基于超高產(chǎn)水稻肥料空白試驗(yàn)的667 m2噸糧栽培技術(shù)

孫永飛，潘秋祥，梁尹明，張偉金，陳金煥，章文斌，陳鋒，陳銀根

(新昌縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 新昌 312500)

水稻一季667 m2產(chǎn)噸糧，是農(nóng)業(yè)科技人員多年來(lái)的追求[1-5]，可到2012年才由品種甬優(yōu)12在687 m2面積上首次實(shí)現(xiàn)[3]，在5年之后的2018年由品種春優(yōu)927再次在690 m2面積上實(shí)現(xiàn)。為什么可遇不可求，看來(lái)主要是尚未形成真正的可重演的高產(chǎn)技術(shù)[6-10]。作者早年試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，肥料空白對(duì)照水稻的結(jié)實(shí)率、千粒重、谷草比、抽穗后吸氮量等處于或接近各處理的首位，進(jìn)而提出了對(duì)中高肥力土壤不施肥水稻生理生態(tài)作全面深入研究，以重新認(rèn)識(shí)現(xiàn)有稻作技術(shù)，推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的建議[11]。故針對(duì)每667 m2產(chǎn)量噸糧技術(shù)現(xiàn)狀，特開展試驗(yàn)并結(jié)合已有實(shí)踐進(jìn)行分析，今將結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

田間試驗(yàn)于2018年在新昌縣羽林街道新中嶺腳的河谷盆地進(jìn)行。地理位置29°33′36.875″N、120°55′44.292″E，海拔44 m。田塊面積842.3 m2(30.3 m×27.8 m)。前茬冬閑。土壤為泥質(zhì)田兼培泥砂田，犁底層下砂礫含量較高，耕作層厚18 cm 左右，pH 5.65,土壤含有機(jī)質(zhì)37.71 g·kg-1,堿解氮113.9 mg·kg-1，有效磷4.2 mg·kg-1，速效鉀117.5 mg·kg-1，水溶性總鹽0.75 g·kg-1,陽(yáng)離子交換量17.37 cmol·kg-1。土壤肥力在當(dāng)?shù)貫橹械人健?/p>

試驗(yàn)選用的水稻品種為甬優(yōu)12、浙優(yōu)18、春優(yōu)927、甬優(yōu)1540、甬優(yōu)9號(hào)、湘兩優(yōu)900、Y兩優(yōu)900、中浙優(yōu)8號(hào)等8個(gè)超高產(chǎn)品種。其中甬優(yōu)12、浙優(yōu)18、春優(yōu)927是浙江省內(nèi)曾達(dá)噸糧的秈粳雜交水稻[3,10,12-13]；甬優(yōu)9號(hào)、甬優(yōu)1540、中浙優(yōu)8號(hào)為或曾為浙江省單季稻區(qū)試對(duì)照品種；Y兩優(yōu) 900、湘兩優(yōu)900為湖南雜交水稻中心選育的國(guó)家第4～5期超級(jí)稻[13-14]。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以品種為處理，采用隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積21 m2(1.75 m×12.0 m)，重復(fù)4次。四周設(shè)保護(hù)行。試驗(yàn)未施用任何肥料。

5月14日咪鮮胺浸種消毒。16日手播于裝有育苗基質(zhì)的機(jī)插秧硬盤，播種量40 g·盤-1，疊盤暗發(fā)芽后于17日擺放到秧田。6月1日4.1葉齡期移栽，行株距35 cm×19 cm，667 m2栽1.0萬(wàn)叢，雙本插。6月2日施殺螺劑防福壽螺；6月7日施芐黃隆并耘田防雜草；6月19日用康寬、吡蚜酮治蟲；8月14日用康寬、吡蚜酮、井岡霉素治蟲防病。獨(dú)立溝渠進(jìn)水，移栽至7月11日田間維持水層，7月12—20日擱田，之后保持干干濕濕至成熟。

