水稻超高产栽培的几个问题
　　作者：扬州大学　戴其根 　　发布时间：2008-06-18

水稻超高产栽培的几个问题
 
在全国农技中心“南方稻麦地区水稻超高产栽培
技术培训与现场观摩会”上的发言
扬州大学、农业部长江流域稻作技术创新中心　戴其根
2008年6月1日  扬州
 
 
 
　　一、水稻超高产的概念
　　所谓超高产是相对于高产而言，即比一般高产的产量水平更高，故有人把超高产称为特高产、高产更高产或高产再高产。与超高产水稻育种比较，目前超高产栽培的概念还比较含糊、目标也不够明确。什么叫水稻超高产栽培，迄今尚无一个统一的标准和严格的定义。
　　一般有几种解释：①比对照增产15％以上；②比现有产量增产100－200㎏/亩的产量水平；③在目前生产技术水平下达700㎏/亩以上的产量水平。
　　下表是1996年立项的“中国超级稻”育种计划要求的产量指标。
 
表1 超级稻品种(组合)产量指标（kg/亩）
年代
常　规　品　种
杂　交　水　稻
增产
幅度
%
早籼
早中晚
兼用籼
南方单
季粳
北方粳
早籼
单季
籼粳
晚
籼
现有高产水平
450
500
500
550
500
550
500
－
1996～2000 年
600
650
650
700
650
700
650
＞15
2001～ 2005年
700
750
750
800
750
800
750
＞30
注: 表中产量系指连续2年在生态区内2个点, 每点100亩面积上的表现。
 
　　袁隆平院士认为超高产以单位面积的日产量而不用绝对产量作指标比较合适。这种指标不仅通用, 而且便于作统一的产量潜力比较, 因为生育期的长短与产量高低密切相关, 对生育期相差悬殊的不同品种要求有相同或相差很小的绝对产量是不科学的。他提出超高产的指标是每亩日产稻谷6.67kg(150天生育期,1000kg/亩)。
　　我们认为，所谓超高产栽培是指在现有高产栽培产量水平的基础上，根据品种的特征特性和各生态区具体的生产条件，最大限度地协调水稻生产中的各种矛盾，充分发挥其增产潜力，进一步提高产量30%，同时也尽可能地降低化学品投入和生产成本，实现高额产量水平上的稻米质量安全与生产高效益和生态环境友好。
　　由于我国不同生态地区水稻生产的条件千差万别，同一品种在不同生态区栽培的产量水平也不相同，甚至相去甚远；即使同一品种在同一生态区不同栽培制度下取得的产量也有较大差别。因此，我们觉得，将超高产栽培的增产指标，因地制宜地建立在本生态区同种栽培制度下现有最优品种最高产量达到的相对增产幅度上（如30.0%左右）可能更具有现实意义。
　　这样一来，不同地区就可以根据当地的具体情况，制定切实可行的超高产指标，方便示范与实际操作。现以江苏稻麦(油)复种条件下的单季粳稻区为例，常年水稻均产550㎏/亩，增产30％，产量可达715㎏/亩，其超高产栽培的产量指标因地因栽培制度的不同确定为700－800㎏/亩；以此类推，在南方双季稻区其超高产目标可为两季1200㎏/亩左右。
 
　　二、水稻超高产存在的问题      
　　（一）超高产不稳定
　　1、超高产重演性差，多数在小面积以及特定年份和生境下取得。
　　2、多数超级稻品种对环境适应性敏感（差）和产量的不稳定性。
　　3、超级稻的区试产量与生产田（农民田）的实际产量存在巨大差异。
　　（二）超高产栽培理论不系统、技术不成熟
　　1、超高产水稻产量形成规律、群体生育诊断指标尚未真正掌握。
　　2、超高产较多仍以高投入为代价（高的有机肥和化肥用量，高人工投入精细管理等），超高产与优质矛盾也较突出，技术实用性、经济性上还存在明显不足。
　　3、超高产与优质、高效、生态、安全相协调的精确定量栽培技术尚未确立。 
 
