日本農研機構宣佈，透過改變頭季水稻的收割時間和收割高度，「水稻一種雙收」在試驗田實施了約1.5t/10a（1a＝10m×10m）的超高產量。預計今後全球的糧食供需形勢趨緊，該成果有助於實施稻米的穩定供應及加工用米（製造清酒、年糕、味噌、醬油等的原料）和商用米（餐飲行業等使用的稻米）的低成本生產。
研究概要
與日本國内其他地區相比，九州地區春季和秋季的大氣溫度較高，適合水稻成長的季節比較長，也就是說，具備早插秧晚收割的特徵。另外，受地球變暖的影響，近年來春季和秋季的大氣溫度也逐漸升高，預計今後適合水稻成長的季節會進一步延長。
日本國内種植的水稻具有多年生的特點，因此收割後稻樁上會重新發芽。栽培再生芽收割二季稻的一種雙收與只收割頭季稻的普通種植方式相比，能多增加一季的收成，但需要足夠高的大氣溫度支撐二季水稻的成熟。
對此，農研機構利用九州地區水稻生長季較長的地理優勢實施了「一種雙收」的試驗，並利用近年來針對研究用途開發的高產品種，調查了透過改變頭季水稻的收割時間和收割高度，4月插秧8月收割的頭季水稻與11月收割的二季水稻合計能獲得的產量。
對試驗田進行調查發現，透過在頭季水稻完全成熟時從距離地面較高的位置收割，頭季水稻與二季水稻合計（兩年的平均值）可以獲得1.41t/10a的糙米產量（精米產量爲1.36t/10a）。另外，在天氣條件比較好的年份，糙米產量可達到1.47t/10a（精米產量爲1.44t/10a），約爲當地平均產量的3倍。
此次研究實施於生長季大氣溫度相對較高的2017年和2018年，在農研機構九州沖繩農業研究中心位於福岡縣筑後市的試驗田裏實施，採用的是針對研究用途開發的高產品種。兩年都是3月中旬在苗箱裏播種育苗，4月中旬在試驗田插秧，頭季水稻於8月中旬（早收割，出穗後累積溫度爲900℃）或下旬（晚收割，出穗後的累積溫度爲1200℃，高產品種的標準收割時間）在離地50cm（高茬收割）或20cm（低茬收割）的高度收割，二季水稻於11月中上旬收割（圖1）。
圖1：頭季水稻晚收割試驗區收割後的稻樁（a和c）及成熟中期的二季水稻（b和d）
（a及c） 照片内左側試驗區爲頭季水稻高茬收割後的稻樁。右側試驗區爲頭季水稻低茬收割後的稻樁。
（b及d） 照片内左側試驗區是在頭季水稻高茬收割後的稻樁上再生的二季水稻成熟中期的情況。右側試驗區是在頭季水稻低茬收割後的稻樁上再生的二季水稻成熟中期的情況。
另外，頭季水稻7月中旬出穗，二季水稻如果頭季水稻收割早，9月中上旬就能出穗，頭季水稻收割晚，則在9月中下旬出穗（圖2）。爲使稻株始終保持高含氮量，每1～2周追肥一次。
圖2：頭季水稻與二季水稻的糙米總產量（a）和精米總產量（b），以及稻樁的非結構性碳水化合物量（c）和葉面積指數（d）（2017年和2018年的平均值）
（a）頭季水稻與二季水稻的糙米總產量。從收割時間來看，晚收割水稻的糙米總產量高於早收割水稻。從收割高度來看，高茬收割的總產量高於低茬收割。
（b）頭季水稻與二季水稻的精米總產量。從收割時間來看，晚收割水稻的精米總產量高於早收割水稻。從收割高度來看，高茬收割的總產量高於低茬收割。
（c）頭季水稻的稻樁上殘留的非結構性碳水化合物。從收割時間來看，晚收割水稻的非結構性碳水化合物高於早收割水稻。從收割高度來看，高茬收割的非結構性碳水化合物高於低茬收割。
（d）頭季水稻的稻樁上殘留的葉面積指數。從收割時間來看，晚收割水稻的葉面積指數比早收割水稻大幅減量。從收割高度來看，高茬收割的葉面積指數遠高於低茬收割。
頭季水稻晚收割的話，頭季水稻的稻米成熟度優於早收割，精米增產180kg/10a（圖3）。另外，這種情況下的二季水稻比早收割時出穗晚，隨着大氣溫度降低，成熟度會變差，但由於稻樁上殘留大量有助於成長的非結構性碳水化合物（圖2c），穀粒不會減量，產量僅減量30kg/10a（高茬收割與低茬收割的平均值）。因此，頭季水稻與二季水稻的總產量增加150kg/10a（高茬收割與低茬收割的平均值，圖2b）。
圖3：頭季水稻的收割時間對頭季水稻產量的影響概念圖
頭季水稻晚收割的話，成熟度優於早收割，產量增加。
頭季水稻高茬收割的話，與低茬收割相比，由於稻樁上殘留大量非結構性碳水化合物和綠葉（葉面積指數，圖2c、d），二季水稻的穀粒會增加，而且成熟度也會變好，精米產量增加190kg/10a（早收割與晚收割的平均值，圖2b、圖4）。
圖4：頭季水稻的收割高度對二季水稻產量的影響概念圖
頭季水稻低茬收割的話，由於稻樁上殘留的非結構性碳水化合物（NSC）和綠葉（葉面積指數，LAI）較少，二季水稻的穀粒會減量，而頭季水稻高茬收割的話，稻樁上殘留的非結構性碳水化合物和綠葉較多，穀粒增加，產量也隨之增加。
以上結果表明，透過在頭季水稻完全成熟時在離地較高的位置收割，頭季水稻與二季水稻的總產量會增加（圖3、圖4）。另外，在整個生長季大氣溫度都比較高，日照量也比較多的2018年，糙米產量達到1.47t/10a（精米產量爲1.44t/10a），約爲當地稻米平均產量（福岡縣的精米產量爲0.50t/10a）的3倍。
論文資訊
題目：Breaking rice yield barrier with the ratooning method under changing climatic conditions: A paradigm shift in rice cropping systems in southwestern Japan.
期刊：Agronomy Journal,
DOI：10.1002/agj2.20309.
文：JST客觀日本編輯部
