高产示范方机插水稻群体特征范文

水稻是人类重要的粮食作物，世界上有50％左右的人口及中国近2／3的人口以稻米为主食，提高水稻单产是解决粮食问题的根本出路［1］。因此，水稻高产研究倍受关注。近年来，有关品种特性、超高产形成规律、超高产途径与栽培技术等方面已有大量研究。艾智勇等［2］总结了近年来超级杂交稻高产生理生态特性研究进展，认为超级杂交稻超高产生理基础是库容量大、物质生产与积累能力强、光合生产能力强、根系发达。袁小乐等［3］分析了超级早、晚稻品种的源库关系，揭示较大的库容量且源库协调性较好是超级早、晚稻品种超高产的重要机理。潘圣刚等［4］对杂交中籼稻生长特性进行研究，提出了杂交中籼稻超高产群体特征指标值。杨建昌等［5］、李刚华等［6］分别对江苏常规粳稻进行研究，初步提出了常规粳稻超高产的特征指标。张洪程等［7］研究了杂交粳稻13．5t／hm2超高产群体动态特征及形成机制，提出了杂交粳稻13．5t／hm2超高产群体特征指标值。这些研究初步明确了不同类型水稻高产、超高产栽培主攻目标，对水稻高产育种和栽培具有现实的指导意义。但是，以往的研究主要针对常规手栽方式，针对机插方式的研究相对缺乏。随着农村劳动力的大量转移和老龄化速度的加快，水稻生产迫切需要发展以机插秧为主的水稻机械种植技术，以适应稻农对现代稻作技术的要求，稳定水稻种植面积和提高水稻产量［8］。2010年江苏机插秧面积70万hm2，占水稻播种总面积的33％，已成为主要的稻作栽培方式之一。提高机插水稻质量，对稳定水稻单产具有决定性的意义。笔者对当前江苏中部机插稻产量构成因素与产量关系进行了分析［9］，明确了影响大面积机插稻产量提高的主要限制因子。在此基础上，本研究对江苏典型机插高产百亩方水稻高产群体特性进行分析，以期为机插水稻高产栽培提供依据。

1材料与方法

1．1试验设计

试验于2008年在江苏武进区邹区、漕桥和前黄镇共3个百亩连片超高产示范方进行，其中邹区供试品种为武香粳9号，漕桥和前黄为武运粳7号。2009年对江苏省如东县以宁粳3号为材料的百亩连片超高产示范方进行了调查。3个品种均属早熟晚粳稻，株高95cm左右，在江苏省沿江及苏南地区种植，生育期150d左右，总叶龄均为17～18叶，伸长节间数6个。示范区灌排条件良好，常年水稻产量为8～9t／hm2。基本苗、株距、肥料运筹、水分管理等按照南京农业大学开发的水稻栽培系统（软件著作权号：2008SR04988）设计方案实施。方案根据品种总叶龄数（N）、伸长节间数（n）、移栽秧苗素质（移栽叶龄SN和带蘖情况）以及目标穗数确定基本苗为85苗／m2，采用机插方式移栽，行距为30cm，株距11．7cm，每穴3苗左右。氮肥用量180kg／hm2，并依据氮肥总量＝（目标产量需氮量－基础供氮量）／氮肥当季利用率的计算结果进行适当调整，氮肥运筹按m基蘖肥∶m穗肥＝6∶4的配比设置，穗肥根据苗情适当调整。mN：mP2O5：mK2O＝1∶0．5∶0．8左右，磷肥基施，钾肥基肥和拔节肥各半。移栽活棵期田间保持浅水层，当茎蘖数达目标穗数的80％时排水晒田，以后干湿交替灌溉；移栽后7d施除草剂，及时防治病虫害。

1．2测定项目及方法

2008年对这3个示范方各选取15块田，于有效分蘖临界叶龄期（N－n叶龄期）、拔节期（n－2叶龄期）、抽穗期、抽穗后每7d和成熟期取样。每块田按5点取样法取5点，每点调查茎蘖数100穴，根据全田平均数取代表性样点5个，每点1穴。将样品按器官分离［叶片、茎秆（包括叶鞘）、穗］，用LI－3000（LI－COR，Lincoln，NE，USA）测定叶面积，计算叶面积指数（LAI）。样品于105℃下杀青30min，再于75℃下烘干至恒重，测定各器官干质量，样品粉碎后用凯氏定氮法测定氮积累量。成熟期按茎蘖普查的平均数取5穴进行考种，并实割测产。2009年实收如东点所有33块田的产量。同时取样，测定杂质和实际含水量，按14．5％水分折算实产。花后干物质积累量＝成熟期总干质量－抽穗期总干质量；花后干物质积累比例（花后积累占产量的比例）＝花后干物质积累量／籽粒干质量×100；100kg籽粒需氮量（kg／kg）＝成熟期氮积累量（kg／hm2）／籽粒产量（t／hm2）×10。

