籼粳杂交稻甬优2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨

选用大穗型籼粳杂交稻甬优2640,以国家粮食丰产科技工程实施基地江苏东海、兴化和海安6.4、6.8和7.3 hm2连片超高产攻关方为依托,对籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体(13.5 t hm–2左右)和高产群体(12.0 t hm–2左右)系统比较研究,旨在阐明秸秆还田条件下钵苗机插水稻超高产产量构成及其群体特征。结果表明,与高产群体相比,籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体表现穗型大、粒数多和群体颖花量高,有效穗数、结实率和千粒重相当;群体茎蘖数生育前期稳步增长,有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数,拔节期高峰苗数量少,拔节之后缓慢消减,最终成穗率高;群体叶面积指数有效分蘖临界叶龄期和拔节期较小,孕穗期达最大值(8.5左右),此后平稳减少,成熟期仍保持3.5以上;群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期相当,拔节后积累较快,孕穗期、抽穗期和成熟期显著或极显著增高,且生育中、后期干物质积累比例高;群体氮素积累、群体光合势、群体生长率和净同化率表现为"前小,中高,后强"。说明水稻钵苗机插超高产群体生育中、后期具有较强的光合物质生产力和较高的氮素积累量。本文还探讨了秸秆还田条件下水稻钵苗机插超高产栽培关键技术。     

双季晚稻不同类型品种产量及其群体动态特征差异研究

在长江中游双季稻地区(江西上高),以籼粳杂交稻、杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻4种类型20个具有代表性的品种为材料,采用湿润育秧大苗移栽种植方式,设置各类型品种最适的高产栽培处理,系统比较分析了不同类型水稻品种产量及其构成、茎蘖动态、叶面积动态与组成、光合势、干物质积累、群体生长率和净同化率等方面的差异,以期为双季稻区适宜品种的选用以及高产栽培提供理论依据与技术支撑。结果表明,双季晚稻不同类型品种产量表现为籼粳杂交稻杂交粳稻常规粳稻杂交籼稻,差异极显著。籼粳杂交稻群体产量最高的原因是在保持一定穗数的基础上,极显著增加每穗粒数,进而提高群体颖花量,同时保持稳定的结实率和千粒重。与杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻群体相比,籼粳杂交稻群体茎蘖数于生育前期稳步增长,在有效分蘖临界叶龄期及时够苗,够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率中等(73.19%左右);群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为7.93左右,此后平稳减少,抽穗期叶面积指数、有效叶面积率、高效叶面积率及粒叶比均极显著增高,成熟期仍保持3.85以上;群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期少,拔节后干物质积累速度较快,孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期显著或极显著增高,且生育中后期干物质积累比例高;群体光合势、群体生长率和净同化率表现为"前小,中高,后强"。     

水稻甬优12产量13.5t hm~(–2)以上超高产群体的生育特征

以籼粳交超级稻甬优12为试材、四叶一心期带蘖小苗移栽,超稀植(12.45×104穴hm–2)栽培,对高产(10.5~12.0 t hm–2)、更高产(12.0~13.5 t hm–2)、超高产(13.5 t hm–2)3个产量群体的产量及其结构、茎蘖动态、叶面积动态及干物质的积累与运转等进行了系统比较研究。结果表明,产量由高产(10.5~12.0 t hm–2)到更高产(12.0~13.5 t hm–2)再到超高产(13.5 t hm–2),群体的颖花量不断提高,结实率和千粒重略微下降。与高产和更高产群体相比,超高产群体茎蘖数起点较高,在有效分蘖临界叶龄期及时够苗,至拔节期群体茎蘖数稳步增长,达高峰苗,此后群体茎蘖数平缓下降,成穗率近60%;群体叶面积指数生育前期较小,最大值出现在孕穗期,为9.17,此后平缓下降,成熟期在4.0以上;群体干物质积累量在拔节期略低,此后各生育时期均升高,抽穗期为14.38 t hm–2,抽穗至成熟期为9.73 t hm–2,成熟期为24.11 t hm–2;群体根系干重、根冠比及单茎伤流强度在后期(抽穗至成熟期)均较高。     

