再生稻肥料管理对不同品种产量和品质的影响

杨晨 郑常 袁珅 徐乐 彭少兵

再生稻肥料管理对不同品种产量和品质的影响

杨晨 郑常 袁珅 徐乐 彭少兵*

(华中农业大学 农业农村部长江中游作物生理生态与耕作制度重点实验室/植物科学与技术学院，武汉 430070；*通信联系人，E-mail：speng@mail.hzau.edu.cn)

【】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。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。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/hm2，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。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。

肥料管理；产量；再生稻；稻米品质；缓释肥

再生稻是利用水稻的再生能力，通过合理的栽培与管理措施使头季收获后稻茬上存活的休眠芽萌发生长成穗，再收获一季的水稻种植模式，简称“一种两收”[1]。通过提高水稻周年的收获频次，再生稻种植模式不仅很大程度上弥补了单季稻追求超高产的压力和风险，还有效地增加了水稻周年产量，具有广阔的发展前景[2-3]。当前再生稻头季产量与一季中稻产量大致相当，再生季产量可达头季产量的40%～60%[4-5]。再生稻“一种两收”的种植模式还较双季稻系统减少了50%的生产投入，具有省工省力、成本低、稻米品质优和收益高等优点[6-7]。然而再生稻生产仍存在很多有待解决的问题，如头季稻高产但稻米品质差，再生季产量低且不稳定，施肥次数多降低生产效率等。

选用再生力强、抗逆性好的优质稻品种是提高再生稻产量和品质的重要措施[8]。在再生稻生产中，肥料管理对头季和再生季产量和稻米品质都有显著的影响，其中促芽肥(头季齐穗后15 d施)和提苗肥(头季收获后3 d内施)的合理施用是保证再生季高产优质的重要途径[9-10]。再生季生育期较短，头季收割后通常仅需施肥一次，因而施足提苗肥对再生季获得高产至关重要[11]。然而，前人关于在施足提苗肥条件下促芽肥影响再生季产量和品质形成的研究尚未得出较为一致的结论。施用促芽肥的主要作用是促进再生芽早生多发，提高再生力[12]。但也有研究表明促芽肥施用时期(头季灌浆中后期)叶片光合产物主要运往穗部，该时期再生芽生长缓慢，且当母茎鞘营养过剩或者严重不足时，施用促芽肥对再生芽的生长发育以及再生季增产作用不大[13-14]。此外，抽穗后增施氮肥导致生育后期群体贪青晚熟，造成籽粒的充实度和出米率显著降低，垩白粒率和垩白度大幅增高[15]。然而，目前很少有研究关注不施促芽肥对再生稻两季的产量和品质的影响。水稻高产优质栽培在肥料运筹上还要求重视钾肥管理，适量增施钾肥可提高稻谷的整精米产量、减少籽粒垩白、增加胶稠度和降低直链淀粉含量，总体上改善稻米品质[16]。不施促芽肥增钾能否有效提高再生稻品质(特别是头季品质)还鲜有报道。此外，含有缓/控释成分的长效复合肥是国内外新型化肥研究的热点内容之一。再生稻专用套餐肥是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的适用于再生稻种植的新型复合缓释肥，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。因此，本研究设置了4种肥料处理，以华中地区作再生稻种植的4个主推品种为供试材料，探究再生稻肥料管理对头季和再生季产量、品质及其他相关农艺性状的影响，比较分析四个品种对不同肥料管理的响应差异及其机理，以期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 试验田基本情况

试验于2019年再生稻生产季节(3－11月)在湖北省黄冈市蕲春县赤东镇酒铺村(30°14′N，115°25′E)进行。试验田为多年水稻田，冬季休耕。土壤为黏壤土，基本理化性质如下：pH值4.93，有机质32.7 g/kg，全氮2.2 g/kg，速效磷11.6 mg/kg，速效钾175.8 mg/kg。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

采用大田试验，裂区试验设计，以肥料处理为主区，品种为副区。主区设置4种肥料处理：推荐施肥对照(CK，头季施基蘖穗肥和促芽肥，再生季施提苗肥)、不施促芽肥(CK-Nbud，在CK的基础上不施促芽肥)、不施促芽肥-头季穗肥增施钾肥(CK-Nbud+K，在CK-Nbud的基础上头季穗肥施入钾肥)、再生稻专用缓释肥(SRF，专用肥分基肥、穗肥和提苗肥3次施入)。供试品种包括黄华占(常规稻，HHZ)、甬优4949(籼粳杂交稻，YY4949)、丰两优香1号(籼型杂交稻，FLYX1)和两优6326(籼型杂交稻，LY6326)。4次重复，共计64个小区，每个小区面积为25 m2。