1.3 觀察記載

每品種固定20叢調(diào)查分蘗動(dòng)態(tài)。每小區(qū)查30叢確定最高苗、有效穗。拔節(jié)葉齡期、抽穗期、成熟期每小區(qū)各取2叢(每品種8叢)考查干物質(zhì)重、抽穗期葉面積(干重法，取倒3葉中段15 cm 測(cè)單位葉面積干重)、每穗總粒、結(jié)實(shí)率、千粒重，植株送浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析氮磷鉀含量。成熟期按小區(qū)實(shí)割實(shí)稱，去雜后實(shí)測(cè)含水量，折算成14.5%標(biāo)準(zhǔn)水分的稻谷產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量

表1表明，8個(gè)品種667 m2平均產(chǎn)量為519.9 kg。甬優(yōu)12、浙優(yōu)18、春優(yōu)927等3品種最高，接近550 kg，除甬優(yōu)9號(hào)外，比另外4個(gè)品種增產(chǎn)均達(dá)極顯著水平。Y兩優(yōu)900、湘兩優(yōu)900 產(chǎn)量潛力沒有發(fā)揮，可能說明其不適宜當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培。

表1 8 個(gè)超高產(chǎn)水稻品種無(wú)肥試驗(yàn)產(chǎn)量及其穗粒結(jié)構(gòu)表現(xiàn)

注:同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同的大寫字母，表示品種間差異達(dá)極顯著水平。

試驗(yàn)中秈粳偏粳型雜交水稻產(chǎn)量高于秈型雜交水稻的情況，與當(dāng)?shù)孛嫔仙a(chǎn)基本一致；與在區(qū)試中各品種的產(chǎn)量相比較，試驗(yàn)產(chǎn)量平均為區(qū)試產(chǎn)量的8.4成，即667 m2低99 kg。其中甬優(yōu)12僅低18.0 kg，甬優(yōu)1540 低 173.6 kg，中浙優(yōu)8號(hào)反而高10.1 kg。

從試驗(yàn)產(chǎn)量最高的3個(gè)品種均是當(dāng)?shù)刈罡弋a(chǎn)量達(dá)噸糧品種的情況看，可用肥料空白試驗(yàn)篩選噸糧攻關(guān)品種，可減少因施肥產(chǎn)生的誤差。

2.2 穗粒結(jié)構(gòu)

甬優(yōu)12等3品種產(chǎn)量高，主要是因?yàn)槊克肟偭?shù)特多，而結(jié)實(shí)率、千粒重品種間差異相對(duì)較小。本試驗(yàn)667 m2平均有效穗數(shù)8.3萬(wàn)、每穗總粒數(shù)298.6粒、結(jié)實(shí)率90.8%、千粒重 25.9 g。與相應(yīng)區(qū)試數(shù)據(jù)的平均數(shù)相比較，有效穗數(shù)只有59.7%，而每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重，平均分別增16.3%、10.8百分點(diǎn)和1.6 g。

試驗(yàn)說明，中高肥力土壤高產(chǎn)栽培的重點(diǎn)，在確保穗形及充實(shí)度穩(wěn)定不變的前提下，仍然要放在增加有效穗上。甬優(yōu)12等3個(gè)品種，只要穗數(shù)在不施肥處理的基礎(chǔ)上接近翻一番，就可能實(shí)現(xiàn)噸糧。作者曾提出甬優(yōu)12噸糧的有效穗數(shù)理想指標(biāo)是667 m213.5萬(wàn)左右[4-5]。

2.3 分蘗動(dòng)態(tài)及成穗率

表2表明，在試驗(yàn)條件下，8個(gè)品種的分蘗基本上都能正常產(chǎn)生，最高苗數(shù)均超過本品種區(qū)試穗數(shù)，667 m2平均17.94萬(wàn)，比區(qū)試穗數(shù)667 m2平均13.9萬(wàn)高28.8%；有效分蘗臨界葉齡期(6月22日)667 m2平均苗數(shù)13.84萬(wàn)，也達(dá)到區(qū)試13.9萬(wàn)的穗數(shù)苗要求。本試驗(yàn)的問題是成穗率極低，與有相對(duì)應(yīng)的區(qū)試數(shù)平均相比較，低18百分點(diǎn)，如甬優(yōu)12只有31.2%，春優(yōu)927只有38.5%。

凌啟鴻等[15-16]提出，在穩(wěn)定穗數(shù)前提下將提高成穗率作為水稻高產(chǎn)更高產(chǎn)的突破口。若以本試驗(yàn)最高苗667 m2平均17.94萬(wàn)作為基數(shù)，將成穗率提高到80%，則667 m214.35萬(wàn)已超過區(qū)試13.9萬(wàn)的正常高產(chǎn)穗數(shù)。

