陳基旺 帥澤宇 屠乃美 易鎮(zhèn)邪
(湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心,長沙410128;*通訊作者:yizhenxie@126.com)
再生稻在我國有著悠久的栽培歷史,早在漢末《廣志》、《養(yǎng)身要術》中便有記載。再生稻是一種利用水稻收割后的稻樁,通過科學的田間管理,使稻樁上休眠芽迅速萌發(fā)成苗、抽穗結實并再次收獲的稻作模式,具有省工省力、稻米品質(zhì)優(yōu)良、經(jīng)濟高效等優(yōu)點。
湖南省位于我國長江中游南部,屬亞熱帶季風氣候,春夏多雨,秋冬干旱。大部分地區(qū)10℃以上積溫為5 000~5 840℃,無霜期 253~311 d,水資源相對較豐富,可以一年兩熟至三熟,是全國有名的稻米之鄉(xiāng)。湖南省每年水稻種植面積與總產(chǎn)量均居全國第1位。近年來,湖南農(nóng)村大量青壯年勞動力外流,而傳統(tǒng)的稻作方式勞動強度大,用工多、用工難、用工貴,比較效益低下,導致稻田“雙改單”與拋荒面積迅速增加,不僅浪費了土地資源和溫光水熱資源,而且對我國糧食安全造成了不利影響。此種社會背景給省工省力且經(jīng)濟高效的再生稻的發(fā)展帶來了新的契機。
長期以來,我國再生稻單產(chǎn)水平不是很高,農(nóng)民對再生稻的態(tài)度是“有就收無就丟”,政府也因國家糧食供給壓力大而將再生稻置于次要地位,因此,我國再生稻發(fā)展長期處于低迷狀態(tài)。進入新世紀以后,伴隨著高產(chǎn)雜交稻、超級稻的問世與再生稻栽培技術的不斷完善,以及機械化程度的不斷提高,尤其是謝華安院士團隊在福建尤溪縣創(chuàng)造了再生季產(chǎn)量超7.20 t/hm2(1999-2004年)[1]以及在2005年創(chuàng)下再生季8.81 t/hm2的歷史紀錄[2]以后,再生稻迎來了新的發(fā)展高峰。
近幾年,湖南省農(nóng)業(yè)行政主管部門逐漸認識到再生稻投入少、收益高、米質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢,進而開始高度重視并大力引導再生稻的發(fā)展,因此,最近3年來湖南省再生稻種植面積不斷增加。據(jù)中國農(nóng)業(yè)新聞網(wǎng)報道,2015年湖南省再生稻種植面積僅1.3萬hm2,2017年即發(fā)展到了14.0萬hm2,示范推廣區(qū)域發(fā)展到93個縣(市、區(qū)),預計至2018年將發(fā)展到26.7萬hm2[3]。
湖南省不斷加強再生稻推廣力度并取得良好成效,示范力度不斷加大,推廣面積迅速增加,主導品種初步形成,并根據(jù)再生稻生長特性總結出“四防一增”技術[3],大大提高了再生稻產(chǎn)量。2017年湖南再生稻產(chǎn)量喜人,溆浦縣再生稻示范區(qū)測產(chǎn)結果表明,Y兩優(yōu)9918、甬優(yōu)4149這2個品種機收產(chǎn)量均超270 kg/667 m2,人工收獲產(chǎn)量超310 kg/667 m2[4]。再生稻順應了稻田增效需求、“雙改單”需求和輕簡化要求,同時也滿足了大眾對優(yōu)質(zhì)米的需求,發(fā)展前景廣闊。
研究表明,“早稻+再生稻”模式比雙季稻早成熟7~10 d,“中稻+再生稻”模式比雙季稻早成熟 3~5 d[5-8]。再生稻的營養(yǎng)生長與生殖生長有較明顯的并進生長現(xiàn)象[9],全生育期較短,一般在60 d左右[5]。再生稻收獲后還可種植冬季作物,如“再生稻+油菜”三熟制模式可有效規(guī)避水災和“三寒”[10],提高了復種指數(shù)和單位面積產(chǎn)出率。再生稻省去了播種、育秧、整地、移栽等農(nóng)作環(huán)節(jié),頭季稻收獲與再生季收獲均與雙季稻收獲期錯開,有利于調(diào)節(jié)勞畜機械的忙閑與季節(jié)之間的矛盾[11]。
