長江中游地區(qū)雙季早稻超高產(chǎn)形成特征及精確定量栽培關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本研究于2006～2009年在長江中游江西雙季稻地區(qū)的贛州、袁州、奉新、鄱陽等地，以主推品種金優(yōu)463、先農(nóng)31、新豐優(yōu)22、陸兩優(yōu)28、優(yōu)I458為材料，通過不同播期、基本苗、施肥等技術(shù)組合，塑造中產(chǎn)、高產(chǎn)、超高產(chǎn)多種類型群體，并結(jié)合大面積定點跟蹤調(diào)查，研究雙季早稻超高產(chǎn)形成、物質(zhì)生產(chǎn)與氮素吸收利用特征；通過不同秧齡、基本苗、施氮量及氮肥運籌專題試驗，研究并建立雙季早稻超高產(chǎn)的基本苗計算與氮肥施用精確定量關(guān)鍵技術(shù)。主要研究結(jié)果如下：<

2、br>　　 1、供試品種超高產(chǎn)群體的每公頃平均穗數(shù)為339.1萬，極顯著高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體的298.9萬、269.9萬，分別高13.5％、25.7％；每穗總粒數(shù)平均為120.3粒，與高產(chǎn)及中產(chǎn)群體相當(dāng)；群體穎花量平均為4.19×108粒，極顯著高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體的3.67×108粒、3.18×108粒，分別高14.5％、31.8％；結(jié)實率平均為84.1％，與高產(chǎn)群體的83.7％相當(dāng)，顯著高于中產(chǎn)群體的81.8％；千粒重平均為27.0克

3、，與高產(chǎn)及中產(chǎn)群體間沒有顯著差異。超高產(chǎn)產(chǎn)量構(gòu)成因素中，穗數(shù)對產(chǎn)量的貢獻率最大，其次為粒數(shù)和結(jié)實率，但差異不顯著；結(jié)實率對產(chǎn)量的凈作用最大，其次為穗數(shù)與粒數(shù)，差異也未達顯著水平。在高產(chǎn)基礎(chǔ)上適當(dāng)增加穗數(shù)的同時攻取大穗，并進一步著力提高結(jié)實率，從而形成足量的穎花量與高充實度，是雙季早稻超高產(chǎn)形成的基本特征。
　　 2、超高產(chǎn)早稻群體葉面積在拔節(jié)期低于高產(chǎn)群體，在(N-n+1)葉齡期、抽穗期與成熟期高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體；葉面積生長速率

4、在(N-n+1)～拔節(jié)階段低于高產(chǎn)群體，在拔節(jié)～抽穗階段高于高產(chǎn)及中產(chǎn)群體；抽穗后的葉面積衰減速率低于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體；光合勢在抽穗～成熟階段顯著高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體；群體生長率顯著或極顯著高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體。
　　 超高產(chǎn)群體主要生育期的適宜葉面積指數(shù)(LAI)：有效分蘗臨界葉齡期(N-n+1)為1.5～2.0，拔節(jié)期為4.5左右；抽穗期為6.5左右，成熟期為2.5～3.0。抽穗期的有效葉面積比例和高效葉面積比例分別達85％以上和

5、65％以上。
　　 超高產(chǎn)群體主要生育階段的適宜光合勢(×104m2.d.666.7 m-2)：移栽～(N-n+1)階段為1.4～1.6，(N-n+1)～拔節(jié)階段為2.5～3.0，拔節(jié)～抽穗階段為7.0～7.5，抽穗～成熟階段為9～10。
　　 超高產(chǎn)群體主要生育階段的生長率(g.m-2.d)：移栽～(N-n+1)階段為8.0～10.0，(N-n+1)～拔節(jié)階段為16～18，拔節(jié)至抽穗階段為25～30，抽穗至成熟階段＞2

6、0。
　　 3、超高產(chǎn)群體在(N-n+1)期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期及拔節(jié)～抽穗階段與抽穗～成熟階段的干物質(zhì)積累量顯著或極顯著高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體，在N-n+1～拔節(jié)階段顯著低于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體；經(jīng)濟產(chǎn)量與抽穗期干物質(zhì)積累量呈極顯著拋物線關(guān)系，與成熟期及抽穗至成熟階段的干物質(zhì)積累量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。經(jīng)濟系數(shù)與產(chǎn)量相關(guān)性不顯著。
　　 4、超高產(chǎn)群體抽穗后的莖鞘物質(zhì)輸出量顯著多于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體，葉片物質(zhì)輸出量及抽穗后葉莖鞘物

