氮肥調(diào)控運籌實現(xiàn)甬優(yōu)12超15 t·hm-2的性狀特征與技術(shù)途徑

方文英， 陳佳麒， 沈興連， 莫紅華， 劉海威， 紀國成

(1.杭州市余杭區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 311100； 2.杭州余杭益民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)專業(yè)合作社,浙江 杭州 311107；3.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 310020)

水稻是我國主要的糧食作物，有65%的人口以稻米為主食[1]。要把飯碗牢牢端在自己手上，提高水稻單產(chǎn)，增加糧食總產(chǎn)量，是確保我國糧食安全的最主要措施之一。因此，水稻高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培無論在現(xiàn)在還是未來都具有重要意義。近年來，我國超級稻品種產(chǎn)量記錄屢被刷新，以超級稻甬優(yōu)12為例，最高產(chǎn)量已逾15 t·hm-2。甬優(yōu)12是寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院、寧波市種子有限公司、上虞市舜達種子有限責任公司合作育成的秈粳交偏粳型雜交水稻新組合，2010年通過浙江省農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號：浙審稻2010015)，2011年被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認定為超級稻品種。杭州市余杭區(qū)從2011年開始引進種植甬優(yōu)12，至2019年累計示范推廣面積達2.2萬hm2；通過高產(chǎn)栽培與技術(shù)攻關(guān)，單產(chǎn)不斷創(chuàng)造、刷新余杭區(qū)水稻單產(chǎn)歷史記錄，攻關(guān)田最高產(chǎn)量達14.123 t·hm-2；為了進一步探索研究甬優(yōu)12在余杭區(qū)等浙北地區(qū)產(chǎn)量實現(xiàn)超15 t·hm-2的可能性和技術(shù)途徑，2020—2021年在浙江省農(nóng)技推廣中心專家指導下，杭州市余杭區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心在仁和街道東風村進行了甬優(yōu)12超高產(chǎn)栽培與技術(shù)攻關(guān)，通過氮肥調(diào)控運籌等技術(shù)措施實現(xiàn)了高產(chǎn)，取得了較好成效，2020年最高單產(chǎn)達14.694 t·hm-2，2021年最高單產(chǎn)達16.212 t·hm-2。本文總結(jié)分析甬優(yōu)12在較高氮肥用量下的產(chǎn)量和性狀特征，討論實現(xiàn)產(chǎn)量超15 t·hm-2的技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與栽培管理

試驗在余杭區(qū)仁和街道東風村進行，供試水稻品種為甬優(yōu)12。試驗田塊土壤肥力中等，其中：水稻田土壤pH 5.88，有機質(zhì)38.9 g·kg-1，全氮2.14 g·kg-1，有效磷40.5 mg·kg-1，速效鉀80 mg·kg-1；蔬菜地土壤pH 6.61，有機質(zhì)24.2 g·kg-1，全氮1.25 g·kg-1，有效磷62.84 mg·kg-1，速效鉀165 mg·kg-1。

供試商品有機肥含有機質(zhì)45%、N 5%、P2O55%、K2O 5%，45%復合肥含N 15%、P2O515%、K2O 15%，尿素含N 46%，氯化鉀含K2O 60%，葉面肥“真打糧”含游離氨基酸≥100 g·L-1。秧盤規(guī)格30 cm×60 cm。

1.1.1 2020年試驗

2020年試驗設(shè)5個處理：處理1為水稻田，化學純氮用量328.95 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有機肥4 800 kg·hm-2、45%復合肥1 425 kg·hm-2，分蘗肥施尿素121.5 kg·hm-2，穗肥施尿素129 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理2為水稻田，化學純氮用量312.15 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有機肥4 800 kg·hm-2、45%復合肥1 350 kg·hm-2，分蘗肥施尿素115.5 kg·hm-2，穗肥施尿素123 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理3為水稻田，化學純氮用量306.00 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有機肥4 800 kg·hm-2、45%復合肥1 275 kg·hm-2，分蘗肥施尿素109.5 kg·hm-2，穗肥施尿素115.5 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理4為蔬菜地(上一年種植蔬菜)，化學純氮用量131.25 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥0∶53∶47，基肥施菜籽餅4 500 kg·hm-2，分蘗肥施尿素109.5 kg·hm-2，穗肥施45%復合肥300 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理5為水稻田，作為對照，化學純氮用量296.25 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥31∶58∶11，基肥施45%復合肥600 kg·hm-2，分蘗肥第一次施尿素225 kg·hm-2，第二次施尿素150 kg·hm-2，穗肥施45%復合肥225 kg·hm-2。不同處理化學養(yǎng)分投入量和化學氮肥運籌詳見表1。每個處理面積800 m2。

