观赏性水稻的研究及应用范文
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《分子植物育种杂志》2016年第三期
摘要
随着乡村旅游和农业旅游的迅速发展，观赏植物产业成长为21世纪的“朝阳产业”。水稻因其形态的多样性而具有一定的观赏价值，培育和发展观赏性水稻对开发水稻的附加值、发展现代农业旅游、促进农村经济发展具有重要的意义。本综述介绍了水稻作为观赏性植物的优势、观赏水稻的资源类型及其观光应用价值等，这为观赏性水稻品种的培育及其推广应用提供参考。
关键词
观赏水稻,资源类型,农业旅游,应用价值
中国观赏植物资源丰富，被誉为“世界园林之母”。观赏植物产业是农村经济新的增长点，被誉为21世纪的“朝阳产业”(戴思兰等,2013)。随着经济结构的转型发展和人们生活方式的转变，色彩鲜艳、花型奇特、形态多样的观赏植物越来越多的走进人们的生活。作为人们回归自然的一种主要生态旅游形式的乡村旅游和农业旅游应运而生和迅速发展(王艳平等,2008,现代农业科技,(10):102,105)。培育观赏利用价值高、抗逆广适、生态效益好的观赏植物新品种是乡村旅游发展的必然要求。水稻是重要的粮食作物，水稻种质资源中具有多种叶色、多色稻穗、特殊形态的水稻品种，以盆栽、花艺等形式溶入日常生活，具有一定的观赏价值(黄萌等,2013,农业科技通讯,(6):52-54)。在观赏稻的研究上，日本是开展观赏水稻育种较早的国家，九州冲绳农业研究中心已成功开发出了粉红色稻穗的观赏性水稻，可用于装饰观光用的稻田，也可用于制成干花(蔡光泽,2005)。日本农业食品产业技术综合研究机构东北研究中心也开发出两种用于鲜切花和制作干花的彩色水稻新品种，已有商店将观赏水稻以盆栽或花艺形式来装饰店面(肖玲,2008,湖南农业,(12):27)。近年来国内也开始了这方面工作，上海市农科院和上海创博公司在上海市浦江镇的农田里用观赏水稻精心构思农田世博“贺礼”，以绿色水稻作背景色，再以紫色水稻填笔画，辅以黄色水稻勾轮廓，应用三色水稻品种配合在稻田里书写一个硕大的“世”字形世博会标。湖南省张家界黄龙洞景区也成功栽植了紫叶稻、黄叶稻等多种特色观光水稻，增加了田园牧歌景点的观赏性、科技性和生态性。本综述重点介绍了水稻作为观赏作物的优势、观赏稻的资源类型及观赏稻的应用价值等，以期为观赏稻的研究及应用提供有益的参考。
1作为观赏植物的优势
1.1适应性广、换景快水稻生长的适应性很广(史正军和樊小林,2002)。水稻生长的主要区域分布在中国南方、日本、朝鲜半岛、东南亚、南亚、欧洲南部地中海沿岸、美国东南部、中美洲、大洋洲和非洲部分地区，最北限达到中国的黑龙江省呼玛。除了南极洲之外，几乎大部分地方都有稻米生长。水稻品种的生长周期从100~240d之间的都有，中国南方、北方有水源的地方皆可种植。水稻作为观赏性植物，具有周期换景快的优势。水稻生长周期包括苗期、抽穗扬花期和成熟期等形态差异显著的时期，各具不同的风景。观赏性水稻在不同生长期其形态动态性变化尤为明显，有一种紫叶稻苗期叶片深紫色，抽穗后叶片颜色转变为绿叶带紫色。穗的颜色在苗期无法显现，抽穗后才能陆续显现出黄穗、红穗或紫芒色等。
1.2农业文化、教育价值水稻是最重要的粮食作物，观赏水稻将农业与劳动理念教育融入城市园林绿化(魏云华等,2007,福建稻麦科技,25(2):44-46)。随着城市化进程的推进，越来越多的人走进城市，远离水稻等的农业生产劳动。特别在年轻群体中，生活上铺张浪费严重，对水稻等粮食作物缺乏基本的认识和理解，更不知道“粒粒皆辛苦”的农业劳动。在年轻群体的认识里，农民是不受重视和尊敬的群体，农业是不被重视的产业。观赏水稻等的发展与产业化应用将农业劳动教育融入城市绿化，教育我们的年青一代，勤俭节约的传统不能丢，艰苦奋斗的作风不能忘，幸福不能忘本。
1.3经济性、节约性水稻作为绿化观赏性植物还具有经济性、节约性等特点。与其它栽培植物相比，水稻栽培成本低、简便易行、成活率高。只要有水源的地方，水稻栽之即活，是最经济的绿化元素。早在2006年，北京市园林局即制定《关于开展节约型园林绿化工作的意见》，明确提出“园林绿化部门要积极探索利用野生植被营造生态型的具有浓郁郊野气息的绿化景观”的城市园林绿化方向。水稻作为水田栽培作物，有着浓郁的乡村气息和地方本土特色，因地制宜利用水稻绿化城市园林，让经济节约型园林绿化发挥更好的生态效益。