　　三、超高产构成的基本规律
　　我们认为基本规律是以适量的群体穗数与较大的穗型协调产出足够的群体总颖花量，并保持正常的结实率与粒重。     
　　从目前各地高产实践看，产量600－700㎏/亩田块,每亩颖花数为2400－3000万左右；产量为700－800㎏/亩田块，每亩颖花数为2800－3800万；而我国江苏、福建、云南等地出现的900－1000㎏/亩甚至更高的田块,每亩颖花数达到4000－4500万左右，可见产量随颖花量增加而增加。
据在江苏实施的60多个水稻千亩方的验收结果，其中16个千亩试验方均产达700㎏/亩以上，并出现3个800㎏/亩超高产试验攻关方（每个连片15亩）。以其中武粳15、常优1号来分析，不同产量等级间差异主要在于亩颖花量（如图1）。在安全结实条件下，群体总颖花量与产量的关系是极显著正相关，表明颖花量越高产量越高。
　　在增加颖花量的两个因素中，理论上增穗或增粒均可超高产，但均以二者协同增长较易实现（表2，3）。
表2   武粳15产量及其结构（如东县马塘）
产量
农户
总有效穗
穗
颖花量
结实率
千粒重
产量
水平
田号
(104/亩)
粒数
（104/亩）
（%）
（g）
(kg/亩)
高
产
1
18.57
134.1
2489.31
86.83
27.9
603.0
2
17.92
139.0
2490.16
87.80
28.0
612.2
3
18.83
135.3
2548.08
87.86
28.7
642.5
4
20.07
130.2
2612.71
87.83
28.2
647.1
5
20.63
123.0
2537.08
89.81
28.4
647.1
平均
19.20
132.3
2535.47
88.03
28.24
630.40
超
高
产
1
19.55
142.1
2777.42
90.55
29.28
736.4
2
20.62
140.4
2894.63
90.20
28.47
743.4
3
21.22
137.1
2908.92
89.73
29.26
763.8
4
22.20
137.5
3052.77
89.40
28.40
775.1
5
22.72
136.7
3105.13
88.80
29.09
802.1
6
23.63
135.3
3197.34
87.28
29.12
812.7
7
24.08
133.8
3221.64
87.01
28.84
808.4
8
24.61
131.6
3239.80
85.56
28.64
793.8
 
表3   常优1号产量及其结构（常熟蒋巷）
产量水平
户主
总有效穗
穗
颖花量
结实率
千粒重
产量
田号
(104/亩)
粒数
（104/亩）
（%）
（g）
(kg/亩)
高
产
孙小龙4
15.69
163.40
2563.29
87.68
27.12
609.52
孙小龙5
16.25
153.37
2491.83
89.68
27.36
611.41
王纪才6
16.48
156.20
2574.65
87.30
27.58
619.88
孙小龙3
17.53
160.40
2811.80
86.20
26.52
642.78
王纪才10
18.39
157.30
2893.29
83.40
26.78
646.20
王纪才9
19.26
154.06
2966.52
82.06
26.57
646.80
平均
17.27
157.46
2716.90
86.05
26.99
629.43
超
高
产
孙小龙1
沈明华10
17.52
18.52
182.50
174.50
3197.10
3231.33
82.60
85.76
26.53
26.50
700.60
734.36
沈明华16
18.68
172.80
3227.16
88.40
26.63
759.70
沈明华1
19.42
169.70
3296.02
86.00
27.66
784.04
孙小龙3
19.83
170.53
3382.42
87.04
27.35
805.20
王纪才1
20.47
169.89
3478.46
85.20
26.83
795.15
王纪才4
20.89
166.40
3476.80
84.30
26.66
781.39
王纪才3
21.15
165.30
3496.49
85.60
26.09
780.87
王纪才5
21.94
160.10
3512.28
83.40
25.97
760.73
 
　　四、超高产栽培途径的选择
　　为了探索超级稻超高产规律与可靠的栽培途径，2005－2006年在扬州大学试验农场地力中等偏上的砂壤土上（前茬小麦450kg/亩），以武粳15、常优1号为供试材料，采取稀播旱育秧的栽培方式，以氮肥不同运筹方法为主体，实施了前促法、平衡法、优中法及常规法四种不同栽培途径的比较研究（表4）。
表4  超级稻不同栽培途径试验设计
处理
栽插规格
肥料运筹
各期施肥占总用氮量%
 
亩穴数
(万)
本数
施氮量
 (kg/亩)
氮磷钾
比
基穗肥
比
基肥
蘖肥
倒5
倒4
倒3
前促法
1.48
2
20.0
2：1：2
7.5：2.5
50%
25%
25%
－
－
平衡法
1.48
2
20.0
2：1：2
4：6
20%
20%
20%
20%
20%
优中法
1.48
2
20.0
2：1：2
5：5
25%
25%
－
25%
25%
常规CK
1.85
2
15.0
2：1：2
6.5：3.5
40%
25%
－
35%
 