顯然試驗(yàn)穗數(shù)嚴(yán)重偏少，主要不是總分蘗不足，也不是有效分蘗臨界葉齡期分蘗不足，當(dāng)然也不是分蘗期養(yǎng)分供應(yīng)不足，而主要是最高苗前后分蘗開始退化時(shí)養(yǎng)分供應(yīng)嚴(yán)重不足，以致有效分蘗臨界葉齡期前的分蘗也退化造成。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，甬優(yōu)12等3個(gè)品種，只要有效分蘗臨界葉齡期苗數(shù)能基本成穗，最終成穗率達(dá)到60%～80%，穗數(shù)就能滿足噸糧要求。因此，中高肥力土壤超高產(chǎn)及噸糧栽培攻關(guān)要非常注重分蘗開始退化前后而不是分

表2 8 個(gè)超高產(chǎn)水稻品種無(wú)肥試驗(yàn)分蘗動(dòng)態(tài)與成穗率表現(xiàn)

注：—表示缺數(shù)據(jù)。

蘗期的肥水供應(yīng)。

2.4 葉面積及粒葉比

表3表明，試驗(yàn)水稻葉片光合效能非常高，抽穗期葉面積指數(shù)平均3.27，667 m2產(chǎn)量即達(dá)519.9 kg；粒葉比包括穎花葉比、實(shí)粒葉比、粒重葉比三者也分別高達(dá)1.13、1.02和22.5 mg·cm-2。與原江蘇農(nóng)學(xué)院[17]1983年常規(guī)栽培觀察的8個(gè)品種抽穗期葉面積指數(shù)平均6.56，667 m2產(chǎn)量581.6 kg，粒葉比分別為0.59、0.51和13.3 mg·cm-2等數(shù)值相比較，葉面積減少50.2%，而產(chǎn)量?jī)H減10.6%，粒葉比則分別增加91.5%、100%、69.2%。本試驗(yàn)水稻成熟期單莖活葉數(shù)平均有3.4張，沒有明顯的早衰現(xiàn)象。本試驗(yàn)水稻的粒葉比非常高，均能以較小葉面積取得較高產(chǎn)量，可認(rèn)為是從根本上控制了營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過旺的結(jié)果。作者以前研究認(rèn)為，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過旺是華南華中稻作區(qū)水稻超高產(chǎn)障礙因子、限制因子[18-20]。

表3 8 個(gè)超高產(chǎn)水稻品種無(wú)肥試驗(yàn)葉面積、粒葉比及成熟期活葉數(shù)表現(xiàn)

試驗(yàn)中有噸糧潛力的甬優(yōu)12等3個(gè)品種的粒重葉比平均高達(dá)24.2 mg·cm-2。以該值直接推算，則抽穗期葉面積指數(shù)只要6.2，就可達(dá)噸糧。因此認(rèn)為，應(yīng)用該3品種進(jìn)行噸糧栽培攻關(guān)的抽穗期葉面積指數(shù)指標(biāo)在8以下就可以。以前從667 m2產(chǎn)量800～900 kg 高產(chǎn)田實(shí)測(cè)葉面積來(lái)確定噸糧田葉面積指數(shù)要達(dá)10左右[4-5]應(yīng)該是錯(cuò)誤的，誤導(dǎo)了近幾年的噸糧栽培攻關(guān)。

2.5 干物質(zhì)重

表4表明，試驗(yàn)水稻667 m2平均干物質(zhì)重，拔節(jié)葉齡期為132.5 kg，抽穗期為627.9 kg，成熟期為958.6 kg。拔節(jié)葉齡期、抽穗期干物質(zhì)重分別占成熟期的13.8%和65.5%。

鄒應(yīng)斌等[21]認(rèn)為，高產(chǎn)水稻干物質(zhì)生產(chǎn)的比例順調(diào)，表現(xiàn)為拔節(jié)期占成熟期干重的20%～25%，孕穗期約占 50%，齊穗期約占 70%，比例

