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1. WO2020108335 - METHOD FOR BREEDING NEW VARIETY OF RATOON RICE CROP AND CULTIVATION METHOD FOR NEW VARIETY OF RATOON RICE CROP

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

1  

说明书

发明名称 : 再生稻的品种选育方法及其栽培方法

[0001]
本申请要求于2018年11月30日提交中国专利局、申请号为201811455367.7、发明名称为“再生稻的品种选育方法及其栽培方法”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0002]
本发明涉及植物育种与栽培领域,特别涉及再生稻的品种选育方法及其栽培方法。

背景技术

[0003]
再生稻是指利用头季稻收割后稻桩上存活的休眠芽,在适宜的光温肥水条件下萌发出再生苗,并且能够抽穗成熟、获得一定产量收成的水稻。再生稻具有独特的优点:不需播种、育秧和插秧,不需耕犁耙田,省种、省工、省肥、减少水土流失,具有较好的经济效益和社会效益。
[0004]
再生稻在中国有着悠久的栽培历史,早在1600多年前就己开始种植。1949年以前,中国南方稻区再生稻多为零星分布、小面积种植,或作为补充头季歉收的手段,产量一直很低。1950年到1970年,再生稻虽有一定发展,但受品种特性和栽培技术的制约,栽培面积起伏不定,产量低,未能形成集中产区和比较稳定的稻田种植制度。80年代以后,随着一批头季稻产量高和再生能力强的杂交稻组合问世、杂交中稻蓄留再生稻耕作制度的形成、栽培技术研究的不断深入以及各级农业技术部门的重视,再生稻单产有一定的提高,在中国南方发展迅速。
[0005]
但是,目前再生稻生产中还存在两个主要问题:一是再生稻产量仍然较低,大面积平均产量在150kg/亩~300kg/亩。再生稻全生育期一般仅60天~80天,生育期过短导致生物量难以提高,是制约再生稻单产提高的关键瓶颈因子;而且,营养生长和生殖生长同时进行,几乎没有单独的营养生长期,导致单穗生物量过小。二是成熟整齐度不佳,难以选择合适的收获时机,对产量和米质均有一定影响。因此,进一步延长生育期和提高成熟整齐度成为再生稻研究的关键课题。
[0006]
发明内容
[0007]
有鉴于此,本发明提供一种再生稻的品种筛选方法和再生稻的栽培方法。该方法能够延长再生稻生育期、提高成熟整齐度从而提高再生稻单产和品质。
[0008]
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
[0009]
本发明提供了一种再生稻的品种选育的方法,选用感光品种,将其再生季置于长光照条件下;所述感光品种是指长光照可以延缓或阻止其光周期诱导从而延长生育期的品种;所述长光照为长于所述感光品种的临界光长(又称临界日长)的光照。
[0010]
本发明还提供了一种再生稻栽培的方法,选用感光品种,将其再生季置于长光照条件下;所述感光品种是指长光照可以延缓或阻止其光周期诱导从而延长生育期的品种;所述长光照为长于所述感光品种的临界光长的光照。
[0011]
在本发明的一些具体实施方案中,选用感光品种,将其头季稻完成光周期诱导后即刻置于持续长光照条件下。本项措施可阻止或延缓低节位再生芽的光周期诱导,使低节位再生苗成熟整齐度更好。如果到再生季才进行长光照处理,可能有少数低节位再生芽已完成光周期诱导导致早穗,但大部分再生苗及其分蘖仍未完成光周期诱导,对再生稻产量和品质的影响有限。
[0012]
在本发明的一些具体实施方案中,本发明提供的方法主要产量来自低节位芽萌发长成的再生苗及其分蘖,可通过品种选择和/或栽培的措施促进低节位芽的萌发和分蘖;所述低节位芽是指倒4节及其以下节位的再生芽。
[0013]
在本发明的一些具体实施方案中,再生季所述长光照持续的时间不少于20d。
[0014]
本发明选用合适感光性品种作再生稻栽培,长光处理的关键时期在再生季,时间持续不少于20天。如果长光照处理时间少于20天,低节位苗及其分蘖生长时间不足,营养生长不充分,虽可能较常规再生稻增产,但增产幅度有限;如果长光照处理20天或超过20天,低节位苗及其分蘖有 较长的营养生长期,生物量大,产量高,较常规再生稻增产幅度大。
[0015]
在本发明的一些具体实施方案中,所述长光照从头季稻收获即刻开始或从头季稻收获后任意时刻开始。
[0016]
在本发明的一些具体实施方案中,所述长光照条件通过自然光照或人工补光的方式提供,所述人工补光可与自然光无缝衔接,或所述人工补光中断连续暗周期;所述长光照的长度和/或强度必须能够阻止或延缓水稻再生苗及其分蘖的光周期诱导。
[0017]
在本发明的一些具体实施方案中,所述长光照条件通过自然光照或人工补光的方式提供。作为优选,所述人工补光采用如下方式:
[0018]
天黑后马上给予光照度为不低于1000Lx的光照,与自然光长相加大于该品种的临界光长;和/或
[0019]
在连续暗周期中,提供不短于30min、光照度为不低于1000Lx的光照。
[0020]
上述光长和光照度可确保阻止或延缓几乎所有品种的光周期诱导。考虑到品种间差异,有些品种所需光照度可能低于1000Lx,在打破连续暗周期时所需时间可能短于30min,可以降低补光光照度、缩短补光时间,以便更经济、环保。
[0021]
在本发明的一些具体实施方案中,所述感光品种优选为低节位再生型品种,栽培措施优选为留低桩;所述低节位再生型品种是指在留高桩的情况下低节位萌发芽占所有节位萌发芽30%以上的品种(自定义,与学界定义有差异,下同),所述留低桩是指仅保留低节位芽,留桩高度为8~15cm。
[0022]
在本发明的一些具体实施方案中,到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量70%~90%。在本发明的一些具体实施方案中,所述留低桩水分管理具体为:头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。
[0023]
在本发明的一些具体实施方案中,所述长光照从头季稻完成光周期诱导后马上开始;长光照从头季稻完成光周期诱导后马上开始,不是本发明的必需条件,但有利于阻止或延缓低节位再生芽的光周期诱导。在头季稻 完成光周期诱导的过程中,可能就有少数再生芽完成了光周期诱导。如果头季稻完成光周期诱导后马上给予长光照,此时低节位再生芽基本上没有完成光周期诱导,长光照可以阻止或延缓低节位再生芽的光周期诱导,进一步提高成熟整齐度和产量。
[0024]
在本发明的一些具体实施方案中,所述长光照处理从头季稻收获后即刻开始或从头季稻收获后过一段时间才开始;从头季稻收获后即刻开始长光照处理,可以阻止或延缓部分低节位芽萌发的再生苗及其全部分蘖的光周期诱导,这是毫无疑问的。但是,如果收获后先置于短光照条件下,过一段时间再置于长光照条件下,情况就有所不同。以海南三亚为例,假设有个品种的临界光长相当于5月22日的自然光长,那么海南三亚5月23日-7月21日的自然光长对该品种来说是长光照。但由于种种原因,必须安排头季稻在4月22日收获,那么4月22日-5月22日再生季处于该品种的短光照条件下。在此过程中,生长出的大部分再生苗基本都完成了光周期诱导,完成光周期诱导后目前还没有逆转的方法,再置于长光照条件下,延长生育期的作用很少。因此要分情况讨论:
[0025]
如所述再生苗的数量≤1/3计划最高苗数,加强水肥管理;
[0026]
如所述再生苗的数量>1/3计划最高苗数,割掉所述再生苗的幼穗生长点和/或留桩5~10cm。
[0027]
水稻具有自动调节群体的特性,如果苗数已经较多了,它的分蘖就会自动减缓甚至停止。头季稻收获后先置于短光照条件下,过一段时间再进行长光照处理,头季稻收获到长光照处理之前,实际上是一个常规再生稻过程,几乎所有再生苗都已完成光周期诱导,如果分蘖较多,再生苗的数量>1/3计划最高苗数,给予长光照它也不再分蘖或分蘖很少,长光照已不能延长原来再生苗的生育期,或影响很小。因此,此时可以割掉所述再生苗的幼穗生长点和/或留桩5~10cm;如果分蘖不多,再生苗的数量≤1/3计划最高苗数,在长光照条件下它还会继续分蘖,这些分蘖一般没有完成光周期诱导,可以大幅延长生育期。而且,这些分蘖营养生长旺盛,原来的少量再生苗早早抽穗结实,对产量影响不大。
[0028]
还有一种情况,如果时间比较长,再生季已成熟或季节充裕有时间等 其成熟,可收获一季常规再生季。应用本发明的下一季再生稻优选留低桩,栽培措施与头季稻收获后直接进行长光照处理相同。
[0029]
在选择感光品种作再生稻种植时,选择临界光长适宜的感光品种是应用本发明的一个关键点。地球南北半球的光照长度年变化规律基本一致,只是在时间上存在差异,比如北半球6月21日左右光照长度最长,此时南半球最短;12月22日左右南半球光照长度最长,此时北半球最短。因此,此处以赤道和北半球的热带、亚热带地区为例介绍确定临界光长的方法。本领域的技术人员可由此显而易见得出南半球确定临界光长的方法。