湖南地區(qū)由于青壯年勞動力大量外流,導致稻田“雙改單”現(xiàn)象普遍,在一季早稻或中稻的基礎上蓄留再生稻,無需過多人力、物力投入即可實現(xiàn)提高復種指數(shù)和糧食產(chǎn)量、保障國家糧食安全、提高農(nóng)民收益的目的,順應了當前的水稻生產(chǎn)形勢。
研究表明,“一季稻+再生稻”收益比“早稻+晚稻”高 4 080 元/hm2,比“一季稻+油菜”高 4 275 元/hm2,比一季稻高5 265元/hm2[12]。據(jù)媒體報道,2017年湖南全省中晚稻常規(guī)品種稻谷總體價格區(qū)間在133~136元/50 kg,優(yōu)質(zhì)中晚稻稻谷市場價格一般達到140~150元/50 kg,高檔優(yōu)質(zhì)稻如玉針香達到174元/50 kg[13],而某些糧食企業(yè)定購再生稻稻谷價格達到了180元/50 kg,再生稻大米價格達到了500元/50 kg[14]。另據(jù)湖南日報報道,再生稻加工出的稻米市場價可高達20元/kg[15]。由此可見,再生稻稻谷的價格優(yōu)勢明顯。目前,雜交水稻種子價格居高不下,各種農(nóng)資價格上漲,人工費用高,種糧效益低,導致農(nóng)民種糧積極性不高。蓄留再生稻,無需二次播種、整田、育秧、移栽,且再生季病蟲害少,一般年份不需要噴施農(nóng)藥[16],再生季生產(chǎn)成本顯著低于一季晚稻。隨著越來越多的再生稻研究的開展,其科研成果不斷應用于實際生產(chǎn),再生稻的節(jié)本增效效果將會進一步提高。
再生稻的稻米品質(zhì)一般要優(yōu)于頭季稻[17-19],若頭季稻稻米品質(zhì)優(yōu)良,再生稻稻米品質(zhì)則會更優(yōu)[20,21]。多數(shù)研究結果表明,再生稻稻米堊白度、堊白粒率、直鏈淀粉含量低于頭季稻,再生稻稻米透明度高,食味好,但其糙米率、整精米率、蛋白質(zhì)含量、糊化溫度、膠稠度可能由于環(huán)境因素和品種不同而表現(xiàn)有差異[22],從整體來評價,再生稻米質(zhì)要優(yōu)于頭季稻。頭季稻收割時,其秸稈全部還田,增加了田間有機質(zhì)含量,而有機質(zhì)的提高對進一步提高稻米食味品質(zhì)有利[23-24];同時,再生稻米基本杜絕了農(nóng)藥殘留,因此更符合人們對綠色食品的需求。
勞動力短缺、種糧效益低導致農(nóng)民種糧積極性不高,實行輕簡化農(nóng)業(yè)是解決這一問題的重要措施。水稻輕簡化栽培技術應用范圍極為廣泛,可有效提高水稻產(chǎn)量,減少資源投入[25]。國內(nèi)對水稻輕簡化栽培技術,如直播、拋秧、機插等技術進行了大量的研究,并取得可喜的成果,為再生稻輕簡化栽培奠定了堅實的基礎。要實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)集約化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的目標,就必須實現(xiàn)農(nóng)業(yè)全程機械化[26]。水稻機插和機播近年來得到了長足的發(fā)展,工廠化育秧也有了較大的發(fā)展[27],為再生稻的機械化生產(chǎn)帶來了發(fā)展機遇。同時,再生季省去了翻耕、播種、育秧、移栽等農(nóng)作環(huán)節(jié),且生育期較短,省去了較長的田間管理耗時,再加上一般不需要噴施農(nóng)藥,因此,再生稻更適應水稻生產(chǎn)輕簡化的需求。