7、質(zhì)的表觀輸出率及其對產(chǎn)量貢獻率顯著低于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體。超高產(chǎn)群體抽穗后的葉莖鞘物質(zhì)表觀輸出率為20％～22％，表觀輸出物質(zhì)對產(chǎn)量的貢獻率為19％～20％。
　　 5、超高產(chǎn)群體在(N-n+1)葉齡期與拔節(jié)期的植株含氮率與高產(chǎn)及中產(chǎn)群體相當(dāng)，在抽穗期與成熟期則高于高產(chǎn)及中產(chǎn)群體；氮素積累量、階段氮素積累量與吸氮強度在(N-n+1)葉齡期、拔節(jié)期稍高于高產(chǎn)群體，顯著高于中產(chǎn)群體，在抽穗期與成熟期顯著高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體；成熟期穗部氮素

8、積累比例、100 Kg籽粒吸氮量與氮肥當(dāng)季利用率高于高產(chǎn)與中產(chǎn)群體；氮素收獲指數(shù)、氮素農(nóng)藝效率與氮素生理效率與高產(chǎn)群體相當(dāng)，但高于中產(chǎn)群體；氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率與氮素表觀生產(chǎn)力顯著低于高產(chǎn)群體。
　　 超高產(chǎn)群體的氮素吸收利用特征是：(1)植株含氮率(％)：(N-n+1)葉齡期為2.7左右(2.5～3.0)，拔節(jié)期為2.0左右(1.8～2.2)，抽穗期為1.3左右(1.0～1.5)，成熟期為1.0左右(0.8～1.3)；(2)植株

9、吸氮量(Kg.hm-2)：(N-n+1)葉齡期為50左右，拔節(jié)期為90左右，抽穗期為136.5左右，成熟期在160以上，(N-n+1)葉齡期植株氮素積累量占總積累量的30％左右，拔節(jié)至抽穗階段的氮素積累量占總積累量的25％～30％，抽穗至成熟階段的氮素積累量占總積累量的20％左右，穗部氮素累積量占總積累量的75％左右；(3)氮素收獲指數(shù)在70％左右，氮素農(nóng)藝效率在18 Kg·Kg-1以上，氮素生理利用率在46 Kg·Kg-1以上，氮素當(dāng)

10、季利用效率在40％以上。
　　 6、將雙季早稻超高產(chǎn)的基本苗定量計算公式簡化為：X=Y/(1+t1)[1+(N-n-SN-bn-α)r1]，并明確了用公式計算的關(guān)鍵參數(shù)。其中，3葉以上秧苗分蘗(t1)的成穗率(s1)平均為98.1％(94.2％～100％)；2葉以下秧苗分蘗的成活率(s2)平均為11％(8.3％～13.4％)；本田期有效分蘗發(fā)生位上的分蘗發(fā)生率(r)平均為72.9％(70.2％～76.2％)；秧苗移栽分蘗缺位數(shù)(

11、bn)為0.6～1.0葉，平均為0.8葉；適宜的夠苗葉齡在8.5～9.2葉之間，平均為8.8葉，矯正系數(shù)(a)為-0.5～-1.2。用簡化的基本苗公式進行超高產(chǎn)水稻基本苗定量計算的實用參數(shù)是：Y為目標(biāo)產(chǎn)量所需的適宜穗數(shù)；t1為移栽時秧苗帶3葉以上(包括3葉)的分蘗數(shù)；SN為移栽葉齡；N=12;n=4；r1=0.7，bn=0.8；α=-1。
　　 以上述簡化的公式及關(guān)鍵定量參數(shù)應(yīng)用于江西袁州、余干、鄱陽等地雙季早稻百畝連片超高產(chǎn)綜

12、合試驗示范方，秧苗一般5～6葉移栽，單株帶3葉以上分蘗1～2個，經(jīng)計算需栽插種子苗45～60×104株，比大面積生產(chǎn)高20％～30％，夠苗葉齡期出現(xiàn)在9葉期，比大面積生產(chǎn)早0.5～1.0個葉齡，產(chǎn)量達9000Kg.hm-2以上，比大面積產(chǎn)量高20％～50％。
　　 7、明確了應(yīng)用斯坦福(Stanford)方程進行雙季早稻施氮量確定的方法與計算參數(shù)。試驗地土壤基礎(chǔ)產(chǎn)量(無氮區(qū))、土壤當(dāng)季供氮量(無氮區(qū)水稻氮素累積量)與正常施肥區(qū)產(chǎn)

