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再生稻能实现一种两收,是我国南方稻区提高稻田复种指数、增加单位面积粮食产量的有效途径。因其具有省时、省工、节本增效等特点,能够有效解决我国农业生产面临的生产成本不断增加和劳动力日益短缺等问题,近年来再生稻种植面积不断扩大。但目前再生稻生产仍存在因缺乏两季高产再生稻品种和无法较好协调头季与再生季生长之间的矛盾,而导致再生稻产量不稳定、难以实现两季均衡增产等问题,限制了再生稻生产的进一步发展。针对上述突出问题,于2018-2021年在河南省信阳市农业科学院试验基地开展了以下研究。(1)以14个头季产量差异小而再生季产量差异较大的水稻品种为试验材料,比较分析了两季高产再生稻品种的农艺与生理特征。(2)以两季高产再生稻品种两优6326为试验材料,研究了 100 kg hm-2、250 kg hm-2和400 kg hm-2三个氮肥水平以及基蘖肥:穗肥7:3、6:4、5:5和4:6四种施氮比例对头季和再生季产量、再生芽生长发育以及再生力的影响。(3)以两优6326和信粳1501为供试材料,研究了头季稻结实期常规水层灌溉(CI)、轻度干湿交替灌溉(WMD)和重度干湿交替灌溉(WSD)对头季和再生季水稻产量的影响。(4)以两优6326为试验材料,在头季稻齐穗后15 d和收割后当天叶面喷施赤霉素(GA3)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、复配剂(GA3+6-BA)和CK(清水),并设置三个头季收割留桩高度20 cm、30 cm和40 cm,研究了外源激素对不同留桩高度再生稻生长和产量的影响。(5)以两优6326和桃优香占为试验材料,设置再生稻和单季中稻两种种植模式,比较分析了头季稻、再生季和单季中稻的产量与稻米品质的差异。通过上研究,以期明确高产再生稻品种的农艺与生理特征,提出再生稻高产优质栽培技术途径,为豫南地区再生稻高产高效优质栽培提供理论与科学依据。主要结果如下:1.高产再生稻品种头季具有齐穗期粒叶比适宜;齐穗后群体光合势、净同化率、群体生长率、地上干物质积累量、剑叶光合速率和根系氧化还原力(ROA)高;成熟期叶面积指数和地上干物质量高,叶面积指数衰减率、收获指数以及营养器官干物质转运量和转运率低等特征。相关分析表明,再生季水稻产量与齐穗到成熟期群体生长率、群体净同化率、地上干物质积累量和成熟期地上干物重及根系活性呈显著或极显著正相关,与收获指数、粒叶比和营养器官干物质转运率呈显著或极显著负相关。这些可作为筛选高产再生稻品种的农艺和生理指标。2.头季稻施氮量过高或穗氮肥比例过大均不利于头季稻和再生季水稻产量的提高。不同施氮方式下,再生率的提高是再生季产量增加主要原因,不同施氮方式主要通过改变头季稻根系活性和茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)浓度来影响再生率。头季稻齐穗后茎鞘和叶片NSC浓度和根系活性与再生率呈非线性正相关,适当提高穗肥施氮量后,根系活性和NSC浓度增加,有利于促进再生芽萌发和生长,提高再生率。穗肥施氮量过高后,较高的NSC浓度和ROA导致再生芽萌发数量过多,再生芽个体发育质量下降,再生率降低。表明头季稻合理的施氮量和比例能提高头季稻齐穗后根系活性、茎鞘和叶片以及稻桩NSC浓度,促进再生芽的萌发和生长,进而提高再生率和再生季水稻产量。在本试验条件下,头季稻施氮量为250 kg hm-2,穗氮肥占比50%时,再生稻两季总产最高。3.与CI相比,头季稻结实期WMD使头季稻的千粒重、结实率和产量分别提高了 3.4%~4.7%、1.2%~2.1%和6.04%~6.46%,WMD对再生季水稻穗粒数、结实率和粒重无明显影响,但使其单位面积穗数提高了 9.6%~11.8%,导致再生季水稻产量提高了 13.3%~14.6%。头季稻结实期WSD对头季稻产量无明显影响,但显著降低了再生季单位面积穗数,使其产量明显降低。WMD通过提高头季稻结实期叶片光合速率、叶面积指数、根系生理活性、干物质积累量和茎鞘非结构性碳水化合物转运量来提高头季稻千粒重和结实率。WMD提高了头季稻结实期茎鞘中淀粉水解酶活性,使可溶性糖含量增加,同时提高了茎鞘中玉米素及其核苷(Z+ZR)含量,导致再生芽数量和再生季穗数增加。WSD虽然提高了茎鞘中淀粉水解酶活性,但茎鞘NSC转运量过多,使其可溶性糖含量降低,导致再生芽数量和再生季穗数降低。上述结果表明,头季稻结实期不同灌溉方式对再生稻两季产量都有较大影响,头季结实期采用轻度干湿交替灌溉能够优头季稻结实期地上和地下相关指标,提高头季和再生季水稻产量。4.与CK相比,外源激素GA3、6-BA和GA3+6-BA处理后,头季稻产量提高2.8%~5.0%;再生季产量分别提高10.3%~48.3%(20 cm留桩),15.6%~59.4%(30 cm留桩)和9.1%~29.5%(40 cm留桩)。喷施外源激素后,头季稻籽粒灌浆后期叶面积指数、叶片光合速率、根系活性和干物质积累量增加,导致头季稻结实率和千粒重均有不同程度提高。同时头季收割后的稻桩干物重、再生季齐穗后叶面积指数、根系活性和叶片光合速率增加,提高了再生季水稻再生率、结实率和千粒重。但不同外源激素对两季水稻的增产效果有所差异,表现为GA3+6-BA>6-BA>GA3。表明豫南地区种植再生稻,留桩高度为40 cm(大部分品种的稻桩能够保留4个节间),结合茎叶喷施GA3 12 ghm-2+6-BA9ghm-2,可增加两季水稻产量。5.与单季中稻相比,头季稻产量提高6.2%~6.4%,再生季产量降低57.4%~57.7%,头季稻较高的穗粒数和较长的生育期是其高产的主要原因。与单季中稻相比,头季稻稻米外观、加工和蒸煮食味品质变差;再生季稻米的加工品质与单季中稻无明显差异,但外观和蒸煮食味品质明显提高。齐穗后的日平均温度、最高温度和最低温度对稻米品质的影响较大,再生季齐穗后较低的日平均温度、最高温度和最低温度是其稻米品质优于头季稻和单季中稻的主要原因。