據(jù)中國農(nóng)機網(wǎng)報道,2016年湖南省夏、秋糧全部減產(chǎn),種糧面積同比減少1.1%,但蔬菜、水果和茶葉的產(chǎn)量有所上升[28]。種糧面積和產(chǎn)量下降的直接原因是種糧效益低,如何提高種糧效益,提高農(nóng)戶種糧積極性是再生稻發(fā)展的一大障礙因素。為應對水稻生產(chǎn)效益低下、勞動力短缺的問題,湖南多地直播稻發(fā)展迅速。水稻直播雖省去部分工時,但直播用種量大,而雜交水稻種子及其他農(nóng)資價格居高不下,因此直播稻效益也難以提高。作為糧食生產(chǎn)大省,湖南省歷來重視水稻生產(chǎn),但是目前來看,在再生稻的發(fā)展方面,政府扶持還存在以下問題:一是政府雖對種糧農(nóng)戶發(fā)放一定的補貼,但是補貼發(fā)放還存在一定的問題,如種植一季稻、雙季稻和再生稻的補貼未能區(qū)別發(fā)放;二是再生稻推廣示范力度還有待提高,部分地區(qū)對再生稻的了解還極為有限,更遑論高產(chǎn)高效栽培;三是在引導再生稻產(chǎn)業(yè)化方面力度不夠,尚未形成湖南再生稻的主打品牌。
品種的選擇對于再生稻的成敗具有關鍵性的作用。周奧等[22]對湖南地區(qū)7個水稻品種的再生稻產(chǎn)量和米質(zhì)進行了研究,發(fā)現(xiàn)不同水稻品種間再生稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)差異顯著,其中Y兩優(yōu)1號再生能力最弱,再生季產(chǎn)量僅534.2 kg/hm2,而Y兩優(yōu)9918再生季產(chǎn)量最高,達3 846.6 kg/hm2;準兩優(yōu)608與Y兩優(yōu)9918頭季和再生季產(chǎn)量無顯著差異,但其再生稻米質(zhì)口感差。湖南省結合前期大量的示范種植結果,在2017年發(fā)布了Y兩優(yōu)9918、準兩優(yōu)608等10個再生稻主推品種,但無論是產(chǎn)量還是稻米品質(zhì)仍有較大的提升空間。總的來看,再生稻適宜品種篩選需要從生育期、產(chǎn)量、米質(zhì)等多個角度考慮,必須因地制宜開展研究,要保證其有較高產(chǎn)量和良好的米質(zhì),還需滿足各地溫光條件。
再生稻一般采用間歇灌溉方式,干濕交替有利于提高籽粒灌漿速率并獲得高產(chǎn)[14]。湖南地區(qū)再生稻的頭季稻收獲一般在8月上旬,此時湖南大部分地區(qū)高溫少雨,再生芽的萌發(fā)對水分較為敏感,如再生稻稻田不能及時灌水,會導致再生芽萌發(fā)率低,成苗數(shù)少,再生稻有效穗數(shù)降低,從而難以獲得高產(chǎn)。大量研究表明,單位面積有效穗數(shù)是制約再生稻產(chǎn)量的關鍵因素[29-31]。因此,確保良好的灌溉條件是獲得再生稻大面積高產(chǎn)的重要保障。湖南部分地區(qū)水利條件不發(fā)達或水利設施年久失修,不能有效保障農(nóng)田用水,這是再生稻大面積推廣應用的一大障礙因素。
蓄留再生稻與頭季稻機械收獲的矛盾非常突出,主要表現(xiàn)在以下3個方面:一是為防止稻田土壤過濕導致收割機下陷,水稻機械收割前7~10 d必須放水曬田,而再生稻要獲得較高的再生苗數(shù)就得保持稻田土壤濕潤;二是機械收割會碾壓大量的稻樁,造成再生季顯著減產(chǎn)。錢太平等[32]研究表明,頭季稻機械收割處理再生稻比人工收割處理的再生稻平均減產(chǎn)20.52%,機收碾壓區(qū)比非碾壓區(qū)平均減產(chǎn)56.22%;三是湖南省現(xiàn)有收割機一般都偏大且偏重,加重了稻田的碾壓破壞。
湖南省在再生稻研究方面取得了可喜的成就,現(xiàn)有的研究成果包括對某些品種進行了栽培試驗以及對其高產(chǎn)高效栽培技術的探討[33-36]、播種期與留樁高度對再生稻產(chǎn)量的影響[37]、不同種植方式對再生稻產(chǎn)量與品質(zhì)的影響研究[38]、再生稻最適栽插密度探究[39]、最佳直播播種量探究[40]、不同留樁高度產(chǎn)量及產(chǎn)量潛力的探究[22,41-43]、留樁高度對米質(zhì)的影響[44]、施肥與化控對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[45-48]等,以及包括品種篩選、育苗播種、田間管理、病蟲害防治等在內(nèi)的再生稻栽培技術體系研究[22,49-50]。近年來,湖南省也結合再生稻生長特性提出了“四防一增”技術。但是,整體來看,湖南再生稻高產(chǎn)高效栽培技術體系仍需不斷研究和完善。
