专刊——水稻栽培研究
水稻是我国最重要口粮作物,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的作用。当前,我国水稻生产正面临由传统小规模生产向机械化、智能化、标准化和集约化的现代规模化生产方式转变,在此重要历史节点,回顾总结70年中国特色水稻栽培学发展历程与科技成就,对探索未来水稻栽培科技发展方向具有重要意义。70年来,我国水稻栽培科技界抓住水稻不同主产区大面积生产问题与关键技术瓶颈,深入开展水稻生长发育和产量、品质形成规律及其与环境条件、栽培措施等方面关系的研究,探索水稻生育调控、栽培优化决策和栽培管理等新途径与新方法,取得了一大批在生产上大面积应用的重要栽培技术和理论,形成了一批重大栽培科技成果。笔者着重从叶龄模式栽培理论及技术、群体质量及其调控、精确定量栽培、轻简化栽培、机械化栽培、超高产栽培、优质栽培、绿色栽培、逆境栽培和区域化栽培等十个方面阐述了改革开放以来中国水稻栽培取得的主要科技成就,并指出了未来中国水稻栽培创新发展的重要方向：一是加强水稻绿色优质丰产协调规律与广适性栽培技术研究;二是加强多元专用稻优质栽培研究;三是加强水稻超高产提质协同规律及实用栽培研究;四是加强直播稻、再生稻稳定丰产优质机械化栽培研究;五是加强水稻智能化、无人化栽培研究。
随着农村优质劳力减少和劳动力成本攀升以及农业规模化经营的发展,直播水稻作为一种轻简化的种植技术应用面积不断扩大。因此,促进直播水稻稳产与增产对保证中国粮食安全具有重要意义。根据我国南方多熟制地区直播水稻生产特点,笔者提出了生育约束型直播水稻的概念,即受前茬作物的影响,直播水稻较移栽水稻播种晚,全生育期缩短,温光资源利用减少,加上前茬秸秆全量还田和短农耗期内粗放或半粗放化整地播种,造成种子和苗期都处于多种逆境下,显著制约了水稻的正常出苗与生育,使水稻产量不高不稳。这种生育约束型直播水稻在生产上应用已较为广泛,制约了大面积平衡增产。为此,有针对性地探究了生育约束型直播水稻稳产栽培途径,选用江苏代表性的穗粒兼顾型粳稻品种,在大面积有代表性的简化耕作播种条件下,通过设置基本苗量120万/hm 2、240万/hm 2和360万/hm 2处理,分别代表分蘖为主成穗型、主茎分蘖成穗并重型、主茎成穗型3种栽培途径,系统比较研究各类型水稻群体光合物质生产特征、产量与品质特征,初步认为“适当增加基本苗,增加主茎成穗比例,以主茎成穗为主,通过足量主茎穗数产出较高群体颖花量,在生育中后期积累更多的干物质量”是利于生育约束型直播水稻稳产增效的有效栽培途径。本文中还介绍了生育约束型直播水稻稳产栽培关键技术,并对合理发展直播水稻提出了建议。
稻米中直链淀粉含量是影响米粉品质的重要因素,较高直链淀粉含量的稻米加工的米粉结构坚固,可以减少米粉的蒸煮损失,探索米粉稻籽粒直链淀粉积累特性为调控米粉稻直链淀粉含量和提高米粉稻品质提供理论依据。
2016—2017年早、晚季,选择2个高直链淀粉含量米粉稻品种（陆两优996和中嘉早17）和2个低直链淀粉含量对照品种（陵两优268和湘早籼45）为材料进行大田试验,基于Logistic方程对各品种的籽粒灌浆和直链淀粉积累特性进行分析。
米粉稻直链淀粉含量比对照品种高44.8%—72.3%,差异显著。水稻籽粒直链淀粉积累渐增期、快速期、缓增期及最大积累速率时积累的直链淀粉量,米粉稻比对照品种分别高60.0%—91.1%、61.2%—92.3%、59.3%—89.3%和61.2%—92.8%。相同的种植季节,直链淀粉积累平均速率、渐增期积累速率和最大积累速率,米粉稻比对照平均分别高36.7%—91.2%、40.2%—58.3%和29.2%—108.7%,渐增期持续时间长0.6—2.8 d,最大积累速率启动时间晚1.4—2.9 d。不同的生长季节和品种,直链淀粉积累渐增期、快速期、缓增期直链淀粉积累量对籽粒持续期直链淀粉积累量的贡献率相对稳定,分别为21.03%—21.32%、57.58%—57.88%、11.38%—14.62%。籽粒直链淀粉的积累伴随着籽粒灌浆过程进行,籽粒灌浆干物质积累渐增期、快速期、缓增期比对应的直链淀粉积累阶段发生早0.1—4.9 d。相同的种植季节,籽粒灌浆渐增期、最大灌浆速率启动时间和灌浆持续时间,米粉稻比对照平均长或晚0.1—1.8 d、1.2—2.0 d和1.2—3.6 d。2016年早季水稻开花后前5 d的平均气温和入射辐射量分别为30.1℃和21.1 MJ·m-2,比其他3季同阶段分别高5.1℃—6.3℃和2.0—19.1 MJ·m-2,2016年早季籽粒灌浆和直链淀粉积累持续期比其他3季分别缩短了6.2—11.5d和9.0—13.9 d,籽粒灌浆和直链淀粉积累平均速率分别提高了53.9%—73.7%和57.4%—67.9%。
灌浆前期高温和强光照可以缩短籽粒灌浆和直链淀粉积累持续期,并提高籽粒灌浆和直链淀粉积累速率;籽粒灌浆和直链淀粉积累渐增期持续时间长和直链淀粉积累速率高是米粉稻高直链淀粉含量形成的基础;较长的灌浆持续期、较高的直链淀粉积累速率及最大直链淀粉积累速率和灌浆速率启动时间较晚,有利于米粉稻籽粒直链淀粉积累量的增加。