[0030]
水稻可周年种植、光照长度全年几乎无变化的赤道地区,只能选择临界光长长于等于自然光长的感光品种或短于自然光长的感光品种。如临界光长长于等于自然光长,那么自然光照无法阻止或延缓光周期诱导,只能通过人工补光阻止或延缓再生季再生苗及其分蘖的光周期诱导。由于光温条件好,再生季收获后,可继续通过人工补光阻止或延缓下一季再生芽的光周期诱导;如临界光长短于自然光长,那么在自然光照条件下水稻难以完成光周期诱导或需很长时间,需要人工遮光处理以完成光周期诱导。头季稻遮光处理收获后,再生季如要完成光周期诱导也需遮光处理,再生季的下一季同样需要遮光处理完成光周期诱导。以上两种情况均可实现一次播种、多年收获。赤道附近地区光照长度变化幅度较小,也可参考赤道地区确定感光品种临界光长的方法。
[0031]
水稻可周年种植、光照长度变化幅度较大的热带地区。如中国海南三亚,6月21日的最长自然光照长度和12月22日的最短光照长度有较大差异,可筛选到临界光长在两者之间的感光品种,短光照时完成头季稻的光周期诱导,长光照延长再生季的生育期,然后待长光照变短光照时完成再生苗及其分蘖的光周期诱导。以三亚为例,感光品种的临界光长不短于3月21日不长于6月12日的自然光长都可实现本发明。临界光长与3月21日自然光长相当的感光品种,3月22日-7月22日的自然光长均长于该品种的临界光长。可以安排在3月21日前完成光周期诱导,5月22日左右收头季稻,5月22日-7月22日2个月的时间对再生季进行长光照处理,算是时间比较长的长光照处理了,有充足的营养生长期。8月22日 左右始穗,9月底收获再生稻;临界光长与6月12日的自然光长相当的感光品种,6月12日收获,6月13日-7月2日约20天的时间对再生季进行长光照处理,本发明要求再生季需要长光照处理不少于20天,这是处理的最低要求。因此,三亚地区选用临界光长不短于3月21日不长于6月12日自然光长的感光品种都可利用自然光照实现本发明,可根据需要灵活选用。当然,在水稻可周年种植的热带地区,同样可借鉴赤道地区的补光、遮光技术措施,应用本发明实现水稻的一次播种、多年种植,本地区还可利用自然长光照、短光照加人工遮光、补光的复合处理。
[0032]
冬季不能种植水稻、光照长度变化幅度大、种植双季稻的亚热带地区。如广西南宁,湖南长沙等。本地区的显著特征是受光温条件的约束比较大。本地区的早稻(造)一般在7月份收获,一般的感光品种要到7月底或8月中旬收获。而北半球每年的最长光照在6月21日左右,临界光长长的感光品种等头季稻收获后,自然光长已经短于其临界光长;临界光长短的强感光品种往往上半年无法完成光周期诱导,变成一年一季。可通过如下措施解决:选育短基本营养生长期的品种,或利用温室、低纬度异地提前育秧,或选育苗期耐低温能力强的品种提前播种等。也可综合利用以上几种方法。由于受光温条件限制,本地区感光品种的临界光长选择范围也较窄。以南宁为例,为保证丰产,头季稻收获最好不早于6月30日,加上20天的最短的自然长光照处理,感光品种的临界光长不能长于7月20日的自然光长;育秧可在低纬度异地进行或盖膜增温,但大田生产盖膜增温不现实。最早只能2月初在低纬度地区或温室育秧,2月底插秧,由于3月和4月温度低,能在4月20日之前完成头季稻光周期诱导算是比较早的了。因此,感光品种的临界光长最短不短于4月20日的自然光长。所以,南宁地区应用本发明的感光品种临界光长不短于4月20日不长于7月20日的自然光长。当然,如果利用遮光、补光措施,则可以产生更加丰富的组合。
[0033]
上述说明仅对确定感光品种的临界光长的基本原则进行阐述,探讨的均是一般情况,对于一些特殊情况可能有差异,这是可能存在的。本发明里面提到的自然光长数据均是以昼长(一天日出到日落的时间)气象观测 资料数据代替的,与实际的自然光长之间可能有细微的差别,但差别不大,具有很好的参考价值,具体以试验结果为准。下一步将继续结合实施例进行说明。
[0034]
在本发明的一些具体实施方案中,所述头季稻收获时优选保留倒4节及其以下再生芽,碾压稻桩和/或留桩高度为8~15cm。
[0035]
应用本发明的再生稻产量主要来自于低节位再生苗及其分蘖。长光照处理时,大部分低节位再生苗及其全部分蘖尚未完成光周期诱导,长于其临界光长的长光照可以阻止或延缓光周期诱导,从而延长它的生育期。因此,优选低节位再生型品种,所述低节位芽是指倒4节及其以下节位的再生芽,所述低节位再生型品种是指在留高桩的情况下低节位萌发芽占所有节位萌发芽30%以上的品种;在留高桩的情况下,一般高节位再生芽会优先萌发,而且萌发率高、光周期诱导完成早,成熟期与低节位再生芽差距大,对应用本发明的再生稻产量贡献不大,但高节位再生芽萌发的再生苗、头季稻过长的老茎均会对低节位再生芽的萌发及其分蘖产生不利影响,因此,优选留低桩。水稻倒4节一般高度为8cm左右,倒3节高度为15cm左右,留桩高度8~15cm比较合适。在水稻的生产实践中,收割机碾压过的稻桩一般从基部萌发出再生苗,可借鉴并改良该方法。
[0036]
在本发明的一些具体实施方案中,所述低节位再生型品种选自粳稻或籼稻与粳稻、野生稻通过杂交方法转育的品种。
[0037]
在本发明的一些具体实施方案中,在所述自然光照的条件下,为了确保头季稻按时收获、再生季置于自然长光照条件下,通过选择/育短基本营养生长期和/或苗期耐低温的感光品种,和/或采取提前播种、温室提早育秧、低纬度异地育秧的种植方式。
[0038]
本发明中所指水肥管理跟土壤肥力、目标产量、施肥习惯均有关系,施肥原则:长光照处理期相当于头季稻的分蘖期,生长相当旺盛。长光照处理完成时,再生季已施肥总量累计占再生季全生育期施肥总量的70%~90%。本发明所述的再生稻的后期管理跟当地同期种植水稻的管理相当,包括晒田、肥水管理、病虫害防治等。本领域技术人员公知的施肥方式均在本发明的保护范围之内,地肥少施,地瘦多施,看苗追肥,本发明在具 体实施方案中给出的具体数据不能作为本发明保护范围的限定。
[0039]
留低桩时,头季稻收获后7天内保持泥土湿润,优选泥土含水量大于60%保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。蓄深水不利于低节位再生芽的萌发与生长,淹水可能直接造成再生芽的死亡,导致缺蔸严重。
[0040]
在本发明的一些具体实施方案中,试验地点为广西南宁。南宁位于北回归线南侧,属湿润的亚热带季风气候。年平均气温在21.6度左右,极端最高气温40.4度,极端最低气温-2.4度,光温资源较为丰富。南宁同赤道、三亚等热带地区的显著区别是水稻不能周年种植。
[0041]
南宁早造一般2月底播种、7月初收获,而一年中最长光照在6月21日左右出现。由于早期光温条件的限制,头季稻一般安排在6月底7月初收获比较合适,过早容易导致头季稻生育期不足、产量低。再生稻采用本发明技术最低限度需要20天长光处理,按6月30日收头季稻计算,20天后(7月20日)自然光长为13小时12分,所以选用感光品种的临界光长要短于13小时12分;2月初可使用人工温室或到低纬度地区(如海南)提前育秧,2月底3月初插秧,前期温度低,到4月20日前完成光周期诱导算是比较早的了。所以选用的感光品种临界光长必须长于12小时47分(4月20日自然光长)。因此,利用自然光照实现本发明,在南宁地区选用的感光品种临界光长一般以12小时47分到13小时12分为宜。同时,要保证头季稻在6月底7月初能安全收获。
[0042]
可筛选或选育临界光长在13小时10分左右的品种,南宁地区在5月12日到7月31日的自然光照长度大于此品种的临界光长。合适的生育期加上合理的播期安排,使该品种在5月12日前完成幼穗分化,6月30日前收获头季稻。头季稻收获后,利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖。8月1日后,转入幼穗分化阶段,9月初始穗,10月中上旬收获。如需要进一步延长再生稻的生育期,可通过提早播种、或选育生育期短的相似感光品种来实现。但由于受到温光条件限制,可调整的幅度比较小。
[0043]
南宁、长沙等亚热带地区光温资源较丰富,但水稻不能周年种植。可利用自然光,种一季收两季;也可参考赤道地区,通过遮光、补光等措施,可以选用具有合适临界光长的感光品种。如选用强感光品种,通过遮光处理打破头季稻的光周期诱导,再生稻将可以充分利用下半年的光温资源;如果再生稻处于短于其临界光长的自然光照条件下,也可以通过补光来延长其生育期。借助人工遮光和补光措施,将使本发明的实施更加灵活多样。这些内容对当地本领域的技术人员而言是显而易见的,不再赘述。
[0044]
在上述实验方案中,感光品种为陵两优472,国审稻2010001,在华南作双季晚稻。头季稻——播种期:2月1日。地点:海南万宁。移栽期:2月26日。始穗期:5月20日。黄熟期:6月26日。全生育期:146天。再生季(低桩)——始穗期:8月28日。黄熟期:10月12日。全生育期:108天。
[0045]
陵两优472临界光长在13小时10分左右,南宁在5月11日到8月1日这段时间的光长均大于陵两优472的临界光长。在仅利用自然光照、不遮光的前提下,陵两优472的头季稻必须在5月11日前完成光周期诱导。为了再生季能在长光照条件下处理30天以上,头季稻需要在6月30日之前收获。2018年,2月1日在海南万宁育秧,2月26日移栽至南宁试验田。