政府形成強有力的政策引導是實現(xiàn)再生稻持續(xù)發(fā)展的必要前提,要實現(xiàn)湖南省再生稻栽培面積持續(xù)擴大并獲得良好的效益,政府須做到以下幾點:一是要優(yōu)化種糧補貼政策,對一季稻、雙季稻和再生稻進行區(qū)別式補貼,并確保補貼落實到各個農(nóng)戶;二是要采取措施控制農(nóng)資價格上漲,促使雜交水稻種子在現(xiàn)有價格水平上降價約50%;三是對農(nóng)戶進行集中培訓,提高農(nóng)戶農(nóng)機駕駛水平,減少稻樁碾壓,逐步實現(xiàn)再生稻規(guī)范化生產(chǎn);四是要對大型的稻米加工企業(yè)進行必要的政策扶持,促進再生稻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,加快湖南再生稻主打品牌的形成;五是要優(yōu)先在水利設施發(fā)達的地區(qū)發(fā)展再生稻,同時對水利條件不發(fā)達地區(qū)進行水利設施改造升級,促進再生稻的推廣應用。
科學技術是第一生產(chǎn)力,在政府大力支持下,各科研單位應積極開展再生稻高產(chǎn)高效栽培技術攻關。雖然國內(nèi)外對再生稻進行了大量的研究,但還有很多方面需要進行攻關:一是蓄留再生稻與稻田土壤養(yǎng)分之間的矛盾。研究表明,再生稻稻田土壤氮相對盈余但磷鉀相對短缺[33],如何調(diào)節(jié)稻田土壤氮磷鉀之間的平衡和進行土壤培肥是以后的研究重點之一。二是再生稻高產(chǎn)高效栽培技術的研究與開發(fā)。三是優(yōu)良品種的選育。要不斷發(fā)掘和創(chuàng)新優(yōu)異的種質(zhì)資源,選育出適宜湖南地區(qū)大面積推廣的優(yōu)勢再生稻品種,為實現(xiàn)2018年湖南省再生稻種植面積超26.7萬hm2的目標提供科學技術支撐[3]。易鎮(zhèn)邪等[51]總結前人研究,認為再生稻的品種選育應該以低節(jié)位再生型、千粒重高且著粒數(shù)中等的雜交中稻、頭季成熟后期莖鞘儲藏物豐富、地上部低節(jié)位密集的品種為目標。同時,其對6個兩系雜交組合和2個三系雜交組合的研究發(fā)現(xiàn),頭季成熟期有較大的LAI和較小的粒葉比,較高的莖鞘物質(zhì)干物質(zhì)量和輸出率,對再生稻的高產(chǎn)有利[52]。
再生稻的發(fā)展離不開配套機械的研發(fā)與應用。頭季機械收獲會碾壓稻樁導致再生季大幅度減產(chǎn),針對該問題,雷志強等[53]根據(jù)收割機行走特征設計出收割機最佳行走路線;張國忠等[54]設計制造了一種采用輕型井關插秧機底盤和窄型水田行走膠輪的再生稻割穗機,對再生稻碾壓率極小,但不適用于濕軟泥腳深的田塊;盧康等[55]設計出雙割臺雙滾筒全履帶式再生稻收割機,可相對減少稻樁碾壓率,并提出再生稻收割機應向輕量化寬割幅的方向發(fā)展;孫瀟鵬等[56]認為再生稻頭季收獲機械的發(fā)展將趨于輕量化、小型化、便攜化。目前,再生稻配套機械的研發(fā)還需加大力度,早日實現(xiàn)再生稻專用機械的量產(chǎn),為再生稻的發(fā)展提供動力支撐。
再生稻米質(zhì)優(yōu)、食味佳、綠色健康的優(yōu)點已為大眾所接受。目前,四川、福建、湖北等地再生稻已成功獲得國家農(nóng)產(chǎn)品地理標志登記保護。湖南再生稻種植面積雖大幅度上升,但其知名度還有所欠缺,如何打響湖南再生稻米品牌是促進再生稻可持續(xù)發(fā)展的必要前提。政府應對再生稻米加工企業(yè)進行相應的政策扶持,大力促進湖南再生稻米特色品牌的形成。只有這樣才能讓農(nóng)民產(chǎn)不愁銷、銷多利大,實現(xiàn)再生稻的可持續(xù)發(fā)展。