特高產(chǎn)水稻產(chǎn)量形成機(jī)理及定量栽培技術(shù)研究.pdf

1、本研究在前人研究基礎(chǔ)上，以世界著名的水稻特殊高產(chǎn)生態(tài)區(qū)濤源水稻高產(chǎn)田為試驗(yàn)參照基地，設(shè)置不同生態(tài)區(qū)水稻比較試驗(yàn)、品種產(chǎn)量潛力鑒定試驗(yàn)、南京和濤源生態(tài)區(qū)氮肥試驗(yàn)、密度試驗(yàn)和氮肥試驗(yàn)，探討特高產(chǎn)水稻高產(chǎn)形成機(jī)理，同時(shí)探討特高產(chǎn)水稻的精確定量栽培技術(shù)原理和途徑。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、水稻產(chǎn)量形成的生態(tài)差異及高產(chǎn)共性特征
　　 在中國8個(gè)典型生態(tài)區(qū)設(shè)置密度試驗(yàn)，共涉及10個(gè)當(dāng)?shù)刂魍破贩N，探討不同生態(tài)區(qū)水稻的形成的生態(tài)差異

2、及高產(chǎn)共性特征。結(jié)果表明水稻產(chǎn)量形成的生態(tài)差異為：(1)不同生態(tài)區(qū)水稻在生育期、產(chǎn)量構(gòu)成、源庫大小、粒/葉比、株型特征、干物質(zhì)積累和分配等方面差異極大；(2)移栽密度對(duì)水稻群體質(zhì)量及產(chǎn)量影響因生態(tài)類型不同而異。高產(chǎn)水稻的共性特征為：(1)產(chǎn)量與庫容量關(guān)系密切，庫容量越大，產(chǎn)量越高；建立適宜的LAI，通過提高粒葉比來提高庫容量是水稻產(chǎn)量挖潛的主要目標(biāo)；(2)抽穗前后干物質(zhì)積累量對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率差異極大，但提高干物質(zhì)積累量，尤其是抽穗后的干物

3、質(zhì)積累量，有利于產(chǎn)量的提高。
　　 2、水稻特高產(chǎn)形成機(jī)理
　　 濤源水稻產(chǎn)量高，2006-2007年，濤源平均產(chǎn)量分別比南京高96％和85%，其中濤源2006年協(xié)優(yōu)107產(chǎn)量達(dá)18.5t ha-l．濤源水稻特高產(chǎn)形成的機(jī)理主要表現(xiàn)在(1)生理學(xué)機(jī)理：生物產(chǎn)量高，而收獲指數(shù)無差異；庫容大，其中有效穗高是庫容量大的主要原因，同時(shí)粒數(shù)和粒重達(dá)到相當(dāng)水平；葉源大，濤源最大最適LAI達(dá)10，比南京高60%左右；氮素積累量高，但百

4、公斤籽粒吸氮量低，比葉氮(SLN)差異不明顯。(2)生態(tài)學(xué)機(jī)理：光輻射量大但光能利用率（RUE）差異不明顯，而且特高產(chǎn)水稻全生育期溫度適宜；(3)形態(tài)學(xué)機(jī)理：水稻單莖葉面積小，葉片短寬、直立、葉角小，比葉重(SLW)高，消光系數(shù)低．
　　 3、特高產(chǎn)水稻穩(wěn)粒結(jié)構(gòu)等株型指標(biāo)的基本特征
　　 2007-2008年在濤源特高產(chǎn)區(qū)開展了不同新品種的小區(qū)產(chǎn)量比較試驗(yàn)。此外，還選擇具備相同高產(chǎn)潛力的兩個(gè)典型品種，Ⅱ優(yōu)107（大穗型品

5、種）和協(xié)優(yōu)107（多穗型品種）為供試材料，分別于2006-2008年在江蘇省南京市（普通水稻生態(tài)區(qū)）和濤源（特殊高產(chǎn)生態(tài)區(qū)）同時(shí)種植，分析水稻新品種的產(chǎn)量潛力、籽粒產(chǎn)量和相關(guān)性狀的復(fù)雜關(guān)系，調(diào)查品種產(chǎn)量在地點(diǎn)和年際間的穩(wěn)定性分析．研究結(jié)果表明，濤源參試品種的水稻產(chǎn)量呈正態(tài)分布，生育期、LAI、單位面積穗數(shù)和單位面積穎花數(shù)均和產(chǎn)量極顯著正相關(guān)。產(chǎn)量潛力地點(diǎn)間變異較大但年際間穩(wěn)定．單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)最高，其次是穗粒數(shù)、粒

6、重和結(jié)實(shí)率．穩(wěn)定性分析表明，株高，穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重相對(duì)比較穩(wěn)定，很少受地點(diǎn)和年份的影響，生育期（主要是抽穗前天數(shù)）和穗數(shù)隨地點(diǎn)顯著變化．增加抽穗前天數(shù)、強(qiáng)源擴(kuò)庫能夠提高產(chǎn)量潛力。17t ha-1以上的特高產(chǎn)水稻應(yīng)該具備以下特征：較長生育期（不少于155天）、適宜的株高(110-125cm)、穗數(shù)300-400 m2，穗粒數(shù)200左右，結(jié)實(shí)率在90%以上，粒重在29-31mg左右．
　　 4、特高產(chǎn)水稻需氮生理機(jī)理及特高產(chǎn)水