前三个肥料处理均采用单质肥，氮肥为尿素(含N 46.4%)，磷肥为过磷酸钙(12% P2O5)，钾肥为氯化钾(60% K2O)。CK处理方案[11]：头季氮肥用量(折合纯氮)为180 kg/hm2，分基肥、蘖肥和穗肥按4∶3∶3比例施入；头季钾肥施用量(折合K2O)为72 kg/hm2，磷肥施用量(折合P2O5)为92 kg/hm2，作基肥一次性施用。再生季氮肥施用量(折合纯氮)为150 kg/hm2，分促芽肥和提苗肥按1∶1比例施入。CK-Nbud+K处理中头季穗肥的钾肥施用量(折合K2O)为72 kg/hm2。SRF处理在全生育期施用再生稻专用缓释肥，其中头季基肥施用量为600 kg/hm2，养分配比为24%-6%-12%(N-P2O5-K2O)；穗肥的施用量为375 kg/hm2，养分配比为24%-5%-15%(N- P2O5-K2O)；再生季提苗肥的施用量为225 kg/hm2(肥料配方与头季穗肥相同)。所有小区均在头季施锌肥（98%ZnSO4·7H2O）23 kg/hm2，作基肥一次性施用。肥料处理的详细情况见表1。

1.2.2 田间管理

播种日期为3月21日，于4月25日移栽，移栽时杂交稻每穴2苗，常规稻每穴4苗，移栽规格均为13.3 cm × 30.0 cm。田间水分管理原则是头季苗期湿润管理，分蘖期至齐穗期保持浅水层(3～5 cm)，齐穗期至收获期干湿交替水分管理。头季收割后立即灌水，保持浅水层(3～5 cm)直至再生季收获。头季采用人工收割，留桩高度保留至倒2节(40 cm左右)。按照当地再生稻高产栽培管理措施，全生育期内严格控制病虫草害以防止产量损失。

表1 再生稻不同肥料处理的肥料施用量和施用时间

基肥－移栽前1 d施用；分蘖肥－移栽后7 d施用；促芽肥－头季抽穗后15 d施用；提苗肥－头季收割后1～3 d施用。CK，推荐施肥对照；CK-Nbud，对照的基础上不施促芽肥；CK-Nbud+K，对照的基础上不施促芽肥+头季穗肥增施钾肥；SRF，全生育期施用再生稻专用缓释肥。下同。

Basal fertilizer, 1 d before transplanting; Topdressing for tillering, 7 d after transplanting; Topdressing for panicle initiation, 15 d after heading of the main crop; Seedling-promoting fertilizer, 1-3 d after the harvest of the main crop. CK, Recommended fertilizer management (check); CK-Nbud, CK without bud-promoting N fertilizer; CK-Nbud+K, CK-Nbudwith potassium application during panicle initiation in the main season; SRF, Slow release fertilizer applied in both main and ratoon crops. The same below.

1.3 测定项目及其方法

1.3.1 气象数据的采集与生育期记载

在整个大田生育期使用AWS 800(Campbell Scientific. Inc，USA)进行气象数据收集，包括逐日最高温度、最低温度、辐射量和降雨量等气象指标。同时，记录头季和再生季水稻关键时期。

1.3.2 生长分析

分别于头季和再生季齐穗期取12蔸(0.48 m2)具有代表性的稻株，测定每蔸稻株株高、分蘖数(心叶死的分蘖不计)和有效穗数。剪去根部后将稻株分成茎鞘、叶和穗3部分，再生季稻株分为茎鞘、叶、穗和头季稻桩4个部分，测定叶面积(叶面积仪LICOR-3100)。分装完的鲜样随即装入烘箱105℃下杀青1 h，之后将烘箱温度调至80°C烘干至恒重并称量干质量，计算干物质产量。

1.3.3 水稻SPAD值动态变化

采用SPAD-502叶绿素仪自头季分蘖初期(移栽后25天，25 DAT)开始，每隔7～11 d直至成熟期，测定叶片SPAD值。每个小区选择5蔸长势一致的植株测定其最上面一片全展叶，取叶中部以及中部上下各3 cm处的平均值作为该叶片的SPAD值，取5蔸植株特定叶片SPAD值的均值作为小区的SPAD值。

1.3.4 产量及其构成因素

分别于头季和再生季成熟期在每小区选取128蔸(5.12 m2)进行实割测产，用谷物水分仪(LDS-1G)测定籽粒含水量，然后称量，按14%的含水量换算产量。于成熟期取12蔸有代表性的植株测量株高，记录有效穗数(饱粒数≥5的稻穗)。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。将稻桩与稻草置于烘箱中80℃下恒温烘干至恒重后称量。将穗部样品脱粒和自然风干后，采用水选法将饱粒和非饱粒分开，风干后再用风选机将半饱粒与空粒分开。风选后空粒中没有瘪粒，但是瘪粒中会混有极少量空粒，因而在风选后将瘪粒一致进行人工检查与分离，确保两者完全分开。然后，称量饱粒、半饱粒和空粒的总质量，然后从饱粒中取3个30 g的小样，从半饱粒中称取3个10 g小样，从空粒中称取3个2 g小样，人工统计各小样的粒数。然后连同枝梗一起置于80℃烘箱中烘干至恒重，称干质量。最后计算产量构成因子(单位面积穗数、每穗颖花数、结实率和千粒重)、成熟期地上部干质量和收获指数。另外，计算再生稻两季的籽粒饱满度、再生季干物质积累量和收获指数。

籽粒饱满度(%)=受精谷粒平均千粒重/饱粒千粒重×100[17]；

再生季干物质积累量(DMratoon, t/hm2)=再生季成熟期地上部总干物质量−头季收割时头季稻桩干质量(DWstubble)；

图中虚线表示再生稻头季收割期。

Fig. 1. Temperature, daily solar radiation, and daily rainfall during rice growing seasons of the main and ratoon crops at Qichun County, Hubei Province in 2019.