[0046]
作为优选,上述试验每平方米栽30穴,每穴栽插2粒谷秧。施足底肥、早施追肥、后期严控氮素。试验地为中等肥力土壤,每亩施25%水稻专用复合肥40千克作底肥,移栽后7天结合施用除草剂,每亩追施尿素7.5千克,幼穗分化初期每亩施氯化钾7千克。分蘖期干湿相间促分蘖,每亩总苗数达到25万苗时及时落水晒田,孕穗期以湿为主,抽穗期保持浅水层,灌浆期以润为主,切忌落水过早。注意及时防治稻瘟病、白叶枯病、二化螟、稻纵卷叶螟、纹枯病和稻飞虱等病虫害,90%左右的谷粒成熟时收获,保持再生稻桩健康、再生芽活力强。留低桩,头季稻收获后10天内,保持泥土湿润但不见水层。第11天,灌浅水,每亩施25%水稻专用复合肥30千克、尿素7.5千克。后期干湿相间促分蘖,每亩总苗数达到25万苗时及时落水晒田控苗。8月初,幼穗分化初期每亩施氯化钾5千克。再生季全生育期108天。
[0047]
在上述实验方案中,本发明应用本发明再生稻的产量均显著高于双季晚稻,而双季晚稻的生育期长于再生稻生育期,两者似乎矛盾。其实不然,再生稻稻桩贮藏有一定养分,一般可在3~8天内直接萌发3~5个壮实的再生芽。而双季晚稻从播种到栽插至大田拥有3~5个基本苗需要20~30天,栽插后缓苗需要5~7天。因此,再生稻可比双季晚稻节约20~30天。陵两优472再生季108天,相当于128~138天的双季晚稻,具有充足的营养生长期。在肥水光温等条件适宜的情况下,具有很高的产量潜力。
[0048]
在本发明的另一些具体实施方案中,本发明选择在南宁模拟赤道地区试验。具体做法:选择感光性强的水稻资源RH,赤道地区全年的自然光长均长于RH的临界光长。南宁从2月18日到10月23日的自然光长均长于RH的临界光长,可在南宁模拟赤道地区利用强感光水稻品种作再生稻种植的试验。RH为来自东南亚的强感光水稻资源,农艺性状较差,本试验仅为验证本发明能延长再生稻的生育期并提高成熟整齐度,不考察产量及其他性状。延长生育期、提高成熟整齐度是实现再生稻高产和优质的基础,本领域技术人员可参照本实施例,选用最新育成的强感光优良品种,借鉴本发明的关键技术,实现一次种植、多年收获,丰产增效。
[0049]
在上述试验方案中,南宁2月26日播种,4月3日移栽。5月10日起利用黑白膜作遮光处理,白面向上,黑面向下。每天仅给予9小时自然光照,连续处理30天。中等肥力土壤每亩施25%水稻专用复合肥40千克作底肥,移栽后7天结合施用除草剂,每亩追施尿素7.5千克,5月20日幼穗分化初期每亩施氯化钾7千克。6月12日始穗,7月15日收获。留低桩(12cm左右),收获后7天内,保持泥土湿润但不见水层,阴雨天气做好排水工作。第11天,灌浅水,每亩施25%水稻专用复合肥30千克、尿素7.5千克。后期干湿相间促分蘖,8月15日每亩总苗数达到20万苗时落水晒田控苗。8月25日利用黑白膜作遮光处理,白面向上,黑面向下。每天仅给予9小时自然光照,连续处理30天。9月5日幼穗分化初期每亩施氯化钾5千克。10月3日始穗,11月20日收获。再生季全生育期127天。
[0050]
在上述试验方案中,不仅模拟了热带地区的遮光周年种植,对南宁当 地及类似地区也有指导意义。地球升温和降温均需要时间,如以光照长度最长6月21日为中点,前期适合水稻生长的时间短(2月底到6月21日约4个月),后期适合水稻生长的时间长(6月21日到11月20日约5个月)。为充分利用光温条件,可选用临界光长更短(但长于RH的临界光长,再生季不须遮光)的强感光品种。比如可选临界光长与8月20日自然光照长度相当的品种。根据自然光照长度的变化规律,4月20日到8月20日的自然光照长度均长于该品种的临界光长。如果2月底播种,一般的品种在4月20日以前难以完成光周期诱导。因此,可在4月20日后采用遮光处理完成头季稻的光周期诱导。到8月20日以后,自然光长小于临界光长,再生稻能顺利完成光周期诱导,不再需要人工遮光。9月底齐穗,11月中旬收获,可以很好地利用全年的光温资源。
[0051]
在本发明的另一些具体实施方案中,进行了模拟补光试验。试验品种:陵两优472。处理时间:8月1日-8月30日,此时的自然光长短于陵两优472的临界光长。处理1:天快黑时马上补充1小时光照,禾蔸处光照度1000Lx;处理2:23:30-24:00补充30分钟光照,禾蔸处光照度1000Lx;处理3:不补充光照。本实施例仅为验证补光延长生育期及提升成熟整齐度的作用,不测产。在上述实施方案中,头季稻2月26日播种,4月3日移栽。7月31日收获。留低桩(12cm左右)。补光再生稻9月28日左右始穗,期间仅有极少量(<5%)再生苗早穗,成熟整齐度好。不补光再生稻(常规再生稻)8月28日始穗,成熟整齐度较差。
[0052]
在本发明的另一些具体实施方案中,在赤道地区实施本发明,赤道地区光温资源丰富,光照长度比较稳定,全年光照长度在12小时6分到12小时7分之间。可筛选或选育临界光长在12小时6分以下的品种,如感光性与RH类似的品种,RH临界光长在11小时28分左右。可通过遮光处理打破光周期诱导,遮光8~30天,每天给予9~10小时的自然光照,待完成光周期诱导或幼穗分化至2期即可转入自然光照。头季稻收获20天后,利用本发明提供的关键技术,如遮光8~30天,每天给予9~10小时的自然光照。留低桩,头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量 累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖,头季稻收获30天以后,根据具体情况选择时机再次遮光处理,使其顺利进入生殖生长阶段。再生稻收获后可重复上述处理,达到一次播种、多年收获的目的;也可选择临界光长长于12小时7分的感光品种,头季稻收获后,利用本发明提供的关键技术,如补充光照20天以上,根据需要灵活确定长光照处理时间。留低桩,头季稻收获7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖。再生稻收获后可重复上述处理,达到一次播种、多年收获的目的。
[0053]
在本发明的另一些具体实施方案中,实验地点为海南三亚。三亚地处低纬度,属热带海洋性季风气候区,光温资源丰富。年平均气温25.7℃,气温最低月为1月,平均21.4℃,素有“天然温室”之称。每年6月21日光照长度最长,为13小时13分;每年12月22日光照长度最短,为11小时2分。全年日照时间2534小时。三亚地区温光条件好,水稻可周年种植,播种时间比较自由。理论上,在不考虑其它因素的情况下,三亚有不少于20天的时间高于某感光品种的临界光长,即临界光长不长于13小时10分(6月6日到7月6日),该品种即可应用本发明。再生稻的生育期也不是越长越好。生育期过长一方面经济效益下降,另一方面影响头季稻和其它作物的茬口安排。在排除某些特殊情况下,一般给予2个月以内的长光照处理经济效益比较好。加上头季稻的后期孕穗和灌浆可以置于长光条件下,一般也在2个月左右,合计超过感光品种临界光长的时间最好不超过4个月。临界光长要不短于12小时40分(4月22日到8月22日)。因此,如利用自然光照条件,在三亚地区要选用临界光长在12小时40分到13小时10分之间的感光品种。
[0054]
以临界光长在12小时47分左右的品种为例,三亚地区在5月1日到8月11日的光照长度大于此品种的临界光长。根据其生育期加上合理的播期安排,使该品种在5月1日前完成幼穗分化,6月20日左右头季稻收获。头季稻收获后,利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获后7天内 在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖。8月11日后,转入幼穗分化阶段,9月初始穗,10月中旬收获。如需要进一步延长水稻再生季的生育期,可通过提早播种、或选育生育期短的相似感光品种来实现。再生稻收获后,由于自然光长短于感光品种的临界光长,可来年重新播种,也可参考赤道地区的补光措施,补充光照不低于20天,根据需要灵活确定处理时间,通过补充光照使再生苗及其分蘖不能完成光周期诱导。利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,重施肥促进再生苗产生大量分蘖,再生稻收获后可重复上述处理,有自然长光就利用自然长光,无自然长光则人工补光,达到一次播种、多年收获的目的。
[0055]
本发明还提供了所述的方法获得的再生稻。本发明公开了一种再生稻的品种选育与栽培方法。目前再生稻生产中主要存在产量不高、成熟整齐度欠佳两大问题,而产量不高的根本原因在于其生育期过短,全生育期一般仅60~80天。而且,营养生长和生殖生长同时进行,几乎没有单独的营养生长期,导致单穗生物量过小。本发明提供了一种通过筛选水稻感光品种、将再生季置于长光条件下并采取相应栽培措施延长再生稻生育期的方法,不仅可以提高产量,而且能提高再生稻成熟整齐度。与现有再生稻栽培方法相比,本发明可大幅提高再生稻的产量和品质,具有很好的经济和社会效益。