7、稻栽培定量施氮參數(shù)
　　 2008-2009年在南京和濤源水稻特殊高產(chǎn)區(qū)設(shè)置了施氮量試驗(yàn)，以兩生態(tài)區(qū)均適合種植雜交秈稻品種II優(yōu)107為材料，比較研究氮肥用量對(duì)南京和濤源特殊生態(tài)區(qū)水稻群體質(zhì)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，探討濤源特高產(chǎn)水稻需氮量較高的生理機(jī)制，同時(shí)為氮肥實(shí)地精確定量管理提供依據(jù)．結(jié)果表明，施氮量對(duì)濤源水稻庫源大小，株型特征及干物質(zhì)積累影響效應(yīng)均超過南京．適量氮肥有利于提高光能利用率(RUE)，但生態(tài)點(diǎn)間RUE差異不明顯

8、。施氮量提高，不同生育階段SPAD值、氮積累量(NA)和氮積累速率(NAR)均提高，百公斤籽粒吸氮量（NPAG）提高，氮素利用率(NUE)降低，氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率不受影響。濤源特高產(chǎn)水稻各生育階段NA比南京高，但營養(yǎng)生長期NAR比南京低。濤源特高產(chǎn)水稻氮素農(nóng)學(xué)利用率（AE）和氮素偏生產(chǎn)力（PFP）較高，高產(chǎn)施氮量下濤源AE是南京的2倍，PFP是南京的1.5倍，氮素吸收利用率（PE）和氮收獲指數(shù)(NHI)差異不明顯。南京基礎(chǔ)供氮量100kgha-

9、1，濤源基礎(chǔ)供氮量120-150kgha-1，南京高產(chǎn)條件下NPAG為1.90kg，濤源特高產(chǎn)水稻NPAG為1.60kg，RE均為45%。南京施氮量195kgha-1左右可獲得10t ha-1最高產(chǎn)量，濤源施氮量375kg ha-l左右，可獲得18t ha-1以上的特高產(chǎn)量．
　　 5、特高產(chǎn)水稻基本苗定量設(shè)計(jì)及密度配置對(duì)產(chǎn)量的影響
　　 通過對(duì)2005—2006年特殊生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平超高產(chǎn)群體莖蘗動(dòng)態(tài)調(diào)查，建立水稻單

10、株成穗數(shù)通式和有效分蘗葉位理論分蘗數(shù)函數(shù)，并確定特高產(chǎn)水稻的秧苗分蘗成活率(s)、本田期分蘗發(fā)生率(r)、分蘗缺位數(shù)(bn)、適宜等穗期及校正系數(shù)(a)等相關(guān)參數(shù)．結(jié)果表明：所有參試品種都遵循n-3的葉蘗同伸規(guī)律，有效分蘗葉位理論分蘗數(shù)(A)可以表示為有效分蘗葉位數(shù)(E)的函數(shù)，有效分蘗葉位數(shù)(E)與主莖總?cè)~齡(N)、伸長節(jié)間數(shù)(n)、移栽葉齡(SN)、分蘗缺位數(shù)(bn)和校正系數(shù)(a)有關(guān)，E=( N-n-SN-bn-a)；特高產(chǎn)群體

11、的矯正系數(shù)（a值）宜取1.5；常規(guī)濕潤秧移栽大田后有1.5葉的分蘗缺位(bn)，帶2葉分蘗成活率(s2)和帶1葉分蘗成活率(sl)分別為0.8和0.3；穴盤帶土移栽，bn=0.5，s2=l.0，s1=0.5；本田期秧苗活棵至等穗期，分蘗發(fā)生率(r)80%左右．特高產(chǎn)水稻常規(guī)濕潤秧本田期有效分蘗葉位E=（N-n-SN-3），單株分蘗成穗數(shù)ES=-(l+t3+0.8tz)（1+0.8A）+0.3fl，其中fl、t2、t3分別代表秧苗帶1葉、

12、2葉和3葉分蘗數(shù)；穴盤小苗移栽本田期有效分蘗葉位E=（N-n-SN-2），單株分蘗成穗數(shù)ES=-（l+t3）（1+0.8A3）+t2（1+0.8.42）+0.5tl，其中A2、A3分別代表2葉分蘗，3葉分蘗及主莖本田期理論分蘗數(shù)。通過兩年與實(shí)際莖蘗動(dòng)態(tài)的比較，公式描述較好。
　　 中國8個(gè)典型生態(tài)區(qū)共10個(gè)主推品種的密度試驗(yàn)結(jié)果表明：(1)移栽密度對(duì)水稻群體質(zhì)量及產(chǎn)量影響因生態(tài)區(qū)不同而異，表明高產(chǎn)栽培應(yīng)根據(jù)生態(tài)和品種特點(diǎn)具體設(shè)計(jì)