1.4功能多样性水稻既是最重要的粮食作物，也是功能多样性的食品加工原料。米饭是中国、日本、韩国等东亚地区最主要的粮食，其料理方法五花八门，分炒饭、手抓饭、盖浇饭、寿司、煲仔饭等10几种做法。稻米磨成粉可加工制作成米粉、米线、河粉等。稻米作为原料还可加工成锅巴、爆米花、米花糖、汤圆、粽子、年糕、酒酿等。米糠可以用来榨油、腌菜、提取糠醛，米糠蛋白及米糠营养素；稻草可作为饲料，编制草席、草帽及造纸原料。水稻被列为模式作物，有着很丰富和深入的基因组研究基础(柴小清等,2004)。稻田可防洪除涝，回灌地下水、净化水质等多种生态功能(冯忠民等,2005,中国稻米,(2):5-6)。
2观赏稻的类型
观赏稻按其观赏性状的形态特征，可以分为三种类型：叶色变异型、穗色变异型及形态变异型。
2.1叶色变异型观赏稻叶色变异型观赏稻是我们比较常见的观赏稻类型。主要有紫叶稻、黄叶稻、白色条纹叶稻等类型。紫叶稻是最常见的叶色变异观赏稻类型，一般用于园林景观的配色植物，具有较高的园林观赏价值。从遗传上分析，有显性紫稻和隐性紫稻两种类型(余显权等,2003)。黄稻是一种少见的突变类型，是因叶绿体的突变导致叶片呈现鲜艳的黄色，也具有较好的观赏价值(蔡光泽,2005)。白色条纹叶稻是由叶绿体的突变而形成的另一种叶色突变类型，叶片呈纵向白色条纹,在幼苗期叶片颜色和正常绿色水稻一样,而到分蘖期前后由绿色转变为纵向白色条纹与绿色条纹相间的颜色,从抽穗期开始叶色又恢复为普通水稻颜色(朱平川等,2015)。
2.2穗色变异型观赏稻穗色变异型观赏稻也是较常见的观赏稻类型。该类型主要有紫色穗观赏稻、红色穗观赏稻、棕色穗观赏稻等(方浩俊和周锡跃,2015)。紫色穗观赏稻是较常见的一种类型，一般黑米的穗色便属于这种类型，灌浆后穗色开始转变，成熟期后穗色接近黑色。红色穗观赏稻分为深红色穗观赏稻和浅红色穗观赏稻，深红色穗观赏稻颜色较为鲜艳，观赏价值极好。浅红色穗主要为红米品种，前期穗色为绿色，接近成熟期穗色逐渐转变为红色。棕色穗也是抽穗后逐渐转变为棕色，随着灌浆成熟，棕色也逐渐加重，具有一定的观赏价值。
2.3形态变异型观赏稻除了叶色、穗色变异外，其他形态的变异也会增加其观赏性。例如穗形态的变异形成的复粒稻、有色长芒型观赏稻、矮小型观赏稻等。复粒稻是发生于水稻穗粒部的一种突变体材料，在形态上可分为小穗簇生型和颖壳多雌型两种，形态上表现为在单位复小穗的基部丛生2~3个小穗，簇生的籽粒大小无明显差异，呈W形，具有一定的观赏价值(张现伟等,2013)。有色长芒型观赏稻是指水稻穗芒较长，带有野生稻基因，芒色一般为紫色或红色(马殿荣,2011)。矮小型观赏稻是指植株较为矮小，便于盆栽和家庭养植，在选育上一般与其它性状综合应用，如矮小紫叶稻等，具有观赏价值的园艺水稻。
3观赏水稻的应用价值
3.1观赏稻的农园观光应用观赏水稻集实用性、观赏性于一体，具有很大的市场开发潜力。进入21世纪，我国的观光农园发展迅速，各地的梨花节、油菜花节等观光旅游业遍地开花。以观赏植物为主体的乡村旅游业发展迅速，但质量不高，样式单一，没有特色。为了提升乡村旅游业的质量和档次，以观赏性水稻为代表的新元素加入势成必然。日本农户种植了紫、红、蓝、黄、白等穗叶颜色不同的观赏水稻，这些株形、穗形形态特异的水稻经设计栽植布局，根据地域特色组成各种图案或字型的田园景观，供游客休闲观光旅游(李春龙等,2010)。宁夏隆德县着力建设生态园林旅游县城，为突出地域性特色而打造的观赏水稻景观，将成为观光农园发展的新亮点(魏云华等,2007,福建稻麦科技,25(2):44-46)。黄萌等(2013)通过对水稻观赏性状叶色、芒色、壳色性状的比较，对29份具有观赏价值的水稻材料的进行评价，筛选出紫叶、黄叶及长芒观赏稻。