表4 8個(gè)超高產(chǎn)水稻品種無(wú)肥試驗(yàn)667 m2

過高或過低均不利于產(chǎn)量形成。顯然按此說法，本試驗(yàn)拔節(jié)葉齡期干重明顯偏低。但鐘旭華等[22]的模擬研究表明，隨著穗分化始期干重的增加，成穗率直線下降，兩者呈極顯著負(fù)相關(guān)。而在穗數(shù)穩(wěn)定前提下，提高成穗率是水稻高產(chǎn)更高產(chǎn)的關(guān)鍵。本試驗(yàn)平均有效分蘗臨界葉齡期苗數(shù)已達(dá)穗數(shù)苗要求，最高苗遠(yuǎn)超正常高產(chǎn)穗數(shù)。說明拔節(jié)葉齡期667 m2干物質(zhì)132.5 kg，已能滿足高產(chǎn)要求。

本試驗(yàn)甬優(yōu)12等3個(gè)品種，667 m2平均干物質(zhì)重拔節(jié)葉齡期為136.1 kg，抽穗期為716 kg，成熟期為1 030.8 kg，與作者[4-5]原來(lái)提出的噸糧栽培指標(biāo)230、1 100、1 900 kg相比較，則原來(lái)提出的拔節(jié)期指標(biāo)明顯偏高，要控制在 150 kg左右，抽穗期、成熟期指標(biāo)仍按原要求。本試驗(yàn)甬優(yōu)12等3個(gè)品種的有效穗只有7.3萬(wàn)，抽穗期干物質(zhì)重為716 kg，如有效穗數(shù)按要求達(dá)到13.5萬(wàn)，則抽穗期干物質(zhì)重能上升到1 100 kg。

2.6 植株含氮量

表5表明，試驗(yàn)水稻植株含氮率在拔節(jié)期平均為1.46%，抽穗期為0.64%，成熟期為0.59%；甬優(yōu)12等3個(gè)品種分別為1.44%、0.57%、0.55%。與667 m2產(chǎn)量800 kg高產(chǎn)水稻要求有效分蘗期植株含氮率約3%、有效分蘗期末約2.5%、無(wú)效分蘗期約2.0%、拔節(jié)期約1.7%、抽穗期約1.5%、成熟期在1.0%以上[23]，相差甚遠(yuǎn)。但本試驗(yàn)分蘗期的低含氮率并沒有影響高產(chǎn)要求的分蘗數(shù)，只是拔節(jié)期的低含氮率造成了分蘗的嚴(yán)重退化，使有效分蘗臨界葉齡期前的分蘗也不能成穗。而抽穗期0.64%、成熟期0.59% 如此之低的含氮率也并沒有造成穗形變小、結(jié)實(shí)率降低、千粒重減少，說明還有值得深入探討的地方。較低的含氮率，提高水稻對(duì)病蟲及大風(fēng)等抗逆性至少是有利的，減少肥料對(duì)降低能源消耗及肥藥面源污染也是有意義的。

表5 8 個(gè)超高產(chǎn)水稻品種無(wú)肥試驗(yàn)各生育期植株含氮率及氮素吸收積累量

因此，中高肥力土壤用甬優(yōu)12等3個(gè)品種進(jìn)行噸糧栽培攻關(guān)時(shí)，特別要將氮肥補(bǔ)充在分蘗開始產(chǎn)生有效、無(wú)效兩極分化略前的時(shí)候，使拔節(jié)期前后的含氮率提高到1.7%左右；抽穗期含氮率目前可暫時(shí)按上述667 m2800 kg高產(chǎn)水稻要求，使其在1.5%左右，成熟期則要求降到1%以下。

2.7 氮素吸收積累量

如表5所示，水稻平均氮吸收總量667 m2為5.51 kg，其中拔節(jié)葉齡期前吸收1.93 kg，拔節(jié)葉齡期至抽穗期2.05 kg，抽穗后1.53 kg；甬優(yōu)12等3個(gè)品種氮吸收總量5.71 kg，前中后期分別吸收1.96、2.11和1.64 kg。