双季杂交晚粳稻超高产形成特征

本研究旨在明确传统双季晚籼稻地区双季杂交晚粳稻超高产产量构成及其群体特征,阐明双季杂交晚粳稻超高产形成规律。以江西省上高县6.77 hm²连片双季杂交晚粳稻高产攻关示范方为依托,选用杂交粳稻甬优8号为材料,对中产(8.25~9.75 t hm^-2)、高产(9.75~10.50 t hm^-2)和超高产(>10.50 t hm^-2) 3个产量水平群体的产量构成及群体特征进行系统比较研究。结果表明,与中产、高产水平群体相比,超高产水平群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量多(50 000×10⁴ hm⁻²以上)的显著特点,但结实率和千粒重略低,差异不显著;群体茎蘖动态上,群体起点较高,可及时够苗;够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率高(78.0%左右)。群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为8.0左右,此后下降缓慢,成熟期仍保持3.5以上;群体光合势生育前期较小,中、后期较大,抽穗至成熟期光合势为300×10⁴ m² d hm⁻²以上,总光合势为560×10⁴ m² d hm⁻²以上。拔节前干物质量积累速度较慢,拔节后积累速度较快,至抽穗期群体生物量为10.5 t hm⁻²左右,抽穗后积累量亦高,成熟期干物重达19.0 t hm⁻²左右,后期茎鞘物质转运率大于14.0%。超高产群体根量多、活力较强;植株吸氮能力强、成熟期氮素累积量高,氮素利用率40%以上。根据双季杂交晚粳稻超高产形成特征,我们探讨了培育双季晚粳稻超高产群体的关键栽培技术。     

氮肥运筹对水稻抽穗期群体源库质量的影响

以迟熟中粳稻武育粳３号和杂交中灿稻汕优６３为材料，研究不同氮肥运筹对抽穗期群体源库质量的影响。结果表明，在适宜施氮总量下，增加后期用氮比例，基蘖肥与穗粒肥比例为５：５，在倒４，３叶两叶龄期等量分次施用穗粒肥，能提高抽穗期体源库质量，提高群体成穗率，改善抽穗期叶面积组成，提高总颖花量和粒叶比，抽穗后群体光合势和净同化率高，形成高势粒比群体，从而取得高产。     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料,设置2种氮肥水平(N10:150 kg hm–2,N20:300 kg hm–2)和3种遮光处理(L1:不遮光,L2:抽穗前遮光20 d,L3:抽穗后遮光20 d),研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响。结果表明,较之L1,L2不仅减少了有效穗数和每穗粒数,导致总颖花量下降,降幅达24.81%~35.63%,而且还显著降低了抽穗期茎蘖数和叶面积指数,降幅达2.90%~6.44%和19.02%~27.17%,导致抽穗至成熟阶段的光合势、干物质积累量显著下降,最终产量显著下降,降幅达27.23%~35.26%。较之L1,L3主要影响了抽穗至成熟阶段的光合物质积累,导致结实率和千粒重显著下降,降幅达1.49%~4.48%和5.54%~9.17%,最终产量显著下降,降幅达10.91%~18.47%。L2条件下,随着氮肥水平增加,抽穗期茎蘖数与叶面积指数均显著增加,导致抽穗至成熟阶段光合势、干物质积累显著增加,最终有效穗数、每穗粒数、总颖花量以及产量显著提高。L3条件下,随着氮肥水平增加,抽穗至成熟阶段的光合物质积累显著提高,其中茎叶干物质向穗部转运量显著增加,转运率和贡献率也进一步提高,最终产量显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补因弱光逆境对超级粳稻物质生产及其产量的影响。     