表2 再生稻四个品种在头季和再生季以及全生长季节内的生育期

HHZ－黄华占；YY4949－甬优4949；FLYX1－丰两优香1号；LY6326－两优6326。

SW, Sowing date. TP, Transplanting date; PI, Panicle initiation; HD, Heading date; MH, Harvest date of main crop; RH, Harvest date of ratoon crop. HHZ, Huanghuazhan; YY4949, Yongyou 4949; FLYX1, Fengliangyouxiang1; LY6326, Liangyou 6326.

再生季收获指数(RHI)=饱粒干质量/再生季干物质积累量。

1.3.5 稻米品质的测定

按照中华人民共和国农业部标准米质测定方法GB/T 17891－1999测定加工品质，采用SC-E型万深大米外观品质检测仪测定稻米外观品质。

1.4 统计分析

采用Excel 2016软件进行数据整理和作图；Statistix 9软件进行统计分析：采用方差分析和最小显著差异法(LSD)分析比较不同处理间的差异。

2 结果与分析

2.1 再生稻头季和再生季气象数据及生育期

在头季，日均温表现出随着生育进程推进逐渐升高的趋势，而再生季的日均温表现出逐渐降低的趋势(图1)。在头季，丰两优香1号、黄华占、两优6326和甬优4949的灌浆期平均日均温分别为28.9、29.2、28.8和29.1℃。在再生季，品种间灌浆期平均日均温的表现趋势与头季不同：黄华占(25.6℃)>丰两优香1号和两优6326(24.3℃)>甬优4949 (22.8℃)。总体上，再生季灌浆期平均日均温均低于26℃(优质米形成的日均温阈值)。此外，头季阴雨天多，太阳日照辐射变异大，直到生育后期太阳日照辐射变异减小且辐照量较高；再生季降雨量少，太阳日照辐射随生育进程推进逐渐降低。

再生季的生育期为60～76 d，再生季生育期占头季生育期的43.5%～55.9%(表2)。不同品种的生育期在头季差异小，在再生季差异大。黄华占在再生季的生育期较其他品种短12～16 d，而甬优4949在再生季的生育期最长，达76 d。肥料处理对头季和再生季的生育期都没有影响。

2.2 肥料管理对不同品种头季产量及其构成因子的影响

不同品种在4个肥料处理下头季产量为8.24～10.09 t/hm2，平均为9.35 t/hm2。方差分析表明肥料处理对头季稻产量无显著影响，而品种对头季产量的影响达到极显著水平，且肥料处理和品种对头季产量无显著的交互作用(表3)。但最小差异显著法进行的多重比较显示，SRF处理下稻米产量要低于其他三个肥料处理，其中与CK-Nbud+K处理的差异达到显著水平。相比CK处理，SRF处理的头季产量降低了6.2%。SRF处理减产主要是结实率降低(8.8%)所致。在供试品种中，黄华占和甬优4949的产量差异较小，平均产量分别为9.83和9.76 t/hm2，丰两优香1号和两优6326的平均产量分别为8.98和8.96 t/hm2，较黄华占和甬优4949的平均产量低。相比黄华占和甬优4949，丰两优香1号和两优6326产量较低均主要归因于较低的总颖花数和结实率，其中总颖花数平均降低了16.7%，结实率平均降低了11.5%。

表3 2019年四个品种头季产量及其构成因素

在同一列内，不同字母表示处理间采用LSD法比较差异达到0.05显著水平。ns，在0.05水平上差异不显著；*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。CK，推荐施肥对照；CK-Nbud，对照的基础上不施促芽肥；CK-Nbud+K，对照的基础上不施促芽肥+头季穗肥增施钾肥；SRF，全生育期施用再生稻专用缓释肥。下同。

Within a column, means followed by different letters are significantly different according to LSD test (0.05). ns represents that there is no significant difference at the 0.05 probability level; * and ** represent significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. CK, Recommended fertilizer management (check); CK-Nbud, CK without bud-promoting N fertilizer; CK-Nbud+K, CK-Nbudwith potassium application during panicle initiation in the main crop; SRF, Slow-release fertilizer in both main and ratoon crops. FLYX1, Fengliangyouxiang1; HHZ, Huanghuazhan; LY6326, Liangyou 6326; YY4949, Yongyou 4949. The same below.