附图说明

[0056]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0057]
图1示全球代表性地区自然光长(昼长)变化曲线图。

具体实施方式

[0058]
本发明公开了一种再生稻的品种选育方法和再生稻的栽培方法,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
[0059]
本发明提供了一种延长再生稻生育期和提高成熟整齐度的方法。
[0060]
本发明提供了一种再生稻的品种选育与栽培方法,包括如下步骤:
[0061]
(1)筛选具有合适感光性和较强再生能力的水稻品种;
[0062]
(2)使水稻再生季置于持续长光照条件下,阻止或延缓大部分低节位再生苗及全部分蘖的光周期诱导,从而延长再生季生育期;
[0063]
(3)水稻再生季须持续长光照处理不少于20天,优选留低桩,保留倒4节及其以下的低节位再生芽,一般桩高8~15cm;
[0064]
(4)通过肥水管理措施促进低节位再生苗萌发并产生大量分蘖,这些低节位再生苗及其分蘖将成为再生稻经济产量的主要来源。
[0065]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(1)中,所述筛选方法包括从现有品种中筛选和通过遗传改良的方法选育新的品种。
[0066]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(1)中,所述筛选品种,优选为低节位再生型品种。
[0067]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(2)中,长光照条件包括自然光照或人工补光,人工补光优选在连续暗周期中间进行;
[0068]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(2)中,头季稻完成光周期诱导后到头季稻收获期间,优选置于长光条件下,有利于阻止或延缓再生芽特别是低节位再生芽的光周期诱导。
[0069]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(2)中,水稻再生季的持续长光照处理优选从头季稻收获即刻开始。也可从任何时刻开始,若不等再生稻成熟,处理前再生苗数≤三分之一计划最高苗数,仅需加强肥水管理促进分蘖。若再生苗数>三分之一计划最高苗数,优选割掉再生苗,高度 为割掉幼穗生长点,一般留桩5~10cm。若再生稻已成熟,则与头季稻相同。
[0070]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(2)中,优选留低桩,除去上3节、保存倒4节及其以下节位的再生芽萌发能力。或碾压稻桩,仅保存基部低节位再生芽萌发能力;
[0071]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(2)中,再生季置于长光照条件下的时间优选为30~60天。
[0072]
在本发明的一些具体实施方案中,步骤(3)中,到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量70%~90%。水稻再生季宜在长光照处理7~15天施肥,促进低节位再生苗萌发出大量分蘖。头季稻收获前10天左右、头季稻收获后不马上进行长光照处理的时期可根据需要适当施肥,以保证再生芽及稻桩的健康活力。在本发明的一些具体实施方案中,步骤(3)中,头季稻收获留低桩,收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。可减少缺蔸、促进低节位再生苗分蘖。
[0073]
本发明的提出方法建立在2个已知的自然规律之上:
[0074]
(1)水稻为短日照作物,其生育期受到光照长度的影响。水稻品种因受光照长短的影响而改变其生育期的特性,称为感光性。在适宜生长发育的日照长度范围内,短日照可使生育期缩短,长日照可使生育期延长甚至无法抽穗。一般原产低纬度地区的品种感光性强,而原产高纬度地区的品种对日长的反应钝感或无感。南方稻区的晚稻品种感光性强,而早稻品种的感光性钝感或无感,中稻品种的感光特性介于早、晚稻之间。总之,部分水稻的生育期受到光照长度的影响,且具有丰富的感光种质资源,这部分感光资源是本发明的材料基础。
[0075]
感光与长光照为相对概念。水稻品种(或资源)中临界光长在13h~15h的最为丰富。如果某水稻品种(或资源)的感光临界光长为13h,那么13h以上时间的光长对该品种(或资源)来说均为长光照;如果某水稻品种(或资源)的感光临界光长为14h,只有14h以上时间的光长对该品种(或资源)来说才为长光照。
[0076]
所谓长光照只是本领域一种习惯的说法。实际上,要完成光周期诱导需要的是一定长度的连续暗周期。只要连续暗周期短于水稻感光品种生殖生长所需的临界暗周期,就能抑制或延缓其光周期诱导。比如,临界光长为14h的水稻品种,它要完成光周期诱导每天需要10h的连续黑暗期。
[0077]
在一定时间内给予水稻适宜的短光照条件(长连续暗周期)完成成花诱导后,以后即使置于不适宜的光周期条件下,水稻的生殖生长将继续进行而不被逆转,植物学上将这种现象称为光周期诱导。因此,在光周期诱导尚未完成的情况下,只需要在其连续暗周期中间给予短暂光照即可阻止或延缓水稻的光周期诱导,非常经济、环保。只要每个暗周期均短于相应水稻品种光周期诱导所需连续暗周期,就能抑制或延缓生殖生长。即使短暗周期时间相加远大于其所需临界连续暗周期,其光周期诱导仍然被抑制或延缓。
[0078]
品种的感光性不是绝对和特性一致的。比如,有的感光品种在长光照条件下不抽穗甚至难以完成光周期诱导,有的感光品种在长光照条件下也能抽穗,但需要很长的时间。但是,感光品种在长光照条件下能延长生育期是一个普遍的规律,这是本发明建立的理论与材料基础。对于感光品种之间存在的差异性,可以根据其特性探索个性化的应用途径,可能有意想不到的收获。
[0079]
(2)在适合本发明应用的热带和亚热带地区,每年的自然光照长度呈抛物线变化。再生稻对光温条件要求较高,特别是本发明又延长了再生稻的生育期。因此,本发明最适宜应用区域为双季稻区及光温条件更好、水稻可周年种植的生态区。主要包括热带和亚热带地区,但其中一些光温条件差的山区不适宜种植。在热带和亚热带地区,光照长度年度内每天都在发生有规律的变化,年际间基本无变化。比如,同一纬线上各地昼夜长短相同,日出、日落时刻相同。春、秋分日昼夜平分,夏半年昼长夜短,冬半年昼短夜长。同一地点,一年中有两天昼长(夜长)相同、日出(日落)时刻相同,这两天就是与夏至日或冬至日相距天数相等的两个日期。全球昼夜长短变化幅度由赤道(为0)向南北两侧递增(最大为24小时),每年的自然光照长度呈抛物线变化。赤道地区可看作变化幅度极小的特殊 抛物线。以2017年赤道(0纬度,典型热带地区)、中国南宁(北纬22°48′,热带亚热带交界地区)、南半球南纬22°48′、南京(北纬32°02',亚热带北端)、南半球南纬32°02'的实际昼长观测数据作图,可明显看到其光照长度(昼长)年度内呈抛物线变化(图1)。南半球与北半球变化趋势相似。
[0080]
上述两个自然规律是本领域技术人员众所周知的。
[0081]
虽然人们很早就认识到,感光水稻品种在光照长度大于其临界光长时难以完成光周期诱导,生殖生长发育缓慢或完全停止,生育期大幅延长。但迄今为止,利用感光性延长再生稻的生育期尚未见公开报道。这主要存在以下几个方面的问题:一是感光品种生育期长。即使将其作为再生稻品种栽培,头季稻收获后自然界光长一般已经短于其临界光长,难以观察到再生稻生育期延长的现象;二是不同节位再生芽幼穗分化进程不一致,即使在长光照条件下,再生稻仍然表现参差不齐,没有规律性。所以,尽管水稻的种植历史已几千年,本发明未见任何文献报道,也无生产实际应用,可见其不具显而易见性。
[0082]
要想通过长日照条件来延长再生稻的生育期,必须满足以下条件:一是在再生芽尚未完成光周期诱导时就给予长光照条件,但目前来看,有些品种仅给予15天左右短光照完成头季稻的光周期诱导,然后一直置于长光照条件下,仍然有少量高节位再生苗在40天内抽穗,说明部分高节位再生芽的光周期诱导几乎与头季稻同步;二是在头季稻收获后给予长光照,收获时采取相应栽培管理措施,如选用低节位再生型品种、留低桩去除倒3节及其以上再生芽、碾压稻桩等,促进低节位再生芽萌发成苗,抑制高节位再生芽萌发成苗。头季稻收获后早施、重施肥,特别是氮肥,促进低节位再生苗产生大量分蘖,这些分蘖具有新的独立根系。由于再生芽幼穗分化低节位慢于高节位,部分低节位再生芽及其全部分蘖尚未完成光周期诱导,长光条件下其生育期可以大幅延长,直到解除长光条件时再生苗及其全部分蘖才同时启动生殖生长进程,其成熟整齐度大幅提高。这种方法以利用低节位再生苗及其分蘖为主,这些再生苗及其分蘖具有新的根系,生长速度快,如果生育期较充足,肥水管理水平高,具有很强的生产 能力,可达到甚至超过同地区双季晚稻的水平。对于高节位没有独立根系的再生苗来说,生育期延长,其生物量也会增加。但由于高节位再生芽大部分完成了光周期诱导,容易导致再生稻成熟期参差不齐。
[0083]
本发明采用的方法是利用水稻感光性延长再生季生育期和提高成熟整齐度。为了实现上述技术目的,本发明提供一种延长水稻再生季生育期和提高成熟整齐度的方法,其包含的步骤有:(1)筛选具有合适感光性和较强再生能力的水稻品种;(2)使水稻再生季置于持续长光照条件下不少于20天,从而延长再生季生育期;所述再生季置于长光照条件下可以从头季稻收获马上开始也可过一段时间再置于连续长光照条件下。所述长光照是相对概念,光长长于某品种临界光长的光照就是该品种的长光照,长光照条件下该水稻品种光周期诱导难以完成或大幅延迟。(3)通过肥水管理措施促进低节位再生苗萌发出大量分蘖,这些低节位再生苗及其分蘖将成为再生稻经济产量的主要来源。
[0084]
本发明中,品种是一个内涵非常丰富的载体,包括米质、产量、抗性、生育期等。它受到生态条件、耕作制度的制约,也受到社会需求的影响。并且,随着时间的推移,人们对品种的要求也在发生变化。应用本发明时,人们要根据当地实际情况综合考虑头季稻和再生稻两季,以更好地满足市场需求,获得更大的经济效益与社会效益。粮食安全关系到国家安全,为了规范、引导科研人员与生产者,本发明大面积应用于生产之前,水稻科研人员、生产者及政府相关部门,会围绕本发明制定一套独特的区试体系。对本领域的技术人员来说,这是众所周知的。因此,本发明只讨论本发明特有的技术特征。
[0085]
其中,具有合适感光性的水稻品种,可通过常规育种或分子设计或转基因的方法获得,也可通过从现有品种或资源中筛选合适的品种。可以为常规稻,也可以为杂交稻。如截止到2006年,华南地区育成了146个(次)通过审定的感光型杂交稻组合,互作感光型不育系和恢复系的选育取得了重要进展。本发明在选育感光型品种时可借鉴这些几十年积累下来的宝贵常规育种经验。截止到2017年,一批与感光性有关的主效基因已相继被克隆出来,分子机理也在逐渐明晰。一些分子生物学家开始探索水稻部分 主效感光基因对水稻生育期的影响,上述研究成果为通过分子设计选育感光性新品种奠定了良好基础。
