不同栽培方式对超级稻群体质量和产量的影响

通过不同栽培方式对超级稻群体质量和产量的影响研究,结果表明:Q优6号在遵义市湄潭县海拔760m地区最佳栽培方式为宽行窄距插秧,能获得最大的群体质量(叶面积68143.5m2/hm2、叶面积系数6.811、总颖花数40102.65万个/hm2、粒/叶比0.69、单株干物质重79.76g/株)表明光合势发展动态符合总量要求合理和适度,且能获得最高的产量9052.5kg/hm2);抛秧群体质量、产量居第二,抛秧减少插秧用工的劳动强度;直播群体质量和产量都最差,但直播稻省去了育秧与插秧(抛秧)两个重要生产环节,且具有省工、省力、省秧地,且直播全生育期最短,分别比抛秧稻、移栽稻缩短了14d、16d。     

水稻甬优12超高产群体分蘖特性及其与群体生产力的关系

以籼粳交超级稻甬优12为试材,四叶一心期带蘖小苗移栽,通过栽培措施的调控,形成超高产( >13.0 t hm^-2)和高产( >12.0 t hm^-2)群体,以高产群体作为对照,对分蘖挂牌追踪,比较研究超高产群体分蘖发生成穗特点。结果表明,超高产群体分蘖产量及对总产量的贡献率分别为11.53 t hm^-2和87.77%,高产群体分别为10.59 t hm^-2和87.40%。超高产和高产群体的分蘖利用都以一次和二次分蘖为主,一次和二次分蘖的产量均以超高产高于高产群体,超高产群体一次分蘖产量的贡献率略低于高产群体,二次分蘖产量的贡献率高于高产群体。超高产群体一次分蘖发生在第1至第9叶位,第4至第7叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖以1/3、2/3、3/3、2/4、1/5蘖位优势较强。对于高产群体而言,一次分蘖以第4至第7叶位分蘖优势较强,二次分蘖以1/3、2/3、3/3优势较强,三次分蘖发生叶位数明显高于超高产群体,但成穗率较低。超高产群体成穗分蘖的穗长、单穗重、总粒数、着[1]粒密度的平均值高于高产群体,结实率却略低于高产群体。     

盐胁迫下粳稻品种南粳9108分蘖特性及其与群体生产力的关系

旨在明确盐胁迫下水稻分蘖发生与成穗规律及其优势叶位,为沿海滩涂水稻高产栽培的分蘖合理利用与调控提供依据。以江苏沿海滩涂大面积种植的常规粳稻南粳9108为试材,设置对照(盐浓度0)、中盐(盐浓度0.15%)和高盐(盐浓度0.3%)环境,比较研究盐逆境下水稻分蘖发生与成穗特性及其对群体产量的贡献。结果表明,对照、中盐和高盐处理的两年平均产量(t hm–2)分别为9.7、7.4和4.2;中盐和高盐处理的穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著低于对照。与对照相比,中盐和高盐处理下拔节、抽穗和成熟期群体茎蘖数和成穗率均较低。对照的分蘖利用以一次分蘖和二次分蘖为主,一次分蘖发生在第3至第7叶位,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖则以1/4和1/5蘖位优势较强;盐胁迫的分蘖利用以一次分蘖为主,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位。盐胁迫下各蘖位的穗长、每穗粒数、着粒密度、一次枝粳数及粒数、二次枝粳数及粒数均低于对照。与对照相比,盐胁迫下水稻单株成穗数少、个体和群体生长协调性差、穗型小,最终单株和群体产量低。     