2.3 肥料管理对不同品种再生季产量及其构成因子的影响

不同处理下再生季产量为5.29～7.84 t/hm2，平均为6.71 t/hm2。再生季产量为头季的71.7%。方差分析表明肥料处理对再生季产量无显著影响，但是多重比较显示SRF处理的再生季产量显著低于CK处理(表4)。SRF处理与CK处理相比再生季产量降低了9.1%。SRF处理的每穗颖花数和总颖花数分别较CK处理降低8.0%和8.9%，而其有效穗数、结实率、千粒重和籽粒饱满度与CK处理差异不大。

不同品种对再生季产量的影响达到极显著水平，且肥料处理与品种的交互作用对再生季产量无显著影响。其中，甬优4949在再生季的平均产量最高，黄华占最低，较甬优4949降低25.3%。在所有供试品种中，甬优4949再生季的有效穗数最少，但每穗颖花数最多，单位面积总颖花数最高。黄华占的有效穗数最高，但每穗颖花数最少，同时黄华占的结实率和粒重较其他品种显著降低。

表4 2019年四个品种再生季产量和产量构成因素

2.4 肥料管理对不同品种头季和再生季干物质积累与分配的影响

肥料处理对头季稻的地上部总干物质量、收获指数和稻桩干质量均具有显著影响(表5)。CK处理的头季地上部总干物质量和稻桩干质量均最高。CK-Nbud和CK-Nbud+K处理的头季收获指数较CK处理分别提高9.5%和7.3%，SRF处理的头季收获指数与CK处理无显著差异。在所有供试品种中，甬优4949在头季的平均地上部总干物质量最高，甬优4949和黄华占在头季的平均收获指数高于丰两优香1号和两优6326。品种间稻桩干质量无显著差异，但肥料处理和品种对稻桩干质量具有显著的交互作用。

在再生季，肥料处理对地上部总干物质量、收获指数和再生季干物质量影响较小，而品种的影响显著。其中，黄华占的地上部总干物质量、收获指数和再生季干物质量明显低于其他3个品种。另外，肥料处理和品种及其互作都对RHI有显著影响。CK处理的RHI最高，而黄华占的RHI最低。

2.5 肥料管理对两季齐穗期叶面积指数和头季水稻SPAD值的影响

肥料处理对再生稻头季和再生季齐穗期叶面积指数均存在显著影响(图3)。在头季，SRF处理的齐穗期叶面积指数显著高于其他三个肥料处理，其中较CK处理增高了19.8%。在再生季，SRF处理的齐穗期叶面积指数均低于其他三个肥料处理，其中较CK处理显著降低了19.6%。对头季生育中后期SPAD值的动态观察结果表明(图4)，不同肥料处理间SPAD值在齐穗(71－78 DAT)前无规律性变化趋势，齐穗后总体表现为SRF处理的SPAD值高于其他3个处理，成熟期SPAD值则显著低于CK处理。

表5 2019年四个品种头季和再生季地上部总干质量和收获指数，头季收获后稻桩干质量、再生季当季的干物质积累量和收获指数

Different letters indicate significant difference among fertilizer treatments at 0.05 probability level according to Least Significant Difference (=16).

图2 肥料处理对再生稻头季和再生季齐穗期叶面积指数的影响。

Fig. 2. Effect of fertilizer treatments on leaf area indice in the heading stage of the main and ratoon crops.

2.6 肥料管理对不同品种头季和再生季稻米品质的影响

由表6和表7的方差分析结果可知，肥料处理以及与品种的交互作用对头季和再生季的加工质和外观品质均无显著影响，但是多重比较显示与CK处理相比，SRF处理的头季整精米率显著增加，而再生季的整精米产量显著降低。此外，与CK处理相比，CK-Nbud+K处理显著增加了再生季的垩白度。

Different letters indicate significant difference among fertilizer treatments at 0.05 probability level according to Least Significant Difference (n=16).

Fig. 3. Effects of fertilizer treatments on SPAD values in the middle and late growth periods of the main season.

表6 2019年四个品种头季和再生季稻米的加工品质的影响

表7 2019年四个品种头季和再生季稻米的外观品质的影响

除了头季糙米率外，不同品种间头季和再生季的稻米品质具有显著差异。黄华占和甬优4949的整精米率显著高于丰两优香1号和两优6326，头季高16.6～21.4个百分点，再生季高2.6～5.2个百分点。不同品种间整精米产量(HRY)在头季表现趋势与整精米率一致，在再生季，黄华占的HRY明显低于其他3个品种。就外观品质方面，黄华占的粒长最大，粒宽最小，长宽比最大，甬优4949则反之。黄华占和甬优4949在头季的垩白粒率和垩白度显著低于丰两优香1号和两优6326，但是在再生季四个品种的垩白表现无显著差异。此外，再生季的整精米率显著高于头季，特别是丰两优香1号和两优6326，其再生季整精米率比头季高25.8个百分点。头季和再生季的HRY差异较小，分别平均为4.54 t/hm2和4.47 t/hm2。再生季甬优4949的粒长和长宽比分别较头季增加22.6%和27.9%。四个品种再生季的垩白粒率和垩白度分别较头季平均降低10.32和5.67个百分点。