 
注：5月1日播种，6月5日移栽，叶龄6.5左右，单株茎蘖数3－4个。栽插规格：亩穴数为1.48万的株行距为9.0*4.5寸； 1.85万穴的为7.2*4.5寸。
　　1、产量及其构成特征
　　由表5知，两个品种均以优中途径产量最高，较常规对照分别增产了24.67%、20.46%，差异均达极显著水平。进一步分析发现，其产量优势主要来源于库容量增大，即亩颖花量大，两个品种分别较常规对照高出13.86%、16.49%，差异达显著水平。另外，其结实率和千粒重较常规对照略有增减，差异不显著。
表5  不同栽培途径超级稻产量及其结构（2006年）
品种
处理
亩穗数
(万)
每穗粒数
颖花量
(万/亩)
结实率
(%)
千粒重
(g)
理论亩产
(kg)
实际亩产
(kg)
武
粳
15
号
前促
19.3
156.9
3028.6
90.4
27.8
761.4
700.8
平衡
18.0
183.0
3292.9
91.6
27.2
821.8
808.8
优中
18.3
186.8
3425.3
91.7
27.5
864.7
846.0
常规(ck)
18.4
163.3
3008.2
88.7
27.6
736.6
678.6
常
优
1
号
前促
17.0
180.1
3054.4
86.2
26.9
709.2
685.3
平衡
15.1
220.8
3332.9
88.8
26.3
779.0
769.2
优中
15.4
228.5
3513.5
88.8
26.5
828.1
800.7
常规(ck)
16.0
188.0
3016.2
85.0
26.9
690.0
664.7
 
　　2005年的试验由于受自然灾害的影响，产量并未能突破800 kg/666.7m2，但是优中途径仍表现出了较强的优势（表6），基本规律与2006年相仿。
 
表6  不同栽培途径超级稻产量及其结构（2005
品种
处理
亩穗数
(万)
每穗粒数
颖花量
(万/亩)
结实率
(%)
千粒重
(g)
理论亩产
(kg)
实际亩产
(kg)
武
粳
15
号
前促
20.92
146.40
3062.58
84.1
27.30
700.31
680.50
平衡
18.96
178.95
3392.89
86.0
25.85
756.91
752.70
优中
19.23
183.34
3524.82
87.2
26.10
797.62
784.12
常规(ck)
19.26
157.61
3035.02
83.1
26.55
664.78
656.60
常
优
1
号
前促
17.85
176.31
3147.10
82.3
26.66
687.97
665.29
平衡
16.13
218.62
3526.78
84.1
25.21
749.51
732.80
优中
16.30
222.34
3624.10
85.0
25.49
780.51
774.40
常规(ck)
17.05
187.55
3197.73
80.3
26.50
681.26
644.10
 
　　故协调好穗粒数关系形成足够大的库容量，并保持较高的结实率和千粒重，是优中途径超高产构成的基本特征。
　　2、群体茎蘖动态特征  
　　优中处理能在有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数值，此后无效分蘖增长平缓，至拔节期高峰苗数量为适宜穗数的1.3－1.4倍，此后平缓下降，至抽穗期实现预期高产穗数，成穗率80%左右。 
　　3、叶面积动态特征
　　优中处理前期增长快而适中，至拔节期LAI达到4.0左右；中期增量高，孕穗期LAI高达8.0以上；以后消减缓慢，不早衰，至成熟期LAI仍在3.5左右。
　　4、群体干物质积累动态
　　优中处理前期干物质积累略少；中、后期物质生产积累量大，这两个时期的干物质积累量均占总生物量的40%左右；最终总生物量大。
 