不同种植方式对超级稻籽粒灌浆特性的影响

为探明不同种植方式下高产水稻的籽粒灌浆特性,以超级稻品种淮稻9号和III优98为材料,应用Richards方程W=A/(1+Be^–Kt)^1/N对旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式水稻强、弱势粒的灌浆过程进行了比较研究。结果表明,(1)不同种植方式下,超级稻产量差异极显著,手栽最高,机插次之,直播最低。与手栽和机插相比,直播的千粒重和结实率显著降低,而手栽和机插之间千粒重和结实率的变化因品种类型而异。(2)不同种植方式下超级稻强、弱势粒灌浆特征为明显的异步灌浆型。强势粒达到最大灌浆速率的时间(T_max)早,最大灌浆速率(GR_max)、平均灌浆速率(GR_mean)以及终极生长量(A)和起始生长势(R₀)均明显大于弱势粒,而活跃灌浆期(D)和有效灌浆时间(T₉₉)明显小于弱势粒。(3)与手栽和机插相比,直播强势粒的GR_max和GR_mean显著降低,T_max明显延迟,D、T₉₉显著增加。弱势粒的GR_max和GR_mean机插最大,手栽略小于直播,T_max直播最早,机插次之,手栽最迟,D、T₉₉手栽、机插、直播依次减少。(4)籽粒灌浆阶段特征方面,平均灌浆速率和贡献率均以中期最大,中期的贡献率强势粒和弱势粒分别达到60.53%和50.78%,不同种植方式间前、中、后各期在灌浆持续天数、平均灌浆速率和贡献率上的差异因粒位不同而异。(5)千粒重与强、弱势粒的GR_max、GR_mean和D呈正相关,且与弱势粒的灌浆速率(GR_max和GR_mean)显著相关,结实率与强、弱势粒的灌浆参数除强势粒的D外,均不显著相关。说明不同种植方式对超级稻的籽粒灌浆特性有明显影响,虽均为异步灌浆型,但其强、弱势粒的最大灌浆速率及到达最大灌浆速率的时间等灌浆特征参数均差异较大,在保持籽粒最终生长量和结实率稳定的条件下,提高籽粒的灌浆速率,特别是弱势粒的灌浆速率,对提高千粒重有重要的作用。     

水稻分蘖特性与产量的关系

以辽宁省近年来育成水稻新品种(系)为试材,研究分蘖特性与物质生产和分配及产量结构关系的结果,分蘖特性存在显著的品种间差异,与物质生产及分配的相关性却都没有达到显著水平,最高分蘖数和分蘖增长率与穗数呈极显著的正相关,而最高分蘖数、分蘖增长率和分蘖减少率与产量均表现负相关,成穗率与穗数、理论产量和实际产量均表现正相关。选育分蘖变化平稳,成穗率高的品种,有利于提高产量。     

强化栽培条件下水稻不同群体生育后期的根叶特性

对杂交水稻组合红莲优6和两优1193在强化栽培条件下不同群体生育后期的根系和光合生理特性进行了比较分析。结果显示,水稻根系密度随着群体增大而增大,但是根系活力却逐渐减小。齐穗后高产群体的剑叶叶绿素日衰减幅度较小,齐穗期剑叶叶绿素含量处理间差异不显著,但成熟期高产群体HMP、LMP的剑叶叶绿素含量分别为2.15、2.87,显著高于HLP和LLP处理,高产群体在齐穗后20d仍然具有较高的剑叶净光合速率。上述结果是高产群体水稻单位面积的产量极显著高于低产群体的主要生理原因。     

“三定”栽培对双季超级稻产量形成及生理特性的影响

为探讨南方双季稻区超级稻高产栽培技术,于2008—2010年在湖南长沙和浏阳以超级早稻陆两优996、陵两优268和超级晚稻天优华占、丰源优299为材料进行大田定位试验,比较了“三定”栽培、免耕摆栽和传统栽培下双季超级稻的产量形成特点和生理特性。与传统栽培相比,“三定”栽培齐穗期的颖花伤流量、根系氧化力、根冠比、叶面积指数及籽粒结实期剑叶的光合速率较高,齐穗后剑叶SPAD值下降缓慢、干物质积累量大,有效穗数和每穗粒数多,早季平均产量为7.18 t hm^-2,增产11.68%,晚季平均产量为8.39 t hm^-2,增产7.41%;免耕摆栽干物质积累量大、有效穗数多,但其收获指数、每穗粒数和结实率居劣势,使其单季增产效果不显著。由此可见,南方双季超级稻在“三定”栽培下后期生理优势明显,产量构成因子协调,增产效果显著。     

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。     

不同栽培密度和氮肥施用量对Q优6号生育特性及群体特点研究

以超级稻Q优6号为材料,研究2个氮肥施用量和4个栽培密度下水稻的群体茎蘖动态、叶面积动态、物质生产特性及产量构成特点。结果表明,在225kgN/hm²施氮水平内,施氮水平相同时,随着密度增加,单穴的茎蘖数和有效穗数、单穴叶面积、单穴干物质重、每穗粒数减少,而单位面积的茎蘖数和有效穗数、叶面积指数、单位面积干物质重增加。种植密度相同时,增施氮肥能促进分蘖,增加有效穗数、单穴叶面积、叶面积指数和干物质积累。低密度(A1、A2)种植时,增施氮肥能提高产量,高密度(A3、A4)种植时,增施氮肥会引起减产。当移栽穴数为30.0万穴/hm²、施纯氮150kg/hm²时,既能降低生产成本,又能实现高产。     