3 讨论

在不施促芽肥条件下，再生稻头季和再生季的平均产量分别为9.42和6.70 t/hm2，均与推荐施肥无显著差异(表3～4)。与推荐施肥相比，不施促芽肥条件下头季稻的单位面积总颖花数和地上部总生物量降低，与前人研究结果一致[13, 18]，因而不施促芽肥的头季收获指数显著提高(9.5%)。另外，不施促芽肥虽造成头季收获后稻桩干质量减少30.1%，但稻桩营养物质集中于花前转运，而再生季籽粒产量主要是由花后生物量生产所决定[19]。由表5可知，不施促芽肥的再生季当季地上部总生物量和再生季地上部总生物量均无显著差异，最终再生季收获指数无显著降低。这表明在施足提苗肥前提下，是否施用促芽肥对华中地区高留桩再生稻高产影响不大。先前多数研究表明，适量降低施氮量能够能促进植株氮素累积，提高剑叶光合速率和碳氮代谢关键酶活性，促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运，进而提高收获指数和氮素籽粒生产效率，并不会导致产量损失[9, 20-21]。另一方面，不施促芽肥并在头季穗肥增钾对再生稻两季产量的影响均较小。这都可能与头季抽穗后光热资源充足[22]以及母茎长势旺[23]，能够较大程度地促进再生芽的萌发成蘖密切相关。此外，相比湖北省土壤的平均速效钾含量(111.36 mg/kg)，试验地的土壤速效钾含量(175.8 mg/kg)明显较高，试验地土壤钾含量背景值在华中地区及全国属于中等偏上水平，这可能是省施促芽肥和穗肥增钾两处理增产效果差异不显著的重要原因[24-25]，如在南方砖红壤和赤红壤稻区等钾较严重缺乏地区，两处理的效果差异则可能发生变化，这还需进一步探究[26]。

缓控释肥相比普通速效肥具有肥效长的优势，并因其具有提高肥料利用率、降低污染及减少施肥次数而省工等优点被广泛使用。本研究中，施用再生稻专用缓释肥料减少了施肥次数，而且施用专用缓释肥的头季和再生季产量虽较推荐施肥均有所降低，但降幅均低于10%，较不施促芽肥的产量无显著差异(表3～4)。再生稻专用肥产量降低机制在两季间不同，在头季减产主要归因于低的结实率、地上部总干物质量和收获指数，而在再生季减产是每穗颖花数和总颖花数、稻桩干质量和再生季收获指数共同下降的结果(表3～5)。另外，专用缓释肥条件下头季稻的齐穗期LAI和灌浆期叶片SPAD值较其他肥料处理明显增高，水稻群体在齐穗后表现出明显的贪青晚熟，造成头季结实率和产量下降(图2～3)。同时，相比推荐施肥，专用缓释肥的头季成熟期叶片SPAD值、再生季齐穗期LAI和当季干物质积累均显著降低，其中，丰两优香1号在相同高留桩条件下的再生季株高和当季干物质积累最高但籽粒产量低，导致其再生季收获指数较对照显著降低。由表1可知，本研究采用的再生稻专用缓释肥在头季生育期内基肥中纯氮施用量较推荐施肥方案增加72 kg/hm2，磷肥(以P2O5计)施用量减少了26 kg/hm2，生育后期纯氮施用量(穗芽肥)较推荐施肥(穗肥和促芽肥)减少了35 kg/hm2，而且专用肥可能在前中期肥力释放快，后期肥力不足，导致后期光合积累不足；在再生季，再生稻专用肥的提苗肥施用量(纯氮)也降低了18 kg/hm2，这可能是导致头季和再生季产量、头季收获指数和再生季收货指数降低的重要原因。因此，综上表明再生稻专用缓释肥具有很好的推广应用前景，但其还需进一步协调基蘖肥中纯氮含量和纯磷含量，适当提高穗芽肥和提苗肥的纯氮含量。

肥料处理及其与品种的交互作用对再生稻头季和再生季稻米的加工和外观品质影响较小，两季稻米品质差异均主要体现在品种间。与推荐施肥相比，省施促芽肥和专用缓释肥处理下稻米的垩白性状无显著差异，整精米率略有提升，其中省施促芽肥还可能降低头季稻米的蛋白质含量，总体上优化稻米的综合品质[27]。在四个供试品种中，甬优4949在两季的产量、加工品质和外观品质均表现最优。一方面，这主要归因于其高的每穗颖花数和结实率(表4)。另一方面，较高的干物质积累[28]和品种本身高度协调的源库关系[29]也有利于其高产优质的形成。黄华占头季高产，但再生季太短的生育期限制了其产量表现。黄华占和甬优4949在头季的高产优质表现与较强的高温耐性密不可分[30-31]。相反，丰两优香1号和两优6326虽作中稻种植表现优异[32]，但其在头季齐穗后遭遇高温胁迫，穗部的发育与灌浆严重受阻，最终头季稻谷产量和品质显著降低；而在再生季，灌浆期气温适宜，两者产量和品质水平与甬优4949无明显差异。综合四个品种的产量表现发现，再生季高产与品种“大穗”密切相关。相比增库增产的头季稻，再生季是源库互作型，选用穗粒数多的品种，能充分发挥再生稻光合速率与净同化率高的优势，实现再生稻的高产[33]。林强等[34]的研究则表明，头季大穗重穗、再生季多穗是再生稻品种总体高产的重要特征。再生季产量达3.75 t/hm2以上品种的库容特征为有效穗数≥330穗/m2，每穗颖花数≥64，结实率≥82%，千粒重≥27.6 g。在本研究中，甬优4949在再生季的每平米有效穗数最少，且大于330穗/m2，因此，再生稻在适应当地生态条件的足穗基础上，选用穗粒数多的品种可兼容穗多与穗大，通过源库互作进一步实现再生季增产[35]。另外，再生季的加工品质和外观品质明显优于头季，其中再生季稻米的整精米率和垩白表现均达到国标(GB/T 17891－1999)的一级优质水平，重要的是，再生季稻米的HRY与头季无明显差异。这表明蓄留再生稻可显著改善稻米的品质，大幅提高水稻生产的经济效益[7, 36]。

