《Crop and Environment》：Coordinating nitrogen application and stubble height improves yield and quality in a forage-grain ratoon rice system
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本研究针对如何优化饲草-再生稻系统中饲草品质与再生季产量协同提升的关键问题，通过两年田间试验探究了氮肥施用量（135、270、405 kg ha-1）和主季收获留茬高度（0、15、25、35、45 cm）的调控效应。结果表明，高留茬高度（35-45 cm）显著降低中性/酸性洗涤纤维（NDF/ADF），提高粗蛋白（CP）和淀粉含量，改善饲用品质；结合270-405 kg ha-1氮肥可增强再生季分蘖数、叶面积指数（LAI）和冠层光截获，促进花后干物质积累（PDMA）及光热资源利用效率（RUE/TUE），使再生稻产量提升43%-60%。该研究为双季稻区粮饲兼用型生产体系的资源高效管理提供了理论依据。
随着全球经济发展和居民生活水平提高，动物蛋白及乳制品消费需求持续增长，推动了畜牧业的快速发展，也对优质饲草供应提出了更高要求。在中国东部和南部地区，草食畜牧业发展迅速，但本地饲草生产难以满足需求，依赖进口饲料不仅成本高昂，也制约了养殖效益的提升。水稻作为全球半数人口的主粮，其秸秆生物量大、分布广泛，在畜牧生产中具有巨大潜力。已有研究表明，用全株水稻青贮替代部分全株玉米青贮可降低饲养成本并增强动物免疫力。然而，若将单季稻区改为全株青贮水稻种植，可能对粮食安全产生威胁。为解决这一矛盾，科研人员探索出"饲草-再生稻"系统，即主季收获全株水稻作青贮饲料，再生季收获稻谷。这一模式在传统再生稻种植的非优势区已有应用，但如何通过农艺管理协同提升主季饲草品质和再生季产量，仍是该体系可持续发展的关键挑战。
针对上述问题，河南农业大学水稻分子育种与高效生产河南省重点实验室团队在《Crop and Environment》发表了题为"Coordinating nitrogen application and stubble height improves yield and quality in a forage-grain ratoon rice system"的研究论文。该研究通过两年田间试验，系统解析了氮肥管理和留茬高度对饲草-再生稻系统生产性能的调控机制，为优化粮饲兼用型水稻栽培模式提供了重要理论依据。
本研究主要采用田间试验与生理生态分析相结合的方法。试验在河南信阳进行，采用裂区设计，以品种为主区，氮肥水平为副区，留茬高度为副副区。主季设置3个氮水平（135、270、405 kg ha-1）和5个留茬高度（0、15、25、35、45 cm），再生季统一施用180 kg ha-1氮肥。通过测定饲草品质指标（中性洗涤纤维NDF、酸性洗涤纤维ADF、粗蛋白CP、淀粉含量）、再生季农艺性状（分蘖数、叶面积指数LAI、干物质积累）、产量构成及光热资源利用效率等参数，结合冗余分析（RDA）解析关键影响因素。
3.1 气象条件
2022年再生稻生长季的气象条件优于2021年，日均温提高1.3°C，太阳辐射增加2.2 MJ m-2d-1，降水减少460 mm，更有利于再生季生长发育。
3.2 鲜食水稻饲草产量和饲用品质
留茬高度与氮肥互作显著影响饲草产量和品质。随留茬高度增加，鲜草产量下降36.6%-57.2%，但高留茬（35-45 cm）处理显著改善品质：NDF降低7.2%-14.1%，ADF降低12.7%-20.4%，CP提高8.9%-15.7%。氮肥增加进一步强化了这一趋势，N3处理下CP含量最高。
3.3 不同节位再生稻产量及产量构成
留茬高度和氮肥对再生稻产量存在显著互作效应。高留茬（35-45 cm）使产量提高38.9%-70.0%，主要得益于D3节位（从上往下第3节）分蘖贡献的增加。氮肥效应因留茬高度而异：低留茬下N2处理即可优化产量构成，而高留茬需N3处理才能充分发挥增产潜力。
3.4 再生稻生长特性
高留茬处理显著提升分蘖数（40.6%-115.3%）、叶面积指数（24.4%-117.1%）和冠层光截获率（LIR）。氮肥增加进一步改善这些指标，N3处理在45 cm留茬高度下表现最佳。
3.5 抽穗后气候条件及资源利用效率
高留茬缩短再生季生育期12-18天，但日均温和太阳辐射分别提高1.93°C和0.49 MJ m-2。尽管有效积温（EAT）和累积太阳辐射（ASR）减少，花后干物质积累（PDMA）和作物生长速率（CGR）显著提高，热能利用效率（TUE）和辐射利用效率（RUE）分别提升48.1%和65.9%。
3.6 气候因子与再生稻产量的冗余分析
冗余分析表明，太阳辐射（SR）和抽穗期干重（DW-H）是影响产量的关键因子，分别解释12.9%和9.72%的变异。分蘖数、TUE、成熟期干重（DW-M）和日均温也是重要影响因素。
研究结论与讨论部分强调，留茬高度通过调节残茬碳水化合物储备和光合组织保留量影响腋芽萌发，而氮肥管理则调控营养分配格局。高留茬（35-45 cm）保留更多活性组织和非结构性碳水化合物，促进上位节位（特别是D3节）分蘖发生，配合270-405 kg ha-1氮肥可优化冠层结构，提高光能截获能力，进而增强花后物质生产与资源利用效率。该研究首次系统阐明了氮肥-留茬高度互作对饲草-再生稻系统双季生产的协同调控机制，为构建资源高效型粮饲兼用栽培技术体系提供了理论支撑。未来研究需结合水分管理、种植密度等综合农艺措施，进一步优化系统生产力与可持续性。
