过程中所面临的农业资源环境问题,响应国家号召,走具有中国特色的精准农业发展之路,最大限度地提高农业生产力,从而实现我国优质、高产、低耗和环保的农业可持续发展目标。
  3.3 再生稻的品牌化研究与实践
  随着我国经济快速增长和现代农业的成长,居民的收入水平不断提高,健康安全意识不断加强。与居民消费需求相适应,近年来农产品市场也产生了很大变化。比较显著的是,超市、连锁店等地以每年30%的增长速度代替了传统的农贸市场。而对进入超市或连锁店的农产品,各个地方都制订了严格、可辨度高的商标和农产品品牌标准。由此可见,今后没有商标、知名度的农产品将很难进入居民消费主渠道。再生稻的稻米具有安全、环保、品质高、食味佳等特点,具备打造品牌的良好基础[13]。
  当前,我国再生稻品牌建设还存在以下4个方面的问题:①龙头企业数量少、规模小、牵动性弱;农产品市场上比较系统的从事再生稻产业的企业还没有形成。②再生稻品牌意识薄弱。农业生产者受传统的农业生产经营观念的影响,经营的核心仍然是农产品本生,而不注重再生稻品牌建设。③农业标准、农产品质量认证体系建设有待加强。农业生产者对标准化出产、品牌谋划和商标注冊等程序流程不熟悉,加上农业标准化、农产品质量认证系统扶植滞后、多头认证等,这些都影响了再生稻品牌的扶植和建设。④再生稻加工包装发展缓慢。我国再生稻农产品加工业近几年虽有较快发展,但仍显缓慢。突出问题是结构不合理、规模小、加工层次低[14]。
  随着农业经济化发展和农产品市场化水平的不断提高,农业品牌化发展的氛围已经形成。实践表明,发展农产品品牌建设是现代化农业发展的必由之路,同时也是拓宽农民就业道路、促进农民增收和实现农业结构调整、提高农产品市场竞争力的根本保证[15]。围绕再生稻品牌建设,各地区应做好以下几点:①加强领导力度,形成合力,营造积极创建再生稻名牌的良好氛围。②加大扶持农产品龙头企业的力度,推动再生稻品牌发展。要实施再生稻品牌战略,就需要有一定规模和实力的企业积极参与,企业的规模和经济实力是创建再生稻品牌的前提。③加强再生稻质量管理,建立健全再生稻质量体系和质量体系认证制度。④推进农业科技创新,增进再生稻品牌的市场竞争力。实施再生稻品牌战略,必须重视科技创新,走“科技兴农”道路。⑤注重再生稻不同的大小品牌整合,加大再生稻品牌营销策略。
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