4 结论

相比推荐施肥，施用专用缓释肥在再生稻头季和再生季的产量呈小幅下降，总体表现为轻简但不增产。在施足提苗肥的条件下促芽肥对再生季的产量无显著影响。再生稻两季的加工品质和外观品质在不同肥料处理间差异均较小，稻米品质差异主要体现在品种间和季节间。各品种在再生季的加工品质和外观品质较头季都有大幅提升，特别是丰两优香1号和两优6326。相比其他三个品种，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。综上所述，再生稻专用缓释肥具有很大的推广应用前景，但其配方还有待进一步改良。另外，品种改良也是进一步提高再生稻产量和稻米品质的有效途径。

[1] 朱永川，熊洪，徐富贤，郭晓艺，张林，刘茂，周兴兵. 再生稻栽培技术的研究进展[J].中国农学通报, 2013, 29(36): 1-8.

Zhu Y C, Xiong H, Xu F X, Guo X Y, Zhang L, Liu M, Zhou X B. Progress on research of ratoon rice cultivation technology[J]., 2013, 29(36): 1-8. (in Chinese with English abstract)

[2] Ray D K, Foley J A. Increasing global crop harvest frequency: Recent trends and future directions[J]., 2013, 8: 44041.

[3] 彭少兵. 对转型时期水稻生产的战略思考[J]. 中国科学: 生命科学, 2014, 44(8): 845-850.

Peng S B. Reflection on China's rice production strategies during the transition period[J]., 2014, 44(8): 845-850. (in Chinese with English abstract)

[4] Krishanamurthy K. Rice ratooning as an alternative to double cropping in tropical Asia[C]. Rice Ratooning, Bangalore (India), IRRI, 1989.

[5] Dong H L, Chen Q, Wang W Q, Peng S B, Huang J L, Cui K H, Nie L X. The growth and yield of a wet-seeded rice-ratoon rice system in central China[J]., 2018, 208: 55-59.

[6] Wang W Q, He A B, Jiang G L, Sun H J, Jiang M, Man J G, Ling X X, Cui K H, Huang J L, Peng S B, Nie L X. Ratoon rice technology: A green and resource-efficient way for rice production[J]., 2020.

[7] Alizadeh M R, Habibi F. A comparative study on the quality of the main and ratoon rice[J]., 2016, 39(6): 669-674.

[8] 张上守, 卓传营, 郑荣和, 李义珍. 再生稻超高产优化集成技术[J]. 中国稻米, 2007, 13(3): 44-48.

Zhang S S, Zhuo C Y, Zheng R H, Li Y Z. Optimization and Integration Techniques for Regeneration Rice with Super-high yielding[J]., 2007, 13(3): 44-48. (in Chinese with English abstract)

[9] Wang W N, Lu J W, Ren T, Li X K, Su W, Lu M X. Evaluating regional mean optimal nitrogen rates in combination with indigenous nitrogen supply for rice production[J]., 2012, 137: 37-48.

[10] 徐富贤, 熊洪, 张林, 朱永川, 蒋鹏, 郭晓艺, 刘茂. 再生稻产量形成特点与关键调控技术研究进展[J]. 中国农业科学, 2015, 48(9): 1702-1717.

Xu F X, Xiong H, Zhang L, Zhu Y C, Jiang P, Guo X Y, Liu M. Progress in research of yield formation of ratooning rice and its high-yielding key regulation technologies[J]., 2015, 48(9): 1702-1717. (in Chinese with English abstract)

[11] Wang Y C, Zheng C, Xiao S, Sun Y T, Huang J L, Peng S B. Agronomic responses of ratoon rice to nitrogen management in central China[J]., 2019, 241: 107569-107569.

[12] 袁继超, 孙晓辉, 田彦华, 马均. 再生稻需氮特性和分次施氮的研究[J]. 作物学报, 1996, 000(3): 345-352.

Yuan J C, Sun X H, Tian Y H, Ma J.. Study on nitrogen requirement characteristics and nitrogen split application of ratoon rice[J]., 1996, 000 (003): 345-352 (in Chinese). (in Chinese with English abstract)

[13] 徐富贤, 洪松, 熊洪. 促芽肥与杂交中稻再生力关系及其作用机理[J].作物学报, 1997(3): 311.

Xu F X, Hong S, Xiong H. Relationship between bud-promoting fertilizer and regenerative ability of hybrid mid-season rice and its mechanism[J]., 1997(3): 311. (in Chinese with English abstract)

[14] 管康林, 陈耀武, 肖耀文. 再生稻生理研究初报[J]. 中国农业科学, 1979, 12(3): 23-30.

Guan K L, Chen Y W, Xiao Y W. Preliminary report on physiological study of ratoon rice[J]., 1979, 12(3): 23-30. (in Chinese)

[15] 胡群, 夏敏, 张洪程, 曹利强, 郭保卫, 魏海燕, 陈厚存, 韩宝富. 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及品质的影响[J]. 作物学报, 2017, 43(3): 420-431.