[0086]
所筛选品种必须具有较强再生能力,优选为与粳稻、野生稻类似的低节位再生型品种。但野生稻不能直接在生产上应用,籼稻一般不是低节位再生型品种,可用籼稻与粳稻或野生稻杂交选育低节位再生型的籼稻品种。所述较强再生能力是指再生芽具有较强活力,如果再生芽活力低,在留低桩的情况下容易造成大量缺蔸。低节位芽大部分未完成光周期诱导,整齐度好;接近泥土,可以萌发出新的根系,生产潜力大;特别是可快速产生大量具有新根系的有效分蘖,这些低节位再生苗及其分蘖将是本发明所述再生稻产量的主要来源。
[0087]
感光性强弱的确定要根据不同地区的生态条件和生产需要来加以确定。在安全生产的前提下,既要保证再生稻具有较长的生育期夺取高产,也要确保头季稻丰产丰收。
[0088]
本发明提供了一种利用自然光照条件实现本发明的方法。通过选用合适感光性的水稻品种,安排好播种时间,使头季稻在光照短于该品种临界光长时顺利完成光周期诱导,保证头季稻按时成熟,并且头季稻收获后再生季可置于自然长日照条件下,优选为头季稻完成光周期诱导后即置于长光条件下。具体方法包括,如果头季稻生育期过长,可通过如下措施解决:选育短基本营养生长期的品种,或利用温室、低纬度异地提前育秧,或选育苗期耐低温能力强的品种提前播种等。也可综合利用以上几种方法,在保证头季稻安全生产的基础上充分利用生长季节。本方法对水稻品种的临界光长要求苛刻,既要能保证头季稻、再生稻能按时完成光周期诱导、成熟,又要保证再生季有足够的长光照时间。但利用自然光照延长再生稻生育期经济、环保。
[0089]
本发明提供了一种利用人工遮光为头季稻诱导幼穗分化的方法,如果头季稻感光性强难以在预定时间完成光周期诱导,可对其进行遮光处理,处理时间8~30天,每天光照时间9~10小时。处理的时间和光照长度因品种而异,须通过前期试验来确定。一般处理时间越短、光照长度越长对水稻的影响越小,但处理时间过短、光照长度过长可能会导致光周期诱导 失败。
[0090]
本发明提供了一种利用人工光源为水稻再生季创造长日照条件的方法,可以在天快黑时,立即给予光照度为不低于1000Lx的光照,其光照时间与自然光照时间相加大于该种植水稻品种的临界光长。
[0091]
进一步地,本发明提供了一种优选的长光照方法,即在连续暗周期的中间提供不低于30min、光照度不低于1000Lx的光照。由于不同品种对光照的反应具有一定的差异,需根据具体品种探索其最短有效处理时间和最低有效处理光照度,从而节约能源、降低成本及减少对环境的影响。
[0092]
人工遮光和人工光源补光须增加投入,同时可能对环境造成一些不利影响,但可扩大本发明的应用范围,增加自由度。
[0093]
水稻再生季的持续长光照处理优选从头季稻收获即刻开始。也可从头季稻收获后过一段时间开始,若不等再生稻成熟,处理前再生苗数≤三分之一计划最高苗数,仅需加强肥水管理促进分蘖。若再生苗数>三分之一计划最高苗数,优选割掉再生苗,确定留桩高度的原则为去除再生稻幼穗生长点,一般留桩8~15cm。若再生稻已成熟,则与头季稻相同,直接收获留低桩。
[0094]
本发明提供了促进低节位再生芽萌发的方法,选育低节位再生型品种;留低桩,去除倒3节及以上节位、保留倒4节及其以下节位的再生芽,一般留桩高度在8~15cm,品种间略有差异;或碾压稻桩,促进基部再生芽萌发。所有上述措施目的只有一个,就是促进低节位再生芽萌发,生长出新根系,并产生具有新根系的大量分蘖。
[0095]
头季稻完成光周期诱导后,优选尽快置于长光照条件下,以阻止或延缓低节位再生芽完成光周期诱导。
[0096]
确定留桩高度是再生稻的关键技术环节。稻桩再生芽的幼穗分化顺序一般是高节位快于低节位,头季稻收获时高节位再生芽一般完成了光周期诱导,低节位再生芽可能只有少数完成了光周期诱导。在头季稻完成光周期诱导后立即给予长光照条件可能会延缓再生芽的光周期诱导。所述高节位是指倒2节、倒3节,倒1节再生芽一般不萌发。低节位是指倒4节、倒5节及其以下节位。如有的品种有倒6节,有的品种没有。留高桩,优 点是缺蔸情况少、分蘖多,缺点是高节位苗一般完成了光周期诱导,与低节位苗生育期会拉开,高节位苗由于成熟过早,对产量基本没贡献,而且其再生苗和老桩枯秆会对低节位再生芽的萌发及分蘖带来或多或少的影响,有时甚至会造成严重影响。留低桩,优点是大部分再生苗及全部分蘖均未完成光周期诱导,发育进度较一致,成熟整齐度好,不受老桩及高节位再生苗的影响。缺点是有些品种低节位再生芽萌发力弱,容易造成缺蔸。因此,要选择再生能力较强的品种,优选留低桩。
[0097]
本发明提供了再生稻的施肥方法,到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量70%~90%。头季稻收获后,有马上进入长光照处理的,也有过一段时间再进行长光照处理的。施肥原则:长光照处理期相当于头季稻的分蘖期,生长相当旺盛。长光照处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量70%~90%。本发明的其它方面,如头季稻应做好病虫害防治、肥水管理,保证稻桩健康、再生芽活力强;根据茬口、光温条件等合理安排头季稻和再生稻的生育期以获得最佳收益等,不同的地区由于土壤肥力、种植目标、栽培习惯的差异宜采用不同的栽培管理方法等。这些内容对本领域的技术人员而言是显而易见的,不再赘述。
[0098]
本发明的有益效果在于:
[0099]
(1)本发明提供了一种再生稻的品种筛选与栽培方法。同普通再生稻相比,可延长再生稻生育期,大幅度提高单产水平;同时,可提高成熟整齐度、改善米质。总之,同普通再生稻相比,可大幅提高产量和品质。因此,具有很好的经济效益和社会效益。
[0100]
(2)利用本发明,在光温资源较丰富、一年可种植两季水稻的亚热带地区,播一次种,可收获两季,且再生稻产量、品质可与双季晚稻(造)相当,甚至更好。同普通晚稻(造)相比,本发明在生产上应用,可省种、省工、省肥、减少水土流失,具有很好的经济效益和社会效益。
[0101]
(3)利用本发明,在光温资源丰富、一年四季均可种植水稻的热带地区,结合人工光照或遮光处理,播一次种,甚至可多年收获。
[0102]
(4)本发明的广泛应用将改变几千年来的水稻种植模式,有利于降 低水稻生产成本,实现增产、节本、增效。
[0103]
本发明提供的再生稻的品种选育方法和再生稻的栽培方法中所用品种、试剂、肥料均可由市场购得或相关科研单位获取。
[0104]
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
[0105]
本发明适用于热带、亚热带温光条件较好的地区。这些地区可分为三种主要类型:一种为一年四季均可种植水稻,光照长度变化幅度小,全部为热带地区,如赤道及其附近地区;第二种也为一年四季均可种植水稻,但光照长度变化幅度较大,主要为热带地区,如海南等;第三种为冬季不能种植水稻,光照长度变化幅度大,主要为亚热带地区,如广西、湖南等。所以,本发明的具体实施方式以赤道地区、海南三亚和广西南宁举例。
[0106]
实施例1 赤道地区实施本发明
[0107]
赤道地区光温资源丰富,光照长度比较稳定,全年光照长度在12小时6分到12小时7分之间。可筛选或选育临界光长短于12小时6分的品种,如感光性与RH类似的品种,RH临界光长约11小时28分。可通过遮光处理打破光周期诱导,遮光8~30天,每天给予9~10小时的自然光照,待其完成光周期诱导即可转入自然光照。头季稻收获后,利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖,头季稻收获30~60天,根据具体情况选择时机再次遮光处理,使其顺利进入生殖生长阶段。再生稻收获后可重复上述处理,达到一次播种、多年收获的目的;也可选择临界光长长于12小时7分的感光品种,头季稻收获后,补充光照使部分再生苗及其全部分蘖不能完成光周期诱导,补充光照30~60天,根据需要灵活确定处理时间。利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖。如再 生稻收获后可重复上述处理,达到一次播种、多年收获的目的。
[0108]
由于赤道地区光温资源丰富,水稻可周年种植,利用本发明可实现水稻一次播种、多年种植。赤道附近地区与赤道地区光温资源相似,可借鉴赤道地区的方法。以感光性与RH类似的品种在赤道附近地区种植为例,凡是最短光长在RH临界光长以上的地区均可采用与赤道地区类似的方法;同样,在赤道附近地区,也可选用临界光长长于其全年光长的感光品种,通过本发明提供的补光、留低桩等关键技术来实现,可参照赤道地区的方法。赤道附近地区的光照长度有小幅的波动,可选择临界光长在其自然最长光照与最短光照之间的感光品种,可利用自然短光照完成光周期诱导、自然长光照延长阻止或延缓光周期诱导,最为经济、环保,具体可参考广西南宁实施本发明的方法。
[0109]
模拟赤道地区遮光试验
[0110]
由于条件限制,本发明选择在南宁模拟赤道地区试验。具体做法:选择感光性强的水稻资源RH,临界光长约11小时28分,赤道地区全年的自然光长均长于RH的临界光长。南宁从2月18日到10月23日的自然光长均长于RH的临界光长,可以模拟赤道地区利用强感光水稻品种作再生稻种植的试验。RH为来自东南亚的强感光水稻资源,农艺性状较差,本试验仅为验证本发明能延长再生稻的生育期并提高成熟整齐度,不考察产量及其他性状。延长生育期、提高成熟整齐度是实现再生稻高产的基础,本领域技术人员可参照本实施例,选用最新育成的强感光优良品种,借鉴本发明的栽培方法,实现一次种植,多年收获。
[0111]
南宁头季稻2月26日播种,4月3日移栽。5月10日起利用黑白膜作遮光处理,白面向上,黑面向下。每天仅给予9小时自然光照,连续处理30天。中等肥力土壤每亩施25%水稻专用复合肥40千克作底肥,移栽后7天结合施用除草剂,每亩追施尿素7.5千克,5月20日幼穗分化初期每亩施氯化钾7千克。6月12日始穗,7月15日收获。留低桩(12cm左右),收获后前10天,保持泥土湿润但不见水层,阴雨天气做好排水工作。第11天,灌浅水,每亩施25%水稻专用复合肥30千克、尿素7.5千克。后期干湿相间促分蘖,8月15日每亩总苗数达到20万苗时及时落水 晒田控苗。8月25日利用黑白膜作遮光处理,白面向上,黑面向下。每天仅给予9小时自然光照,连续处理30天。9月5日幼穗分化初期每亩施氯化钾5千克。10月3日始穗,11月20日收获。再生季全生育期127天。除极少数早穗外(<5%),抽穗较整齐,成熟度比较一致。
[0112]
表1 遮光处理RH头季稻和再生季的生育期
[0113]
[表0001]
类型 收(播)始历期/天 全生育期/天 早穗率/%
头季稻 107 137 ——
再生季 80 127 2.1%