栽培方式对玉米群体结构的调控效应

研究了不同栽培方式对春玉米群体结构调控效益的影响,旨在通过栽培方式的调控,构建合理的玉米冠层微环境,提高群体生产力,为玉米高产实践提供理论依据。试验结果表明:合理的宽窄行搭配(Tr3:76 cm×38 cm)与等行距种植相比较,株型下部平展,上部叶片紧凑,使玉米植株形态得到优化,有利于光的截获和光能的利用。增强了群体内的通风透光能力,在宽行和窄行测定中Tr3穗位下层的透光率分别比等行种植高76.1%和25.7%,穗位层的透光率与等行相比也有显著差异,辐射分布得到改善,尤其是增加了植株中下部的透光率,提高光能利用率;冠层内CO2浓度表现为穗位上部穗位下部穗位中部,宽窄行与等行距种植在穗位及穗位下层的CO2分布存在差异且达到显著水平。叶绿素、叶面积指数、光合势在花后维持在一个较高水平且后期下降缓慢,成熟期干物质积累量高于其他处理;而同为宽窄行处理,Tr1和Tr2由于空间水平结构配置不合理,个体间竞争激烈,导致光和CO2分布不合理,持绿性降低,叶片衰老加快,干物质积累不足,最终导致产量较低。     

超级稻“三定”栽培法研究Ⅲ．不同栽培方式对超级杂交稻产量形成的影响

超级杂交稻的优化(稀植、结构施肥)栽培试验于2002-2004年在长沙进行,以比较不同栽培方法对超级杂交稻产量及物质生产的影响。以两优培九为材料,并以汕优63作为对照。结果表明,两种栽培法,两个供试品种的产量表现不同,其中两优培九采用优化栽培单产为8.20～10.37t/hm2,比传统栽培增产显著。主要表现为有效穗多,而结实率、千粒重、穗实粒等产量因子差异不明显。汕优63采用优化栽培单产比传统栽培减产0.37%～8.8%。两种栽培方法间的茎蘖发生动态和单株分蘖数存在极显著差异,两组合单株分蘖数优化栽培比传统栽培分别多110.36%和110.64%,但由于移栽密度不同,两种栽培方式间的单位面积分蘖数没有明显差异。两优培九采用优化栽培的在各个生育时期,植株体内的含氮量比传统栽培的高。     

高产栽培条件下种植方式对超级稻根系形态生理特征的影响

为探明高产栽培条件下不同种植方式对超级稻根系形态生理特征的影响,以超级稻品种淮稻9号和徐稻3号为材料,对旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式水稻的根系形态生理特征进行了比较研究。结果表明：(1)不同种植方式超级稻产量差异极显著,与手栽相比,机插和直播分别减产5.05%和13.68%。(2)群体根数,直播>机插>手栽,但随生育进程差异越来越小,总根长拔节期直播>机插>手栽,抽穗期和成熟期,机插>手栽>直播;单茎根数不同种植方式间差异较小,总根长手栽>机插>直播,不同方式间差异大都达到显著水平;每条根长手栽和机插间差异不显著,均显著高于直播,根直径手栽>机插>直播,不同方式间差异显著。(3)群体根系干重拔节期机插和直播间差异不显著,均极显著高于手栽,抽穗期不同方式间差异均不显著,成熟期手栽>机插>直播,不同方式间差异极显著,抽穗后根系干重衰减率直播>机插>手栽,不同方式间差异显著;单茎根系干重拔节期、抽穗期和成熟期均手栽>机插>直播,不同方式间差异大都达到极显著水平,抽穗后根系干重衰减率直播与机插间差异不显著,均显著高于手栽;地上部干重手栽、机插、直播依次减小,根冠比则依次增大。(4)与手栽相比,机插和直播根系主要分布在0~10 cm的土层内,特别是直播,65%的根系分布在0~5 cm的土层内;0~5 cm土层根系干重占根系总干重的比例手栽、机插、直播依次增大,5~10 cm、10~15 cm和15 cm以下均依次减小。(5)群体根系吸收面积拔节期差异不显著,抽穗期手栽>机插>直播,不同方式间差异极显著,成熟期手栽和机插间差异不显著,均极显著高于直播;单茎根系吸收面积拔节期和成熟期手栽与机插间差异不显著,均极显著高于直播,抽穗期手栽>机插>直播,不同方式间差异极显著。(6)抽穗后群体根系伤流强度手栽、机插、直播依次增大,单茎根系伤流强度则依次减小。说明不同种植方式对超级稻的根系形态生理特征有明显影响,每条根长和根直径的不同以及根系在土层中的分布不同是不同种植方式水稻根系性状的两个显著特征。与手栽和机插相比,直播根系分布浅,每条根长和根直径小,群体根数多,但单茎根系总长短,根系干重低,吸收面积和抽穗后伤流强度小;机插与手栽相比,根直径小,根系分布浅,抽穗后群体和单茎根系干重低、下降快,单茎根系总长和伤流强度小。     