13、量呈極顯著正相關(guān)，土壤有機質(zhì)、堿解氮與土壤當(dāng)季供氮量相關(guān)性不顯著，土壤基礎(chǔ)產(chǎn)量的百公斤籽粒需氮量與基礎(chǔ)產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。土壤基礎(chǔ)產(chǎn)量平均為4881.5 kg.hm-2(4575.9～5193.0 kg·hm-2)，基礎(chǔ)產(chǎn)量的百公斤籽粒需氮量平均為1.53公斤(1.45～1.64公斤)，土壤當(dāng)季供氮量平均為74.79 kg·hm-2(66.35～85.17 kg.hm-2)；施氮區(qū)不同產(chǎn)量水平的百公斤籽粒需氮量與產(chǎn)量呈極顯著二次方程關(guān)系

14、，施氮區(qū)超高產(chǎn)水稻的百公斤籽粒需氮量在1.75～1.95 kg之間，集中在1.75～1.85 kg之間，最優(yōu)回歸值為1.82 kg，需氮總量為157.5～166.5 kg·hm-2，最優(yōu)回歸值為163.8 kg·hm-2；水稻產(chǎn)量隨氮肥的當(dāng)季利用率上升而提高，超高產(chǎn)水稻氮肥當(dāng)季利用率為37.4～47.8％，平均為43.2％。
　　 應(yīng)用斯坦福(Stanford)方程進行雙季早稻超高產(chǎn)的氮肥精確定量計算的實用參數(shù)是：基礎(chǔ)產(chǎn)量在45

15、00～4875 kg.hm-2時，基礎(chǔ)產(chǎn)量的百公斤籽粒需氮量為1.5公斤；基礎(chǔ)產(chǎn)量在4875～5250 kg.hm-2時，基礎(chǔ)產(chǎn)量的百公斤籽粒需氮量為1.6公斤；施氮區(qū)超高產(chǎn)的百公斤籽粒需氮量為1.8公斤；氮肥當(dāng)季利用率為43％。
　　 將上述精確定量施肥參數(shù)先后在江西袁州、鄱陽、余干等地進行了百畝連片超高產(chǎn)示范，一般需施純氮202.5～225 kg.hm-2，比大面積生產(chǎn)施氮量高37.5～60 kg.hm-2，高27.8％～3

16、6.4％，實收產(chǎn)量達9000 kg.hm-2以上，比大面積產(chǎn)量高3300 kg.hm-2，高57.9％，氮肥利用率達41％～46％，比大面積生產(chǎn)高15個百分點以上。
　　 8、基蘗肥與穗肥不同施用比例及穗肥不同施用葉齡期對水稻產(chǎn)量及氮肥當(dāng)季利用率具有顯著影響?；Y肥與穗肥施用比例為7∶3與6∶4處理的產(chǎn)量及氮肥當(dāng)季利用率均顯著或極顯著高于8∶2與9∶1處理。其中，7∶3處理的產(chǎn)量分別比8∶2與9∶1處理高6.88％、10.43％

17、，氮肥利用率高21.46％、33.13％；6∶4處理的產(chǎn)量分別比8∶2與9∶1處理高4.41％、7.87％，氮肥利用率高17.52％、28.8％，7∶3與6∶4處理間的產(chǎn)量差異不顯著；倒3葉期追施穗肥處理的產(chǎn)量最高，達9229.2 kg.hm-2，其與倒2葉追施穗肥處理的產(chǎn)量差異不顯著，但顯著高于倒4葉處理，高8.67％，極顯著高于倒1葉與不施穗肥處理，分別高22.43％、47.41％；倒3葉追施穗肥處理的氮肥當(dāng)季利用率與農(nóng)學(xué)利用率最高

18、，分別達45.11％、20.79 kg.kg-1，其顯著高于倒2葉處理的41.33％、18.8 kg·kg-1，分別高9.14％、10.6％，極顯著高于其它處理?；Y肥與穗肥施用比例為7∶3～6∶4，穗肥施用時期為倒3葉～倒2葉，是雙季早稻超高產(chǎn)及提高氮肥利用率的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。
　　 將上述關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)應(yīng)用于超高產(chǎn)綜合示范結(jié)果表明，該技術(shù)比大面積應(yīng)用的前重施肥法(10∶0或9∶1)增產(chǎn)729～1503 kg.hm-2，增產(chǎn)8.1