Hu Q, Xia M, Zhang H C, Cao L Q, Guo B W, Wei H Y, Chen H C, Han B F. Effect of nitrogen application regime on yield and quality of mechanical pot-seedlings transplanting rice with good taste quality[J]., 2017, 43(3): 420-431. (in Chinese with English abstract)

[16] 王强盛, 甄若宏, 丁艳锋, 吉志军, 曹卫星, 黄丕生. 钾肥用量对优质粳稻钾素积累利用及稻米品质的影响[J]. 中国农业科学, 2004, 37(10): 1444-1450.

Wang Q S, Zhen R H, Ding Y F, Ji Z J, Cao W X, Huang P S. Effects of potassium fertilizer application rates on plant potassium accumulation and grain quality of japonica rice[J]., 2004, 37(10): 1444-1450. (in Chinese with English abstract)

[17] 朱庆森, 王志琴, 张祖建, 惠大丰. 水稻籽粒充实程度的指标研究[J]. 江苏农学院学报, 1995, 16(2): 1-4.

Zhu Q S, Wang Z Q, Zhang Z J, Hui D F. Study on indicators of grain-filling of rice[J]., 1995, 16(2): 1-4.

[18] 徐富贤, 阎运德, 熊洪, 张林, 郭晓艺, 朱永川, 周兴兵, 刘茂. 冬水田区杂交中稻高产组合的库源特征研究[J]. 中国农业科技导报, 2013, 15(2): 144-152.

Xu F X, Yan Y D, Xiong H, Zhang L, Guo X Y, Zhu Y C, Zhou X B, Liu M. Studies on sink-source characteristics of mid-season hybrid rice for high yield in winter water logged field[J].2013, 15(2): 144-152. (in Chinese with English abstract)

[19] 谢华安. 超级稻作再生稻高产栽培特性的研究[J]. 杂交水稻, 2010, S1: 17-26.

Xie H A. Studies on high-yielding cultivation characteristics of super hybrid rice grown as ratoon rice[J]., 2010, S1: 17-26.

[20] 胡香玉, 钟旭华, 梁开明, 黄农荣, 潘俊峰, 刘彦卓, 傅友强, 彭碧林. 广东再生稻研究进展与展望[J]. 中国稻米, 2019, 25(6): 16-19.

Hu X Y, Zhong X H, Liang K M, Huang N R, Pan J F, Liu Y Z, Fu Y Q, Peng B L. Research progress and prospect on ratoon rice in Guangdong Province[J]., 2019, 25(6): 16-19. (in Chinese with English abstract)

[21] Ciampitti I A, Vyn T J. Physiological perspectives of changes over time in maize yield dependency on nitrogen uptake and associated nitrogen efficiencies: A review[J]., 2012, 133: 48-67.

[22] Ichii M. The effect of light and temperature on rice plant ratoons[J]., 1982, 51(3): 281-286.

[23] 熊洪, 冉茂林, 徐富贤, 洪松. 南方稻区再生稻研究进展及发展[J]. 作物学报, 2000(3): 297-304.

Xiong H, Ran M L, Xu F X, Hong S. Achievements and developments of ratooning rice in south of China[J]., 2000, (3): 297-304. (in Chinese with English abstract)

[24] 刘芳, 梁华东, 刘涛, 张淑贞, 何迅, 贺立源, 徐能海. 湖北省近三十年耕地土壤肥力变化解析[J]. 华中农业大学学报, 2016, 35(6): 79-85.

Liu F, Liang H D, Liu T, Zhang S Z, He X, He L Y, Xu H N. Analysis of soil fertility changes of cultivated land in Hubei Province in recent thirty years[J]., 2016, 35 (6): 79-85. (in Chinese with English abstract)

[25] 柳开楼, 韩天富, 黄晶, 李亚贞, 马常宝, 薛彦东, 都江雪, 王远鹏, 李文军, 张会民. 中国稻作区土壤速效钾和钾肥偏生产力时空变化[J]. 土壤学报, 2021, 58(1): 202-212.

Liu K L, Han T F, Huang J, Li Y Z, Ma C B, Xue Y D, Du J X, Wang Y P, Li W J, Zhang H M. Spatio-temporal variation of soil readily available potassium and partial factor productivity of potassium fertilizer in rice cultivation regions of China[J]., 2021, 58(1): 202-212.

[26] 廖育林, 郑圣先, 鲁艳红, 谢坚, 聂军, 向艳文. 长期施钾对红壤水稻土水稻产量及土壤钾素状况的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2009, 15(6): 1372-1379.

Liao Y L, Zheng S X, Lu Y H, Xie J, Nie J, Xiang Y W. Effects of long-term K fertilizer application on rice yield and soil K status in reddish paddy soil[J]., 2009, 15(6): 1372-1379. (in Chinese with English abstract)

[27] Wood R M, Dunn B W, Balindong J L, Waters D L E, Blanchard C L, Andrew John Mawson A J, Oli P. Effect of agronomic management on rice grain quality Part II: Nitrogen rate and timing[J]., 2020, 98(2): 234-248.

[28] Peng S, Cassman K G, Virmani S S, Sheehy J, Khush G S. Yield potential trends of tropical rice since the release of IR8 and the challenge of increasing rice yield potential[J]., 1999, 39: 1552-1559.