超高产常规粳稻宁粳1号和宁粳3号群体特征及对氮的响应

2007—2008年对宁粳1号和宁粳3号的丰产示范方进行调查,2008年以宁粳3号为材料进行氮肥用量和前后比例试验,研究常规粳型超级稻超高产群体特征及对氮的响应。结果表明,常规粳型超级稻宁粳1号和宁粳3号抽穗后干物质积累占籽粒产量的70%~80%,茎叶等营养器官的表观转运率少,易高产稳产。足够的颖花量是高产稳产的保证,要达到11.0 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 42 000 m^-2;要达到11.7 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 45 000 m^-2,同时结实率 ≥ 90%,粒重 ≥ 26 mg。超高产群体抽穗期适宜叶面积指数(LAI)为7.0~7.5,叶色呈“黑黄”节奏变化,后期生长速率(CGR)高,收获指数(HI)≥ 0.5。氮肥的适量施用和适当后移,不仅可以保证宁粳1号和宁粳3号生育期“黑黄”节奏变化,建立抽穗期适宜LAI的群体,还可以保持超高产株型特征,提高抽穗后LAI、叶面积维持期、CGR和HI,最终实现超高产量。     

机插早稻分蘖成穗特性及基本苗公式参数研究

为精确定量机插早稻适宜的群体起点,合理利用分蘖成穗,以4个早稻(株两优30、株两优189、中嘉早17和嘉早311)品种(组合)为材料,研究了机插早稻分蘖成穗特性及基本苗公式参数。结果表明,机插早稻一次分蘖主要发生在主茎第3~6叶位,第4、第5叶位为分蘖发生与成穗的优势叶位;二次分蘖发生较少,以1/3、2/3、1/4为主,但均不能成穗;单株分蘖成穗数杂交稻约3.1个,常规稻约2.2个;主茎及优势蘖位穗部性状较好,产量高,对总产量贡献大。早稻在三叶期左右移栽,杂交稻移栽分蘖缺位叶龄(bn)为1.7~1.8,校正系数(a)为−1.2~ −1.1,有效分蘖发生率(r)为0.75左右;常规稻bn为2.5~2.7,a为−1.3~ −1.1,r为0.7左右。生产中机插早稻应在保证足够基本苗的基础上,争取分蘖早生多发,充分发挥优势叶位的分蘖成穗优势,并合理利用动摇分蘖成穗,以获取较多的有效穗而实现高产。     