1．3统计分析方法

数据整理和作图采用MicrosoftExcel进行，方差分析用SPSS16．0完成。

2结果与分析

2．1不同示范方产量及其构成因素比较

不同示范方调查田块产量频次分布结果表明（图1），不同示范方产量总体差异明显。邹区产量为8．0～9．0t／hm2，最低产量为8．1t／hm2，最高产量9．8t／hm2。漕桥和前黄示范方产量为8．5～11．0t／hm2。如东的宁粳3号33块示范田呈平均产量为11．8t／hm2，标准差为1．04的正态分布。将各示范方调查田块按产量≥7．5t／hm2、≥9．0t／hm2、≥10．5t／hm2和≥12．0t／hm2分成4个产量等级（表1）。结果表明，不同示范方在每1m2穗数、每穗粒数、总颖花数、粒重和产量等指标上差异显著或极显著，而结实率无明显差异。不同产量等级水稻在每穗粒数、总颖花数、粒重和产量上差异显著或极显著，而每1m2穗数和结实率差异不显著。示范方和产量等级对粒重表现极显著互作效应。当颖花数≥45000／m2时，机插稻产量均达到10．5t／hm2以上。

2．2产量构成因素相关性比较

相关分析表明（表2），产量与每穗粒数、总颍花数、结实率、粒重呈正相关，其中与总颍花数相关达极显著水平，邹区、漕桥和前黄三个示范方的表现一致。每1m2穗数与其他产量构成因素的相关不显著或负相关。三地间略有差异，邹区、前黄示范方每1m2穗数与产量呈正相关，而漕桥示范方每1m2穗数与产量呈负相关，三地平均值表现为穗数与产量相关不显著。表明每1m2穗数的增加，不利于其他产量构成因素的提高，应将穗数控制在合适的范围之内。另外，三个示范方每穗粒数与总颖花数均呈正相关，邹区及三地平均值均达到极显著水平。在保证每1m2穗数的前提下，挖掘机插水稻的高产潜力主要是通过增加每穗粒数实现总颖花数的提高。

2．3机插水稻示范方不同产量等级干物质积累动态比较

不同示范方各生育期干物质积累、成熟期干物质量以及花后干物质积累比例差异不显著。不同产量等级的干物质积累在抽穗前差异不显著，抽穗后则差异达极显著水平，花后干物质积累比例也达到极显著水平，表明不同产量等级的干物质积累差异主要来源于抽穗后的干物质积累（表3）。

2．4机插水稻示范方不同产量等级氮素积累动态比较

表4结果表明，不同示范方够苗期（N－n期）氮积累量差异显著，之后各时期氮积累量差异不显著，最终成熟期氮积累量差异显著。不同产量等级N－n期和抽穗至成熟期氮积累量差异显著，最终成熟期总氮积累量差异极显著。结果表明，不同产量水平机插水稻氮素积累差异主要在够苗期（N－n期）和成熟期。示范方与产量等级间没有互作效应。不同示范方每100kg籽粒需氮量差异显著，前黄示范方每100kg籽粒需氮量高于漕桥。不同产量等级间每100kg籽粒需氮量差异极显著。从2个示范方分析，常规粳稻机插高产水稻每100kg籽粒需氮量均在2．1kg／kg左右。

3讨论

3．1机插常规粳稻高产穗粒结构

水稻产量由单位面积穗数、每穗粒数、结实率和千粒重组成。关于产量构成四因子对产量的贡献，研究者观点差异较大。有的研究者认为产量的提高在于穗数的增加［10－12］，有研究认为产量的增加得益于每穗粒数的增加［13］，也有研究者认为提高结实率能够提高水稻产量［14］。另一些学者认为高产水稻在单位面积有效穗数、每穗粒数、千粒重和结实率等方面均要有优势［5，15－17］。本研究结果表明，足够的颖花量是机插水稻高产稳产的基础，要达到10．5t／hm2以上的产量，颖花量需≥45000／m2。相对手栽方式［5］，机插稻结实率较高，但千粒重较低。高产条件下，颖花数的提高应该主要通过每穗粒数的增加。促大穗与培育群体的均衡性是同步的。

3．2机插常规粳稻高产干物质积累特征

水稻籽粒产量取决于水稻植株的光合生产能力以及光合产物的运转和分配能力。关于干物质积累和分配理论，不同研究者得出的结论差异较大。Chen等［18］、张洪松［19］等认为超高产品种干物质生产优势在抽穗前。邹应斌等［20］则认为水稻每个生长时期都应有合适的比例。Ying等［21］、杨惠杰等［22－24］认为超高产水稻的干物质积累量优势在中后期。凌启鸿等［25－26］、张洪程等［27］等认为高产水稻的特点是后期的干物质积累量高。本研究结果表明，机插高产水稻的干物质积累优势在抽穗后。抽穗后的光合产物对产量的贡献较大，花后干物质积累比例在70％～80％，高于一般粳稻或超级稻的比例［18－20］，这与李刚华等［6］的研究结果一致。

3．3机插常规粳稻高产氮素积累特征

氮对水稻产量影响最大。按照水稻精确定量栽培基本原理，机插水稻精确定量施氮的一个参数是高产水稻的每100kg籽粒需氮量，同时根据水稻吸氮规律确定氮肥施用时期。本研究结果表明，机插高产水稻每100kg籽粒需氮量在2．1kg／kg左右，与常规高产粳稻结果基本一致［26］。氮素吸收的主要差异在够苗期前和抽穗后。因此，机插水稻氮肥运筹的原则是根据土壤肥力确定基蘖肥的用量，促早发够苗，适当增加穗肥的施用，提高后期光合产物积累和氮的积累。