表1 不同處理養(yǎng)分投入量及氮肥運籌

2020年5月13日播種，秧盤基質(zhì)育秧，處理1～4每個秧盤播種量50 g，處理5每盤播種量75 g。處理1～4為手插，6月1日移栽，處理5為機插，6月3日移栽。插種密度均為30 cm×20 cm，手插每叢1本，機插2～3本。處理1～4有機肥于4月30日施入，5月28日施基肥，6月6日施分蘗肥，7月28日施穗肥，9月9日施葉面肥“真打糧”1 500 mL·hm-2。處理5于5月30日施基肥，6月5日第一次追肥，6月26日第二次追肥，7月30日施穗肥，9月9日施葉面肥“真打糧”1 500 mL·hm-2。6月5日灌淺水，6月6日施分蘗肥。處理1～4于7月3日開溝排水、擱田，7月27日灌水，7月28日施穗肥。處理5于7月8日開始擱田。各處理8月至10月底干濕交替，11月13日收割。及時做好病蟲害防治工作。

1.1.2 2021年試驗

2021年試驗(水稻田)設(shè)5個處理：處理1～3化學純氮用量329.70 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥65∶17∶18；處理4化學純氮用量345.60 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥62∶25∶13；處理5化學純氮用量344.85 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥62∶21∶17。

5月10日浸種，5月12日播種，處理1～4每個秧盤播種量30 g，處理5每盤播種量75 g。4月3日小麥翻耕作綠肥，4月17日各處理施用商品有機肥4 200 kg·hm-2，翻耕深施。6月2日各處理施45%復合肥1 425 kg·hm-2作基肥。6月3日插種，處理1～4手插，處理5機插，手插單本，機插3本，插種密度均為30 cm×20 cm。6月5日下午灌淺水，6月8日上午施分蘗肥，處理1～3施尿素123 kg·hm-2，處理4施尿素189 kg·hm-2，處理5施尿素156 kg·hm-2。6月10日補苗，6月15日人工除草。6月29日開溝排水開始擱田，6月30日至8月6日除天下雨外，沒有灌水，基本處于擱田狀態(tài)。8月7日上午灌水，下午施穗肥，處理1～3施尿素129 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2，處理4施尿素97.5 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2，處理5施尿素129 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2。做好稻縱卷葉螟、紋枯病、稻曲病等病蟲害防治工作。試驗各處理9月1日始穗，9月6日齊穗，10月16日出現(xiàn)部分倒伏，11月9日實割測產(chǎn)。每個處理面積800 m2。

1.2 測定項目

2020年10月30日取樣考查有效穗和穗部性狀，11月13日實割計產(chǎn)。2021年移栽后調(diào)查分蘗動態(tài)，10月29日取樣考查有效穗和穗部性狀，11月9日實割計產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖蘗動態(tài)特征

2021年試驗移栽后，處理5機插田由于基本苗數(shù)多，莖蘗數(shù)最多；在處理1～4手插秧中，處理4分蘗快，且分蘗數(shù)多，其次為處理3，最高苗達331.65萬·hm-2，比處理4增加2.0%，比處理5增加7.0%(表2)。成熟期有效穗處理5最多，比處理4增4.5%，比處理3增9.6%。處理3、4、5由于最高苗數(shù)多，莖蘗成穗率反而低于處理1、2。

表2 不同處理甬優(yōu)12的莖蘗動態(tài)

2.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素特征

從2020年試驗結(jié)果(表3)分析，處理1植株高、結(jié)實率高、千粒重重，產(chǎn)量也最高；處理4產(chǎn)量居第二位，每穗實粒數(shù)多；處理5產(chǎn)量居第四位，群體穎花量和庫容量高。從2021年試驗結(jié)果分析，處理5植株高，處理3有效穗多、結(jié)實率高，處理4每穗粒數(shù)多、群體穎花量高，處理1、5千粒重最重；產(chǎn)量處理3最高，其次為處理4，第三為處理5，處理1因試驗田塊地勢偏低等原因，產(chǎn)量最低。從2 a的情況對比分析，2021年甬優(yōu)12各處理植株增高、穗長縮短、有效穗增加、每穗粒數(shù)減少、結(jié)實率提高、千粒重增加。