不同水稻氮利用效率基因型的物质生产与积累特性

选用氮素利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种，研究225 kg hm^-2施氮条件下各基因型水稻物质生产与积累特性及其与氮利用效率的相互关系。结果表明，不同氮效率类型水稻群体茎蘖数没有鲜明的特征差异，但氮高效类型水稻的茎蘖成穗率极显著高于氮低效类型。氮高效类型水稻物质生产与积累具有“前稳、中小、后高”的特性，即在有效分蘖临界叶龄期前具有适宜的叶面积、光合势和群体生长速率，物质积累具一定优势，但其占全生育期总积累量的比例较少；有效分蘖临界叶龄至拔节阶段，无效分蘖发生少，叶面积指数、光合势、群体生长速率低，物质积累也不具优势；拔节以后，具有良好的群体质量，叶面积增长较快，群体光合势和生长速率加大，物质积累优势较为明显。不同氮效率类型水稻物质生产与积累的特性不仅可以解释水稻氮素利用的品种间差异，同时也为生产上提高水稻氮利用效率提供了可行的调控途径。     

水稻氮肥精确后移及其机理

以早熟晚粳品种武运粳7号、武香粳14、常优1号为供试材料,通过搁田后一次性追肥试验来精确确定高产高效的氮肥后移施用叶龄期;在此基础之上,对氮肥精确后移施用模式进行了研究,并探讨了其高产高效机理。结果表明: (1)倒四、倒三叶是早熟晚粳稻最利于高产高效的追肥叶龄期。从产量构成因素看,倒四、倒三叶追肥群体穗数足、穗型大,群体颖花量高,且结实率与千粒重均可稳定在正常水平;从群体生长发育来看,倒四、倒三叶追肥群体茎蘖消长平缓,高峰苗适中,成穗率高(80%左右),生育中、后期氮肥累积量大,适宜叶面积指数高,群体光合势强,干物质积累多,最终产量高,氮素当季利用率亦高。(2)较之常规施氮模式,氮肥精确后移模式产量显著高,氮素当季利用率、生理利用率、施氮增产力以及表观生产力均显著高,百公斤籽粒需氮量则略低,在大面积生产上应用表现显著增产增效。其高产高效机理为,既能巩固穗数,又能有效控制无效(低效)分蘖,获取高成穗率,形成足量的群体有效穗数;既能攻取大穗,又能防止群体叶面积过度增长,于生育中期形成较高且适宜的叶面积指数与配置良好的冠层结构,具有较高粒叶比,使抽穗期群体干物质数量足且质量优;既能提高抽穗后群体干物质积累量,又能协调群体茎鞘物质输出与运转,以强源畅流促进群体库容的有效充实。     

甬优系列杂交稻品种的超高产群体特征

以籼粳杂交稻有代表性的品种甬优11、甬优12、甬优13、甬优15、甬优17为试材, 通过栽培措施的调控, 形成超高产(产量≥12.0 t hm^-2)和高产(10.5 t hm^-2 ≤产量＜12.0 t hm^-2)群体。比较研究其特征表明, 与高产群体比,超高产群体的总颖花量极显著提高, 而结实率和千粒重略降低;平均每穗粒数极显著提高, 并且一、二次枝粳数以及粒数显著或极显著提高;拔节期的干物重略低, 但抽穗期和成熟期的干物重均显著或极显著提高;其有效分蘖临界叶龄期至拔节期的生长平稳, 无效分蘖发生少, 高峰苗低, 拔节期以后茎蘖数下降平缓, 成穗率、叶面积指数、光合势、干物质积累量等均较高;基部第1、第2、第3节间的茎秆粗度和茎壁厚度及基部第1、第2、第3节间的弯曲力矩、抗折力均显著或极显著提高, 且倒伏指数减小。     