表7  超级稻不同栽培途径的群体干物质积累动态
品种
处理
拔节前
拔节－抽穗期
抽穗－成熟期
总生物量
净积
累量
比例
（%）
净积累量
(抽穗期)
比例
（%）
净积
累量
比例
（%）
武粳15
前促
240.3
20.1
501.9(742.2)
42.0
451.7
37.8
1193.9
平衡
218.4
17.1
530.7(749.1)
41.6
527.7
41.3
1276.8
优中
203.0
15.6
539.7(742.7)
41.6
555.1
42.8
1297.8
常规（ck）
259.8
22.7
489.7(749.5)
42.8
394.0
34.5
1143.5
常优1号
前促
274.1
21.2
519.2(793.3)
40.1
501.5
38.7
1294.8
平衡
256.6
19.1
538.5(795.1)
40.1
549.2
40.9
1344.3
优中
243.0
17.8
546.4(789.4)
39.9
578.7
42.3
1368.1
常规（ck）
284.7
23.3
484.9(769.6)
39.8
450.1
36.9
1219.7
 
　　5、群体光合物质生产动态特征  
　　从前、中、后不同生育阶段的光合势、净同化率、群体生长率等指标来分析，优中处理在中、后期有明显的光合物质生产优势。
 
表8  超级稻不同栽培途径的群体光合物质生产动态
品种
处理
移栽－拔节期
拔节－抽穗期
抽穗－成熟期
LAD
NAR
CGR
RGR
LAD
NAR
CGR
RGR
LAD
NAR
CGR
RGR
武
粳
15
前促
9.618
2.457
5.372
0.061
8.169
2.439
13.566
0.030
13.594
1.678
8.687
0.0091
平衡
7.528
2.466
4.838
0.058
10.872
2.704
14.343
0.033
14.942
1.890
10.149
0.0103
优中
7.528
2.275
4.464
0.057
11.316
2.714
14.585
0.035
15.046
1.927
10.676
0.0107
常规（ck）
9.306
2.715
5.849
0.063
7.894
2.445
13.235
0.02
13.382
1.517
7.577
0.0081
优中较ck%
-23.68
-9.62
-16.21
-19.11
10.20
22.42
11.01
43.36
40.89
5.74
27.02
32.13
常
优
1
号
前促
9.239
2.163
6.198
0.064
8.167
2.195
14.032
0.029
20.548
1.519
8.088
0.008
平衡
7.380
2.201
5.771
0.062
10.603
2.386
14.554
0.031
20.873
1.582
8.858
0.008
优中
7.626
2.049
5.440
0.061
11.125
2.353
14.767
0.032
21.577
1.608
9.333
0.009
常规（ck）
8.024
2.384
6.456
0.065
8.815
2.167
13.105
0.027
19.920
1.387
7.260
0.007
优中较ck%
-15.74
-5.96
-14.08
-4.96
12.69
18.48
8.56
26.20
28.57
19.40
15.96
8.32
 
注：LAD（光合势）＝LA×d，单位104· m2· d/666.7m2；
NAR（净同化率）＝［（LnLAI2-LnLAI1）/（LAI2-LAI1）］·［（W2-W1）/（t2-t1）］,单位g/m2·d；
CGR（群体生长率）＝（W2-W1）/（t2-t1），单位g/m2·d；
RGR（相对生长率）＝（LnW2-LnW1）/（t2-t1），单位g/g·d。  
6、株型特征
   
　　由表6可知，优中途径的5张茎生叶均大于其它三种途径，尤其是上三叶最大。
 
表9  不同途径超级稻的茎生叶长度（cm）
品种
处理
剑叶
倒2叶
倒3叶
倒4叶
倒5叶
武
粳
15
前促
37.84＜
39.74＜
43.21＞
41.71＞
40.16
平衡
35.26＜
40.57＜
41.17＜
42.21＜
43.28
优中
38.41＜
40.61＜
41.96＜
42.33＜
43.36
常规（ck）
34.69＝
34.70＜
35.56＜
41.42＞
39.98
常
优
1
号
前促
40.07＜
42.01＜
46.11＞
45.46＞
44.60
平衡
41.76＜
43.41＜
46.08＜
47.40＜
47.46
优中
42.17＜
43.59＜
46.15＜
47.85＜
48.08
常规（ck）
41.17＜
42.60＜
42.71＞
44.11＞
43.85
 