杂交籼稻机械化种植的分蘖特性

为探明不同播期杂交籼稻机械化种植的分蘖特性及其与产量的关系, 以F优498为材料, 采用二因素裂区设计, 研究了早播与迟播2个处理下机直播、机插、手插3种种植方式的杂交籼稻分蘖发生与成穗特点及各分蘖穗的穗部性状。结果表明: (1) 一次分蘖群对产量贡献大且稳定, 均在58.67%~63.82%之间; 主茎对产量贡献率以机直播最高, 手插最低; 机插和手插二次分蘖群占产量比例均显著高于机直播。(2) 不同种植方式分蘖发生与成穗规律不同, 机直播与机插分蘖发生均属一次高峰型, 手插属二次高峰型。机直播分蘖发生早而快, 一次分蘖群发生在主茎第1~第8叶位, 其中第1~第4叶位分蘖成穗率较高, 二次分蘖成穗以第1、第2叶位为主。机插分蘖发生晚、起点低, 但比较集中, 一次分蘖群以3/0~8/0发生为主, 3/0~6/0分蘖成穗率较高, 二次分蘖群成穗以第3~第5叶位为主。手插秧田与本田均发生分蘖, 分蘖发生叶位数多, 持续时间长, 一次分蘖群发生在主茎第1、第2、第4~第8叶位, 其中第1、第2、第4、第5和第6叶位成穗率较高, 二次分蘖群发生与成穗主要在第1、第2叶位。分蘖成穗叶位数和产量均随播期延迟而减少。(3) 3种种植方式的主茎及中低叶位一次分蘖枝梗数和每穗粒数多, 粒大, 单穗重高; 高叶位一次分蘖和二次分蘖枝梗数和穗粒均较少, 稻穗小。机直播优势叶位为第1~第4叶位, 机插为第3~第6叶位, 手插为第1、第2、第4、第5和第6叶位, 对产量贡献率分别达70.51%、73.83%和76.81%。优势叶位分蘖发生与成穗率高, 稻穗大, 对产量贡献率高, 应优化农艺措施挖掘其增产潜力。     

“三定”栽培对双季超级稻养分吸收积累及氮肥利用率的影响

为探讨南方双季超级稻对氮、磷、钾养分的吸收积累及利用规律,于2008—2010年在湖南长沙和浏阳以超级早稻陆两优996、陵两优268和超级晚稻丰源优299、天优华占为材料进行大田定位试验,比较了“三定”栽培、免耕摆栽和传统栽培条件下双季超级稻不同生育期植株体内氮、磷、钾吸收积累特点及氮肥利用率。与传统栽培相比,“三定”栽培双季超级稻生长前期(分蘖中期)氮、磷、钾的吸收量较低,幼穗分化期差异甚小,而齐穗期(早季平均为10.71、2.23和11.82 g m^-2,晚季平均为12.25、2.69和16.37 g m^-2)和成熟期(早季平均为13.61、3.01和13.71 g m^-2,晚季平均为17.16、3.31和18.31 g m^-2)较高;氮肥的偏生产力(平均为53.40 kg kg^-1)、吸收利用率(平均为55.98%)、农学利用率(平均为22.27 kg kg^-1)较高,分别提高29.00%、88.92%和46.67%。免耕摆栽双季超级稻不同生育时期氮、磷、钾的吸收特点与“三定”栽培相似,但其氮肥的偏生产力、吸收利用率和农学利用率(平均为50.24 kg kg^-1、52.75%、19.33 kg kg^-1)分别比“三定”栽培降低6.29%、6.12%和15.19%。由此可见,双季超级稻生产采用“三定”栽培技术有利于提高氮肥利用率。     

超高产常规粳稻宁粳1号和宁粳3号群体特征及对氮的响应

2007-2008年对宁粳1号和宁粳3号的丰产示范方进行调查,2008年以宁粳3号为材料进行氮肥用量和前后比例试验,研究常规粳型超级稻超高产群体特征及对氮的响应。结果表明,常规粳型超级稻宁粳1号和宁粳3号抽穗后干物质积累占籽粒产量的70%~80%,茎叶等营养器官的表观转运率少,易高产稳产。足够的颖花量是高产稳产的保证,要达到11.0 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 42 000 m^-2;要达到11.7 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 45 000 m^-2,同时结实率 ≥ 90%,粒重 ≥ 26 mg。超高产群体抽穗期适宜叶面积指数(LAI)为7.0~7.5,叶色呈“黑黄”节奏变化,后期生长速率(CGR)高,收获指数(HI)≥ 0.5。氮肥的适量施用和适当后移,不仅可以保证宁粳1号和宁粳3号生育期“黑黄”节奏变化,建立抽穗期适宜LAI的群体,还可以保持超高产株型特征,提高抽穗后LAI、叶面积维持期、CGR和HI,最终实现超高产量。     

水稻超高产生理特性与栽培技术

水稻是我国的主要粮食作物,实现水稻超高产对保证中国粮食安全具有重要的意义。本文阐述了水稻超高产的概念,介绍了水稻超高产的群体特征以及超高产生理特性、水稻超高产的栽培技术以及超级稻栽培的研究进展,对当前和今后一段时间内水稻超高产与超级稻栽培研究提出了建议。