穗肥运筹对不同秧龄机插超级稻宁粳1号产量及群体质量的影响

以超级稻宁粳1号为材料,研究穗肥施用时间对不同秧龄机插水稻产量及其群体质量的影响。结果表明,相同穗肥施用条件下,机插水稻在适龄移栽时其产量、各生育阶段的群体生长速率、茎蘖动态、叶面积指数、光合势等均优于超秧龄移栽水稻。适龄移栽并于叶龄余数4、3 (D4-3)等量施用穗肥时,其产量、拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段的群体生长速率、茎蘖成穗率、抽穗后的叶面积指数和群体光合势、抽穗期有效叶面积及其比率、高效叶面积及其比率、上三叶的叶片披垂度均高于叶龄余数5、3 (D5-3)和叶龄余数5、4 (D5-4)时等量施用穗肥的处理。而超秧龄移栽时,D5-4处理的产量、抽穗至成熟阶段的群体生长速率、拔节后各生育时期的群体茎蘖动态、群体叶面积指数、有效分蘖临界叶龄期(N-n)后的群体光合势、抽穗期有效叶面积和高效叶面积、基部3节间长度及3节间总长占秆长比例均优于D5-3和D4-3处理。说明机插水稻适龄移栽对水稻高产的获得尤为重要。适龄移栽时,穗肥于叶龄余数4、3等量施用可以形成良好的群体获得高产,而在超秧龄移栽时,将穗肥施用时间适当提前到叶龄余数5、4,可以促进部分动摇分蘖转化为有效分蘖并最终成穗,适当弥补秧苗因超秧龄移栽而造成的生长量不足,但穗肥的提前施用也使得基部节间过度伸长,增加了倒伏的风险。     

超级稻甬优12不同产量水平群体的钾素营养特性

2013-2014年,以超级稻甬优12不同产量群体为研究对象,系统比较研究甬优12高产(10.5~12.0 t hm^-2)、更高产(12.0~13.5 t hm^-2)、超高产(>13.5 t hm^-2)3个产量群体的钾素吸收与积累特征差异。结果表明：(1)甬优12超高产、更高产和高产群体的两年平均产量分别为13.9、12.6和10.8 t hm^-2。(2)拔节期植株含钾量呈高产群体>更高产群体>超高产群体;抽穗期和成熟期植株含钾量呈超高产群体>更高产群体>高产群体;拔节期3个产量群体间钾素吸收量差异不显著,超高产群体抽穗期和成熟期钾素吸收量分别为364.1 kg hm^-2和374.6 kg hm^-2,显著高于更高产(326.7 kg hm^-2、331.1 kg hm^-2)和高产群体(282.8 kg hm^-2、284.1 kg hm^-2)。(3)随产量上升,植株钾素积累量播种至拔节期随之下降,而拔节至抽穗期随之增加。播种至拔节期钾素积累量与产量呈极显著线性负相关,拔节至抽穗期钾素积累量与产量呈极显著线性正相关。(4)与对照相比,甬优12超高产群体抽穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部钾素吸收量较高且与产量呈显著或极显著线性正相关。(5)与对照相比,尽管甬优12超高产群体钾素吸收总量较高,但其籽粒生产率和钾素偏生产力较低,表明甬优12超高产群体钾素利用率较低,在今后甬优12超高产栽培管理中应重视钾肥的高效利用。最后就提高甬优12超高产群体钾素吸收利用的措施进行了探讨。     

不同栽培模式对杂交粳稻群体质量的影响

以杂交粳稻常优3号和常优5号为材料,设置未施氮处理(0N)、当地高产栽培(对照)、高产高效栽培、超高产栽培、超高产高效栽培和氮肥高效利用栽培等6种不同栽培模式,并观察上述栽培模式对水稻产量和群体质量的影响。结果表明,两品种超高产栽培和超高产高效栽培的产量平均分别达12.0 t hm^-2和10.9 t hm^-2,较当地常规高产栽培分别高出41.6%和29.1%。与当地常规高产栽培相比,超高产栽培和超高产高效栽培等处理的茎蘖成穗率明显提高,抽穗至成熟期的干物质积累增加,有效叶面积和高效叶面积比率增加。上述两处理还提高了水稻粒叶比,改善了源库关系,并提高了剑叶的光合速率和叶绿素含量以及抽穗后的根冠比和根系伤流量。这些结果表明,通过栽培技术的集成与优化,可以改善水稻群体质量,获得更高产量。     