　　由表10可知，优中处理的基部第一、第二节间是四种处理中最短的，而穗下一、二节间则是其中最长的。既利于大穗的形成，又利于抗倒。
 
表10  不同途径超级稻茎杆节间长度配置状况（cm）
品种
处理
株高
L7
L6
L5
L4
L3
L2
L1
武
粳
15
前促
109.35
24.02
18.51
15.36
10.82
9.86
6.14
4.65
平衡
114.54
29.33
21.00
12.95
10.26
9.65
4.84
3.87
优中
110.93
29.62
21.05
12.99
10.58
9.37
4.77
2.96
常规（ck）
99.31
26.13
18.48
10.69
9.34
8.83
5.82
3.65
常
优
1
号
前促
108.7
25.27
20.02
17.36
11.11
9.51
6.81
3.64
平衡
116.8
30.61
22.73
15.18
9.66
8.15
5.61
2.78
优中
110.7
30.93
22.89
15.52
9.76
7.79
4.86
2.77
常规（ck）
100.2
28.07
20.40
13.29
8.98
7.49
5.12
2.97
注：L1：基部以上第一节间；L2：基部以上第二节间；L3基部以上第三节间；依此类推。
 
　　综上所述，优中途径之所以能超高产，主要是通过精良的壮秧，建立相对较低的(精量的)高质量群体起点和优中的施肥法相配套，以合理群体叶、蘖动态，调控水稻不同生育时期的光合物质生产及其积累，在生育中、后期形成足够多而适量的源，于足穗形成的同时培育大穗，构建群体协调的穗粒结构，产生足够大的库容，并能使源足、库大，两者在高水平上达到协调。
 
　　超高产水稻群体指标： 
项目
指标
总颖花量 (万/亩)
>3000
结实率 (%)
>85-90
千粒重 (g)
26~28
分蘖成穗率 (%)
>80
抽穗期叶面积指数
7.5~8
成熟期干物质重 (kg/亩)
>1350
抽穗至成熟干物质重 (kg/亩)
>550
粒叶比 （粒/ cm2 ）
>0.58
茎鞘物质运转率 (%)
>11
抽穗期根冠比
>0.25
抽穗期根系伤流量 (g/m2/h)
>5
收获指数
0.5
 
　　可见，超高产既有规律可循，但其栽培措施的实施是非常严格的。从试验的优中途径和我们的综合攻关试验可以看出超高产技术关键遵循以下原则与程序。
 
　　五、水稻超高产关键技术
　　（一）调控的技术总思路
　　水稻超高产栽培是一个系统工程，其技术必须遵循以下思路：
　　1、各项措施都要为扩大群体总颖花量、构建抽穗－成熟期的高光效群体服务；
　　2、以超高产群体生育各阶段的生育指标为依据，通过各叶龄期的生育诊断，采用适当措施，对各器官生长和群体发展作定向、定量的调控；
　　3、用充分发展壮大个体，构建合理群体的方法，走“精苗稳前－控蘖攻中－大穗强后” 的超高产栽培途径；
　　4、肥、水等促控技术的应用，遵循有利于促进有效和高效生长，控制减少无效和低效生长的原则；
　　5、对各项技术进行精确定量，以最经济的投入，保证水稻高产优质群体的形成，获得最大的经济和生态效益。
　　（二）调控的关键技术程序
　　1、培育壮秧、适当提早移栽叶龄，扩行窄株稀植，以促早发，延长有效分蘖生长时间、增加生长量(形成大穗）。
　　2、适当减少生育前中期的氮肥使用量，以减少无效分蘖（控制群体的无效组成）
　　3、提前轻搁田，控制无效分蘖和低效叶（茎倒4倒5叶的）的伸长（控制群体叶面积）
　　4、适当增加穗肥的使用比例，以促进大穗和提高冠层叶片的光合功能
　　5、结实期干湿交替灌溉，提高根系活力（养根保叶提高结实率）。
　　6、通过秸秆还田保持高土壤生产力
　　（三）关键技术
　　1、精确育苗   通过适时播种，精播匀播，培育叶蘖同伸的适龄壮秧。
　　2、精苗精栽   以精良的秧苗实施扩行稀植，来改善群体的空间结构，以利于有效、高效的器官充分发育，无效、低效的器官得到适当的控制，以足量的健壮分蘖构建安全性高的强支撑系，有效防治倒伏。
　　3、精确施肥   在超高产栽培时，要做到有机肥与无机肥兼用，有机肥的用量占总氮量的20%－30%；氮磷钾硅等配合施用，应因土确定其施用配比；同时特别要注意氮肥的精确化施用，在合理确定施氮量的前提下，基蘖肥与穗肥的比例一般以6:4-5:5为宜，穗肥的施用重点在倒4叶，这是优中超高产途径的关键所在。
　　4、精确灌溉   切实实施“浅-搁-湿”灌溉技术。
 
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