與1993年揚(yáng)州試驗(yàn)[23]，667 m2產(chǎn)量水平500 kg，吸氮總量為8.85 kg，其中前期3.54 kg，中期3.36 kg，后期1.95 kg，及產(chǎn)量水平達(dá)800 kg，吸氮總量為18.04 kg，其中前期 5.32 kg，中期9.17 kg，后期3.55 kg相比較，說明前期吸氮增加會(huì)提高吸氮總量，但不會(huì)增加產(chǎn)量，前期吸氮增加，只能增加無(wú)效分蘗，增加與成穗率呈負(fù)相關(guān)的干物質(zhì)重；而大幅度增加中期吸氮量可明顯提高產(chǎn)量。因此，在中高肥力土壤用甬優(yōu)12等3個(gè)品種進(jìn)行噸糧攻關(guān)時(shí)，要將拔節(jié)期前的667 m2吸氮總量控制在2.5 kg左右，而將抽穗期的吸氮總量提高到16 kg左右。當(dāng)?shù)胤N植甬優(yōu)12等品種的拔節(jié)期基本處在梅雨季向伏旱季過渡的氣候條件下，在前期嚴(yán)格控氮的基礎(chǔ)上，拔節(jié)期后孕穗期前大量補(bǔ)充氮素應(yīng)該不會(huì)產(chǎn)生大的副作用。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在中高肥力土壤條件下，可利用肥料空白試驗(yàn)篩選確定當(dāng)?shù)爻弋a(chǎn)達(dá)噸糧品種。此結(jié)果與作者2010年試驗(yàn)空白處理產(chǎn)量甬優(yōu)12較大幅度高于雜交中秈Y兩優(yōu)3218和常規(guī)晚粳秀水134相一致[4]；也與張建民等的無(wú)肥試驗(yàn)結(jié)果相一致[18]。可認(rèn)為超高產(chǎn)品種產(chǎn)量高，主要是因?yàn)槠渫寥阑A(chǔ)肥力的產(chǎn)量高。試驗(yàn)水稻具有產(chǎn)量不低，667 m2平均達(dá)519.9 kg，分蘗不少，拔節(jié)期干物質(zhì)重、含氮量、氮積累不過量，葉面積不過大，粒葉比高，穗形大，結(jié)實(shí)率高，千粒重重等特點(diǎn)。有效穗數(shù)少，是因?yàn)槌伤肼实停怀伤肼实褪怯捎诎喂?jié)期前后分蘗開始退化時(shí)水稻含氮率低。只要解決拔節(jié)期前后及拔節(jié)孕穗期含氮率過低問題，產(chǎn)量就可能成倍增長(zhǎng)。結(jié)合作者早年的水稻生育前期少氮栽培[24]、超高產(chǎn)株型栽培研究成果[25]及近年噸糧栽培實(shí)踐，提出選用偏粳型超大穗強(qiáng)耐肥抗倒?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)不易過旺[5,19]，在當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件下產(chǎn)量有噸糧潛力品種；選擇和培育667 m2基礎(chǔ)產(chǎn)量在667 kg以上，光照充足、水肥氣熱高水平供應(yīng)協(xié)調(diào)的肥沃水稻土[26-27]或耕地質(zhì)量等級(jí)GB/T 33469—2016中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一等田；采取以控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過旺，縮小莖生基葉為突破口的超高產(chǎn)株型栽培[11,19,24-25]的“三足鼎立”的一季產(chǎn)量達(dá)噸糧技術(shù)。強(qiáng)調(diào)拔節(jié)前嚴(yán)格控氮,拔節(jié)前后開始看天(光照強(qiáng)度)看苗(苗數(shù)及含氮率) 及時(shí)用氮平穩(wěn)促進(jìn),并提出噸糧栽培群體有關(guān)生育控制指標(biāo)：拔節(jié)期、抽穗期、成熟期的葉面積指數(shù)分別為1.5～2、8、5左右，667 m2干物質(zhì)重150、1 100、1 900 kg左右，植株含氮率1.7%、≤1.5%、≤1.0%，667 m2吸氮總量2.5 kg、≤16 kg、≤19 kg，供實(shí)踐驗(yàn)證。

本試驗(yàn)研究表明，在中高肥力土壤上，基于肥料空白試驗(yàn)的水稻超高產(chǎn)研究方法將是可行的。對(duì)于水稻優(yōu)質(zhì)抗倒、抗逆，減少肥藥面源污染等，也會(huì)有意義。