[0114]
本试验再生季的全生育期达到127天,远超常规再生稻的60~80天。实际上,通过遮光处理应用本发明可以根据需要自由调节再生季的生育期。在赤道及其附近适宜的热带地区,收获再生稻后可继续采用再生稻的栽培管理方法,实现一次播种、多年收获。
[0115]
本实施例不仅模拟了热带地区的遮光周年种植,对南宁当地及类似地区也有指导意义。地球升温和降温均需要时间,如以光照长度最长6月21日为中点,前期适合水稻生长的时间短(2月底到6月21日),后期适合水稻生长的时间长(6月21日到11月20日)。为充分利用光温条件,可选用临界光长更短(但长于RH的临界光长,再生季不需遮光)的强感光品种。比如可选临界光长与8月20日左右自然光照长度相当的品种。根据光照长度变化规律,4月20日到8月20日的自然光照长度均长于该品种的临界光长。如果2月底播种,一般的品种在4月20日以前难以完成光周期诱导。因此,可采用本实施例的遮光处理,7月中下旬收获。到8月20日以后,自然光长小于临界光长,再生稻能顺利完成光周期诱导,不再需要人工遮光。再生稻9月底齐穗,11月中旬收获,可以很好地利用全年的光温资源。此处只讨论了实施本发明的方式、方法,在实际应用中要根据品种特性、耕作制度、社会需求等进行调整。毫无疑问,对本领域技术人员来说这些都是显而易见的。
[0116]
模拟赤道地区补光试验
[0117]
由于条件限制,在南宁模拟赤道地区自然光照长度短于感光品种临界光长的情况。
[0118]
试验品种:陵两优472。处理1:每天天快黑时马上补充1小时光照,禾蔸处光照度1000Lx,处理时间30天(8月1日-8月30日);处理2:每天23:30-24:00补充30分钟光照,禾蔸处光照度1000Lx,处理时间30天(8月1日-8月30日);处理3:不补充光照。本实施例仅为验证补光延长生育期及提升成熟整齐度的作用,不测产。
[0119]
2月26日播种,4月3日移栽。田间肥水管理同实施例1。8月1日收获。留低桩(12cm左右)。补光再生稻9月28日左右始穗,期间仅有极少量(<5%)再生苗早穗,成熟整齐度好。不补光再生稻(常规再生稻)8月28日始穗,成熟整齐度较差。
[0120]
表2 陵两优472不同光处理生育期和整齐度
[0121]
[表0002]
类型 收(播)始历期/天 全生育期/天 早穗率/%
补光处理1 59B 102B 2.5
补光处理2 60B 103B 2.7
不补光 28A 71A 成熟整齐度差