[29] Huang L Y, Yang D S, Li X X, Peng S B, Wang F. Coordination of high grain yield and high nitrogen use efficiency through large sink size and high post-heading source capacity in rice[J]., 2019, 233: 49-58.

[30] 王强, 陈雷, 张晓丽, 梁天锋, 高国庆, 莫彬, 吕荣华, 陶伟, 唐茂艳. 华南优质稻花期耐热性鉴定研究[J].中国稻米, 2019, 25(3): 80-82.

Wang Q, Chen L, Zhang X L, Liang T F, Gao G Q, Mo B, Lü R H, Tao W, Tang M Y. Identification of heat resistance at flowering stage of high quality rice in south China[J]., 2019, 25(3): 80-82. (in Chinese)

[31] 柯海平, 熊之羲. 杂交粳稻甬优4949在大别山区的种植表现及栽培技术[J]. 湖北农业科学, 2017, 56(22): 4256-4257.

Ke H P, Xiong Z X. Performance and high-yield cultural techniques of japonica hybrid rice Yongyou4949 in Dabie Mountain area[J]., 2017, 56(22): 4256-4257. (in Chinese with English abstract)

[32] 徐继萍, 周桂香, 张国良. 优质高产两系杂交水稻新组合丰两优香一号的选育及应用[J]. 安徽农业科学, 2008, 36(10): 4016-4017.

Xu J P, Zhou G X, Zhang G L. Breeding and application of new rice variety Feng Liang You Xiang No.1 with high quality and yield[J]., 2008, 36(10): 4016-4017. (in Chinese with English abstract)

[33] 易镇邪, 周文新, 秦鹏, 屠乃美. 再生稻与同期抽穗主季稻源库流特性差异研究[J]. 作物学报, 2009, 35(1): 140-148.

Yi Z Y, Zhou W X, Qin P, Tu N M. Differences in characteristics of source, sink, and flow between ratooning rice and its same-term heading main-crop rice[J]., 2009, 35(1): 140-148. (in Chinese with English abstract)

[34] 林强, 郑长林, 林祁, 朱永生, 王颖姮, 蒋家焕, 姜照伟, 张建福. 再生稻穗茎比与产量及其构成因素的关系[J]. 西北农林科技大学学报: 自然科学版, 2021, 49(6): 2-12.

Lin Q, Zheng C L, Lin Q, Zhu Y S, Wang Y H, Jiang J H, Jiang Z W, Zhang J F. Relationships of panicle to stem ratio with yield and its components of ratoon rice[J].:, 2021, 49(6): 2-12. (in Chinese with English abstract)

[35] 杨惠杰, 杨仁崔, 李义珍, 姜照伟, 郑景生. 水稻超高产品种的产量潜力及产量构成因素分析[J]. 福建农业学报, 2000, 25(3): 1-8.

Yang H J, Yang R C, Li Y Z, Jiang Z W, Zheng J S. Yield potential and yield components of super high-yielding rice cultivars[J]., 2000, 25(3): 1-8. (in Chinese with English abstract)

[36] Huang J W, Pan Y P, Chen H F, Zhang Z X, Fang C X, Shao C H, Amjad H, Lin W W, Lin W X. Physiochemical mechanisms involved in the improvement of grain-filling, rice quality mediated by related enzyme activities in the ratoon cultivation system[J]., 2020, 258.

Effect of Fertilizer Management on the Yield and Quality of Different Rice Varieties in Ratoon Rice

YANG Chen, ZHENG Chang, YUAN Shen, XU Le, PENG Shaobing*

(,,../,,,;Corresponding author,)

【】It is of great significance to investigate the effects of fertilizer management, rice variety, and their interaction on grain yield and quality of ratoon rice. It will lay a theoretical basis for the high-yield and high-quality production of ratoon rice.【】The field experiment was carried out in four fertilizer management treatments with four rice varieties widely plantedas rice ratooning in central China as material. The yield and its components, rice quality (processing quality and appearance quality), dry matter production, and other agronomic traits were determined.【】Grain yield of main and ratoon crop (MC and RC) under slow-release fertilizer (SRF) treatment was 8.86 t/hm2and 6.39 t/hm2, 6.2% and 9.1% lower than that under recommended fertilization practice (Control, CK), respectively. Whereas, SRF reduced the number of fertilizer applications from 5 to 3 in two growing seasons. The yield reduction of SRF in MC was mainly due to low seed setting rate, while the decrease in RC was resulted from reduced spikelet number per panicle and spikelets per square meter. Bud-promoting N fertilizer did not significantly affect the yield of RC. Rice processing quality and appearance quality were mainly influenced by varieties, but not by the fertilizer treatments and their interaction with varieties. Among four rice varieties, grain yield and quality of Yongyou 4949 were superior to others in both growing seasons.【】Both the SRF application and skipping bud-promoting N fertilizer could simplify the fertilization applications without compromising rice grain yield.

fertilizer management; grain yield; ratoon rice; rice quality; slow-release fertilizer

10.16819/j.1001-7216.2022.210315

2021-03-29；

2021-07-05。

国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（NSFC-CGIAR项目，32061143038)。