3.2观赏稻的小型盆栽应用观赏性水稻还可以作为家庭用小型景观盆栽。对植株矮小，株型成簇生长，具有鲜艳的穗叶颜色或特异的株叶形态的水稻品种，适宜用作观赏小型盆栽材料(李春龙等,2010)。水稻作为盆栽植物的优点在于成本低、栽培技术简单易行、换景快等优势，且水稻是我们每日三餐的主食，水稻作为盆栽观景植物能让我们认识农业、贴近生活，理解及传承稻作文化。黄萌等(2013)从29份观赏材料中筛选出了4份可用作观赏小型盆栽的植株矮小的簇生紫叶材料。
3.3观赏稻的景观设计应用观赏水稻的景观设计应用，主要应用于旅游景区或观光旅游点，它是利用现代景观设计理念将稻田引入园林景观，将大田稻作的生产功能与劳动教育、景观景点等新功能结合起来，景观设计应用是现代农业赋予水稻等传统粮食作物新的功能。稻田景观将水稻作为一种景观元素融入环境，以解决人与自然的伦理关系(魏云华等,2007,福建稻麦科技,25(2):44-46)。沈阳建筑大学的“稻田校园”景观设计便是一个成功的案例(吴智刚,2006,森林与人类,(2):30-31)，在设计上用水稻等最经济的途径来营造校园环境，景观中应用了大量的水稻和庄稼，并通过旧材料的再利用，试图对水稻等和校园做一个重新的认识。
3.4观赏稻的城市绿化应用城市绿化是栽种植物以改善城市环境的活动，传统的城市绿化是指植树造林、种草种花。水稻作为一种水生植物，还具有城市绿化功能。在城市街道绿化带、广场等绿化场地，观赏水稻还可用于城市园林中的水景绿化(魏云华等,2007,福建稻麦科技,25(2):44-46)。与花草等绿化植物相比，水稻作为水景植物有利于缓解水体富营养化。此外，水稻叶片可有效的吸收城市灰尘及汽车尾气等污染气体，有助于净化城市生态环境。在绿化应用方式上，小型簇生型的观赏水稻品种还可以作为摆盆，通过拼组成各种图案或文字来点缀广场、美化城市。
3.5观赏稻的干花插花应用观赏水稻还可制作干花和插花之用。观赏稻制作干花，既可直接使用观赏稻整个植株或部分，也可用色素将稻株浸染而形成更丰富的色彩。由于水稻的叶片极易枯萎而很少用作切花。观赏稻在插花应用上，一般选择极矮杆型观赏水稻品种，还需将稻根保留，稻叶和稻穗具有插花观赏价值。王艳平等(2008,现代农业科技,(10):102,105)从地方水稻品种中筛选出适用于观赏水稻栽培的种质20多份，在抽穗期剪取颜色特异的稻穗，尝试水稻干花的制作。黄萌等(2013)也通过评价观赏水稻材料而筛选出用于插花的水稻材料。
4小结
观赏性是现代农业赋予粮食作物水稻的一种新的功能，也是现代农业新的经济增长点(孔祥智和李圣军,2007,教学与研究,(10):9-13)。作为观赏植物的水稻与作为粮食作物的水稻，在育种目标上具有一定的差异性，也有一定的共同点。差异性在于，水稻作为粮食作物，对品种的要求：高产稳产、优质适口、多抗广适；而作为观赏性水稻品种的要求则是：观赏性好、综合性状优、多抗广适。观赏性水稻不再侧重产量品质性，而侧重于其观赏性状，在综合农艺性状及品种的多抗广适性两者是相同的。观赏性即叶色的多样性、穗型穗色的美观性、综合形态的赏心悦目性。观赏性水稻抗逆性尤为重要，倒伏性的发生或病虫害的影响都会对其整体观赏性大打折扣，大煞风景，从而失去观赏价值。
水稻的观赏性与经济性既存在着矛盾对立性，也存在着统一性。选育既高产优质、又具观赏特性的水稻新品种也是现代农业赋予水稻育种的又一研究方向，也是水稻育种多元化的必然选择。展望水稻育种的发展历程，从矮化育种到杂交稻育种，再到超级稻育种。水稻育种目标不断提高，种质资源不断拓宽，品种的综合性状不断得以优化。从优质、高产、广适水稻到观赏性好、优质、高产、广适水稻，是水稻育种目标的进一步优化，从优质高产稻到优质高产观赏稻是水稻育种目标的进一步升级。观赏稻在现代农业领域的应用多元化，也决定了观赏性水稻的类型多元化。从园艺性观赏稻来看，我们要选植株矮小、叶片短小挺立、叶或穗色鲜艳或形态奇特的水稻材料。重庆市农业科学院的李经勇团队利用稗草基因导入水稻选育的复粒稻材料，创制园艺型簇生小花观赏性水稻。并申请了该项技术的发明专利。随着农业多元化的发展，观赏性蔬菜、观赏性果树及以观赏性水稻为代表的观赏性粮食作物将进入我们的日常生活。随着越来越多的人远离农业和农村，观赏性的农业元素将拉近我们与自然的距离，让人们更贴近自然、贴近生活。
作者：张现伟 李经勇 唐永群 姚雄 文明 肖璐 单位：重庆市农业科学院 重庆再生稻研究中心