超高产栽培杂交中籼稻的生长发育特性

以5个杂交中籼稻品种(含品系)扬两优6号、P88S/747、珞优8号、珞优234和天两优2号为材料,研究大田条件下超高产水平(产量≥12.0 t hm^-2)的物质生产、产量构成及养分吸收特性。试验结果表明,与高产水稻(产量≥9.0 t hm^-2)相比,超高产水稻具有以下特征,幼穗分化期、齐穗期和灌浆结实期(齐穗后10 d) LAI大,分别为6.5~7.2、8.5~8.9和6.5~7.0;齐穗期的高效叶面积比率高,为60.0%~66.5%;齐穗期、灌浆期和成熟期积累较多的干物质,分别为13.5~15.0、15.0~16.0和25.0~28.0 t hm^-2;分蘖盛期对氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收利用优势不明显,而幼穗分化期、齐穗期和成熟期对N、P、K 吸收利用高而且积累速度快。此外,具有穗数多(有效穗数介于250×10⁴ ~290×10⁴ 穗 hm^-2)、结实率高(88.2%~92.3%)、千粒重大(29.0~31.0 g)的特点。     

贵州省高原山区杂交籼稻不同产量水平群体的特征

2011—2012年以超级杂交籼稻金优785为试材,研究贵州高原山区6个试验点的中产(9.0~10.5 t hm~(–2))、高产(10.5~12.0 t hm~(–2))、超高产(12.0~14.5 t hm~(–2))群体特征。结果表明:(1)不同产量水平群体的有效穗数差异最大,其次是穗粒数和结实率,千粒重差异最小,有效穗数与产量的直接通径系数2011年和2012年分别为0.5822和0.7304,相关系数分别为0.7771和0.8858;(2)抽穗期不同产量水平群体干物质积累量差异较小,成熟期超高产群体干物质积累量两年平均为21.9 h hm~(–2),分别比高产和中产群体提高了7.7%和15.9%,差异达显著水平;(3)抽穗期粒叶比以超高产群体最高,与高产和中产群体相比,超高产群体颖花数/叶面积分别提高9.7%和21.5%,实粒数/叶面积分别提高10.9%和17.8%,粒重/叶面积分别提高4.3%和8.4%;(4)超高产和高产群体穗型较大,每穗250粒以上的大穗比例较多,100粒以下的小穗比例较少;(5)顶四叶叶长顺序在不同产量水平群体间也有较大差异,中产群体以顶一叶最长、顶四叶最短,高产和超高产群体以顶二叶或顶三叶最长、顶四叶最短。因此,要实现贵州高原水稻超高产,需增加有效穗数、促大穗形成,确保抽穗期拥有适宜叶面积和较高的抽穗后干物质积累量。     