[0122]
注:同列不同字母表示差异达极显著水平(P<0.01)。
[0123]
本实施例说明,补光同长光照一样具有打破光周期诱导的作用。处理1的补光时间长于处理2,是因为在处理的30天内自然光长缩短了30分钟以上,为保险起见,延长了补光时间。从本实施例也可看出,处理2打破暗周期的方法更有效率。而且,可以根据品种间的差异,探索更短的补光时间。
[0124]
水稻品种选育,涉及生育期、米质、产量、抗性等;播期安排,涉及气候、茬口等。每个地方、每个民族、每个国家的口味、习惯等均存在差异。因此,水稻生产相当复杂。这些内容对当地本领域的技术人员而言是显而易见的,不再赘述。本实施例及后面实施例均只重点阐述本发明独有的关键技术。
[0125]
实施例2 海南三亚实施本发明
[0126]
三亚地处低纬度,属热带海洋性季风气候区,光温资源丰富。年平均气温25.7℃,气温最低月为1月,平均21.4℃,素有“天然温室”之 称。每年6月21日光照长度最长,为13小时13分;每年12月22日光照长度最短,为11小时2分。全年日照时间2534小时。水稻可周年种植。
[0127]
三亚地区温光条件好,播种时间比较自由。理论上,在不考虑其它因素的情况下,三亚有20天以上时间长于某感光品种的临界光长,即临界光长短于13小时10分(6月11日到7月1日),该品种即可应用本发明。长光照处理20天只是应用本发明的最低限,优选处理30~60天。但是,再生稻的生育期不是越长越好。生育期过长一方面占用土地、肥水病虫管理时间长导致经济效益下降,另一方面影响头季稻和其它作物的茬口安排。在排除某些特殊情况下,一般给予再生季2个月以内的长光处理经济效益比较好。加上头季稻的后期孕穗和灌浆可以置于长光条件下,一般也在2个月左右,合计超过感光品种临界光长的时间最好不好超过4个月。临界光长要长于12小时39分(4月21日到8月21日)。因此,如利用自然光照条件,在三亚地区要选用临界光长在12小时39分到13小时10分之间的感光品种。
[0128]
假设已筛选出临界光长在12小时47分左右的品种,三亚地区在5月1日到8月11日的光照长度大于此品种的临界光长。可通过合理的播期安排,使该品种在4月20日前完成光周期诱导,6月20日左右头季稻收获。头季稻收获后,利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖。8月11日后,转入幼穗分化阶段,9月初始穗,10月中上旬收获。如需要进一步延长再生稻的生育期,可提早播种、或选育生育期短的相似感光品种,使头季稻提早至6月10日左右收获。再生稻收获后,由于自然光长短于品种临界光长,可来年重新播种,也可参考赤道地区,如补充光照使再生苗的分蘖不能幼穗分化,补充光照不少于20天,根据需要灵活确定处理时间。利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育 期总施肥量的70%~90%。再生稻收获后可重复上述处理,有自然长光就利用自然长光,无自然长光则人工补光,达到一次播种、多年收获的目的。
[0129]
应用本发明的再生稻试验
[0130]
以感光性强的水稻资源RH为试验材料,临界光长约11小时28分,三亚从2月10日到11月1日自然光长均长于RH的临界光长。2017年12月5日播种,12月25日移栽,2月初完成光周期诱导,3月3日起始穗,4月10日成熟。留低桩,收获后一个星期内保持泥土湿润但不见水层,阴雨天气做好排水工作。施肥及田间管理依照当地种植习惯。由于4月11日到11月1日的自然光照对RH来说均是长光照,时间实在太长。长光照处理2个月后的6月12日进行遮光处理,每天仅给予9小时自然光照,连续处理30天,具体技术细节可参见实施例1。7月18日始穗,第一季再生稻8月20日成熟并收获。再生季收获后,继续应用本发明的关键技术,12月2日始穗。2018年1月8日第二季成熟并收获,留高桩。1月8日到2月9日对RH来说自然光照为短光照,2月10日重新进入RH的自然长光照条件。此时,再生稻已产生足够的再生苗,并已基本完成光周期诱导,收获一季常规再生稻。2月20日第三季常规再生稻始穗,3月26日成熟并收获。留低桩,应用本发明关键技术,8月18日田间观察尚未孕穗,试验终止。
[0131]
表3 RH头季稻和再生季的生育期
[0132]
[表0003]
类型 收(播)始历期/天 全生育期/天 早穗率/%
头季稻 88 125 整齐
应用本发明的第一季再生稻 100 133 2.7
应用本发明的第二季再生稻 104 140 1.9
第三季常规再生稻 43 77 不整齐
应用本发明的第四季再生稻 143天尚未始穗 3.1