水稻甬优12产量13.5t hm~(–2)以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征

为探明甬优12超高产群体的磷素吸收与积累特征,2013—2014年,对高产(10.5~12.0 t hm~(–2))、更高产(12.0~13.5 t hm~(–2))、超高产(13.5 t hm~(–2))3个产量群体的磷素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明:(1)生育期植株含磷量,不同产量水平群体间无显著差异;拔节期磷素吸收量呈高产群体更高产群体超高产群体;而抽穗期和成熟期磷素吸收量则呈超高产群体更高产群体高产群体。播种至拔节期的磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素积累量与产量呈极显著正相关。(2)甬优12超高产群体抽穗期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为41.4、8.5和8.9 kg hm~(–2),高于更高产群体(37.9、7.6和8.1 kg hm~(–2))和高产群体(32.3、6.8和7.0 kg hm~(–2))。抽穗期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与产量呈极显著正相关;甬优12超高产群体成熟期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为14.5、4.4和62.3 kg hm~(–2),高于更高产群体(13.6、3.3和55.9 kg hm~(–2))和高产群体(11.2、2.7和48.7 kg hm~(–2))。成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与实产呈极显著正相关。此外,花后茎鞘磷素转运量亦与产量呈极显著正相关。(3)两年中,甬优12超高产群体磷素籽粒生产率(kg grain kg~(–1))和偏生产力(kg kg~(–1))分别为171.5、92.7,低于更高产(173.2、99.6)和高产群体(173.5、100.4);超高产群体磷收获指数为0.768,显著高于更高产(0.761)和高产(0.758)群体。与对照相比,甬优12超高产群体磷素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点。播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与产量呈极显著正相关。甬优12超高产群体磷素利用效率较低,在其超高产栽培管理中应重视磷素的高效利用。在本研究基础上探讨了提高甬优12超高产群体磷素利用效率的措施。     

淮北地区水稻品种氮肥群体最高生产力及氮素吸收利用特性

以淮北地区有代表性的34个中熟中粳品种为试材,设置7个氮肥水平(0、150、187.5、225、262.5、300、337.5 kg hm^-2),得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高产量,将该最高产量定义为氮肥群体最高生产力。在此基础上,按氮肥群体最高生产力高低将品种划分为4个等级,即顶层水平( ≥10.50 t hm^-2)、高层水平(9.75~10.50 t hm^-2)、中层水平(9.00~9.75 t hm^-2)和底层水平( ≤9.00 t hm^-2),比较研究不同氮肥群体最高生产力等级品种的产量及其构成因素、群体光合物质生产和氮素吸收利用差异。结果表明,所有品种的氮肥群体最高生产力均出现在225、262.5、300 kg hm^-2三个氮肥水平,不同氮肥群体生产力差异极显著;随着生产力水平的提高,单位面积穗数先增加后降低,每穗粒数与群体颖花量显著增加,结实率显著下降;茎蘖成穗率、叶面积指数、光合势、有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比、总干物质积累量均以顶层水平最高,底层水平最低;移栽至拔节阶段的氮素积累比例表现为底层>中层>高层>顶层水平,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段表现为顶层>高层>中层>底层水平;移栽至拔节、拔节至抽穗及抽穗至成熟阶段的氮素吸收速率以顶层最高,顶层水平较底层水平分别高36.59%、34.36%和51.85%;随着氮肥群体生产力等级的提高,氮素吸收利用率和百千克籽粒吸氮量均提高;中熟中粳稻品种有氮低效型、氮中效型、氮较高效型和氮高效型,武运粳27、中稻1号、宁粳4号、连粳7号为高产氮高效品种。     

水稻甬优12不同产量群体的株型特征

以籼粳交超级稻甬优12为试材,比较研究高产(10.5~12.0 t hm^-2)、更高产(12.0~13.5 t hm^-2)、超高产( >13.5 t hm^-2) 3个群体的株型特征。结果表明,穗长、穗粒数、一次和二次枝梗数,超高产群体分别为21.56、356.34、20.46和73.98 (两年平均值),均高于对应的高产和更高产群体,但一次和二次枝梗的结实率略微降低。超高产群体上部三叶的长、宽以及卷曲率高,倒一、二、三叶的卷曲率分别为1.84、1.47、1.26,叶基角和披垂度小,抽穗后的主茎绿叶数多。超高产群体株高为143.50 cm,分别较更高产、高产群体高1.98%和3.83%,上部第一、二、三节间长度增加,穗长加穗下节间长占株高比例、穗下节间占秆长比例高,分别为39.84%和37.75%;基部第一、二、三节间长度缩短,茎秆粗度和茎壁厚度增加,茎、鞘干物重以及K、Si含量高,提高了基部节间的抗折力同时降低了倒伏指数。