[0133]
本地区由于水稻可周年种植,加之光照长度有一定的变化幅度,应用本发明的方式多种多样,这一点从实施例中也可看出。可利用自然光,种一季收两季;也可参考赤道地区,通过遮光、补光等措施,种一季多年收获。这些内容对当地本领域的技术人员而言是显而易见的,不再赘述。
[0134]
实施例3 广西南宁实施本发明
[0135]
南宁位于北回归线南侧,属湿润的亚热带季风气候。年平均气温在21.6度左右,极端最高气温40.4度,极端最低气温-2.4度,光温资源较为丰富。南宁同赤道、三亚等热带地区的显著区别是水稻不能周年种植。
[0136]
南宁早造一般2月底播种、7月初收获,而一年中最长光照在6月21日出现。由于早期光温条件的限制,头季稻一般安排在6月底7月初收获比较合适,过早容易导致头季稻生育期不足、产量低。再生稻采用本发明技术长光照处理不少于20天,按6月30日收头季稻计算,20天后(7月20日)自然光长为13小时20分,所以选用感光品种的临界光长要短于13小时20分;考虑到2月初可使用人工温室或到低纬度地区(如海南)提前育秧,2月底3月初插秧,前期温度低,4月20日前能完成光周期诱导算是比较早的了。所以选用的感光品种临界光长必须长于12小时47分(4月20日自然光长)。因此,利用自然光照实现本发明,在南宁地区选用的感光品种临界光长以12小时47分到13小时20分为宜。同时,要保证头季稻在6月底7月初能安全收获。
[0137]
可筛选或选育临界光长在13小时10分左右的品种,南宁地区在5月12日到7月31日的光照长度大于此品种的临界光长。可通过合理的播期安排,使该品种在5月12日前完成幼穗分化,6月30日前收获头季稻。头季稻收获后,利用本发明提供的关键技术,如留低桩,头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。到长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量的70%~90%,早施、重施肥促进再生苗产生大量分蘖。8月1日后,转入幼穗分化阶段,9月初始穗,10月中上旬收获。如需要进一步延长再生稻的生育期,可通过提早播种、或选育生育期短的相似感光品种来实现。但由于受到温光条件限制,调整的幅度比较小。
[0138]
南宁、长沙等亚热带地区光温资源较丰富,但水稻不能周年种植。可利用自然光,种一季收两季;也可参考赤道地区,通过遮光、补光等措施,选用具有合适临界光长的感光品种。如选用强感光品种,通过遮光处理打破头季稻的光周期诱导,再生稻将可以充分利用下半年的光温资源;如果 再生稻处于短于其临界光长的自然光照条件下,也可以通过补光来延长其生育期。借助人工遮光和补光措施,将使本发明的实施更加灵活多样。这些内容对当地本领域的技术人员而言是显而易见的,不再赘述。
[0139]
南宁试验
[0140]
试验材料:感光品种陵两优472,国审稻2010001,在华南作双季晚稻。以下试验均以陵两优472为试验材料。
[0141]
应用本发明试验方案,3次重复,取平均值。
[0142]
头季稻
[0143]
播种期:2月1日。地点:海南万宁。移栽期:2月26日。
[0144]
始穗期:5月20日。黄熟期:6月26日。全生育期:146天。
[0145]
再生季(低桩)
[0146]
始穗期:8月28日。黄熟期:10月12日。全生育期:108天。
[0147]
常规再生稻试验方案(CK),3次重复,取平均值。
[0148]
本试验再生季在8月1日之后,自然光长短于陵两优472的临界光长。因此,为常规再生稻试验。
[0149]
头季稻
[0150]
播种期:2月26日。地点:广西南宁。移栽期:4月5日。
[0151]
始穗期:6月12日。黄熟期:7月31日。全生育期:154天。
[0152]
再生季(高桩)
[0153]
始穗期:8月28日。黄熟期:10月10日。全生育期:71天。
[0154]
双季晚稻试验方案(CK),3次重复,取平均值。
[0155]
播种期:7月16日。地点:广西南宁。移栽期:8月8日。
[0156]
始穗期:10月2日。黄熟期:11月7日。全生育期:114天。
[0157]
常规再生稻和双季晚稻的栽培技术本领域技术人员均了解,也可参考相关资料。以下详细说明应用本发明的再生稻栽培过程:
[0158]
陵两优472临界光长在13小时10分左右,南宁在5月11日到7月31日这段时间的光长均大于陵两优472的临界光长。在仅利用自然光照、不遮光的前提下,陵两优472的头季稻必须在5月11日前完成光周期诱导。为了再生季能在长光照条件下处理30天以上,头季稻需要在6月30 日之前收获。
[0159]
2018年,2月1日在海南万宁育秧,2月26日移栽至南宁试验田。每平方米栽30穴,每穴栽插2粒谷秧。施足底肥、早施追肥、后期严控氮素。中等肥力土壤每亩施25%水稻专用复合肥40千克作底肥,移栽后7天结合施用除草剂,每亩追施尿素7.5千克,幼穗分化初期每亩施氯化钾7千克。分蘖期干湿相间促分蘖,每亩总苗数达到25万苗时及时落水晒田,孕穗期以湿为主,抽穗期保持浅水层,灌浆期以润为主,切忌落水过早。注意及时防治稻瘟病、白叶枯病、二化螟、稻纵卷叶螟、纹枯病和稻飞虱等病虫害,90%的谷粒成熟时收获,保持再生稻桩健康、再生芽活力强。应用本发明的再生稻留低桩,常规再生稻留高桩。收获后10天内,保持泥土湿润但不见水层。第11天,灌浅水,每亩施25%水稻专用复合肥30千克、尿素7.5千克。后期干湿相间促分蘖,每亩总苗数达到25万苗时及时落水晒田控苗。8月初,幼穗分化初期每亩施氯化钾5千克。应用本发明关键技术的再生稻全生育期在108天左右(见表4),成熟整齐度好,产量最高,同常规再生稻相比产量大幅增加,并超过陵两优472的双季晚稻产量水平。
[0160]
表4 陵两优472再生季的生育期及产量
[0161]
[0162]
注:同列不同字母表示差异达极显著水平(P<0.01)。
[0163]
水稻的产量来自于光合作用,常规再生稻直接进入营养生长与生殖生长并行的阶段,全生育期仅60~80天,其光合作用积累的产物毕竟有限。
[0164]
实施例中,应用本发明的再生稻产量高于双季晚稻,而双季晚稻的生育期长于再生稻生育期,两者似乎矛盾。其实不然,再生稻稻桩贮藏有一定养分,一般可在3~8天内直接萌发3~5个壮实的再生芽。而双季晚稻从播种到栽插至大田拥有3~5个基本苗需要20~30天,栽插后缓苗需要 5~7天。因此,再生稻可比双季晚稻节约20~30天。本实施例中,陵两优472再生季约108天,相当于128~138天的双季晚稻,超过了陵两优472作双季晚稻114天的全生育期,具有充足的营养生长期。在肥水光温等条件适宜的情况下,具有很高的产量潜力。
[0165]
以上对本发明所提供的再生稻的品种选育方法及其栽培方法进行了详细介绍。本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种再生稻的品种选育的方法,其特征在于,选用感光品种,将其再生季置于长光照条件下;所述感光品种是指长光照可以延缓或阻止其光周期诱导从而延长生育期的品种;所述长光照为长于所述感光品种的临界光长的光照。
[权利要求 2]
一种再生稻栽培的方法,其特征在于,选用感光品种,将其再生季置于长光照条件下;所述感光品种是指长光照可以延缓或阻止其光周期诱导从而延长生育期的品种;所述长光照为长于所述感光品种的临界光长的光照。
[权利要求 3]
如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,选用感光品种,将其头季稻完成光周期诱导后即刻置于持续长光照条件下。
[权利要求 4]
如权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,还包括通过品种选择和/或栽培的措施促进低节位芽的萌发和分蘖;所述低节位芽是指倒4节及其以下节位的再生芽。
[权利要求 5]
如权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,再生季所述长光照处理持续的时间不少于20d。
[权利要求 6]
如权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,所述长光照条件通过自然光照或人工补光的方式提供,所述人工补光可与自然光无缝衔接,或所述人工补光中断连续暗周期;所述长光照的长度和/或强度能够阻止或延缓水稻再生苗及其分蘖的光周期诱导。
[权利要求 7]
如权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,所述感光品种为低节位再生型品种,栽培措施为留低桩;所述低节位再生型品种是指在留高桩的情况下低节位萌发芽占所有节位萌发芽30%以上的品种,所述留低桩是指仅保留低节位芽,留桩高度为8~15cm。
[权利要求 8]
如权利要求1至7任一项所述的方法,其特征在于,所述长光照条件处理完成时,再生季已施肥量累计占再生季全生育期总施肥量70%~90%。
[权利要求 9]
如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述留低桩水分管理具 体为:头季稻收获后7天内在泥土含水量大于60%的前提下保持无水层,或水深不超过3cm的薄水层。
[权利要求 10]
如权利要求1至9任一项所述的方法获得的再生稻。

附图

[ 图 1]