表3 不同處理甬優(yōu)12的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

3 討論

3.1 株高與甬優(yōu)12產(chǎn)量的關(guān)系

韋還和等[2]研究表明，甬優(yōu)12超高產(chǎn)(產(chǎn)量>13.5 t·hm-2)，群體植株高大，莖稈粗壯，株高達143.5 cm。本試驗中甬優(yōu)12生物學產(chǎn)量隨株高的增高而增加，植株增高，產(chǎn)量潛力進一步提升，這與韋還和等[2]的研究結(jié)果一致，增加植株高度是今后進一步提升水稻產(chǎn)量潛力的可行途徑。2020年試驗處理1株高144.0 cm，2021年試驗處理1～5株高144.0～151.0 cm。筆者認為，生物學產(chǎn)量是經(jīng)濟產(chǎn)量的基礎(chǔ)，穗部產(chǎn)量需要依靠強壯的莖稈支撐，同時生物學產(chǎn)量要與經(jīng)濟產(chǎn)量相匹配。2020年試驗穗大與2021年試驗千粒重重，都需要穗下部植株莖稈的支撐。陳溫福等[3]認為，產(chǎn)量與穗粒數(shù)呈顯著的正相關(guān)，但與生物產(chǎn)量的關(guān)系更密切。要進一步提高單產(chǎn)實現(xiàn)超高產(chǎn)，必須增加其物質(zhì)基礎(chǔ)即生物產(chǎn)量，并且株型更加理想。馮榮坤[4]也認為，提高水稻產(chǎn)量需提高株高，以此提高生物學產(chǎn)量。

3.2 氮肥用量與甬優(yōu)12超15 t·hm-2產(chǎn)量及構(gòu)成因素的關(guān)系

在較高的氮肥用量(≥329.70 kg·hm-2)下，甬優(yōu)12表現(xiàn)出超高產(chǎn)的群體結(jié)構(gòu)，從2021年試驗產(chǎn)量超15 t·hm-2的處理分析，有效穗≥208.35萬·hm-2，每穗總粒數(shù)≥317.50粒，每穗實粒數(shù)≥280.13粒，結(jié)實率≥85.26%，千粒重≥25.0 g，在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，以有效穗和千粒重對產(chǎn)量的作用突出，這與2020年試驗處理1的情況有所不同，處理1是以大穗和高結(jié)實率實現(xiàn)高產(chǎn)。

筆者認為，在較高的氮肥用量下，有利于甬優(yōu)12構(gòu)建更高產(chǎn)的群體結(jié)構(gòu)。2020年試驗，處理1～3株高、有效穗、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率和產(chǎn)量呈現(xiàn)遞減的趨勢，與化學純氮的用量減少一致。增加每穗粒數(shù)是擴大庫容量和提高產(chǎn)量潛力的重要基礎(chǔ)，這與孟天瑤等[5]的研究結(jié)果一致。促進大穗形成、提高結(jié)實率在獲得氮肥群體最高生產(chǎn)力中相關(guān)性更高，這與韋還和等[2]研究認為“增加每穗粒數(shù)是實現(xiàn)擴庫的可靠途徑”基本一致。而2021年的試驗結(jié)果有所不同，相比2020年，有效穗和千粒重對擴大庫容量的相關(guān)性高。2 a中每穗粒數(shù)波動較大可能與氣候變化有關(guān)，2020年7月平均氣溫為31.3 ℃，9、10月平均氣溫分別為23.8和18.7 ℃；2021年7月平均氣溫為29.4 ℃，9、10月平均氣溫分別為26.8和20.0 ℃，中后期氣溫偏高。2020年7月日雨量均值12.8 mm，2021年7月受臺風影響，日雨量均值34.2 mm，差異較大。筆者認為，這也可能和甬優(yōu)12自身的協(xié)調(diào)有關(guān)，前期穗數(shù)較多，穗形變小，后期粒重增加；前期穗數(shù)較少，穗形增大，后期粒重減少。前提是要有充足的氮肥供應，甬優(yōu)12具備一定的營養(yǎng)生長量(物質(zhì)基礎(chǔ))。根據(jù)韋還和等[2]研究結(jié)果，大幅度增加群體穎花量是實現(xiàn)超高產(chǎn)的前提，擴大群體穎花量可以通過增加穗數(shù)、每穗粒數(shù)或兩者皆增加的途徑來實現(xiàn)。本試驗結(jié)果表明，增加穗數(shù)或增加粒數(shù)都可以實現(xiàn)擴大群體穎花量，但從最終的產(chǎn)量表現(xiàn)來看，增加穗數(shù)和千粒重更有利于高產(chǎn)，這與秦葉波等[6]研究結(jié)果一致。

劉榮杰[7]研究認為，當施氮量為300 kg·hm-2時，甬優(yōu)12產(chǎn)量達最高，為14.32 t·hm-2，之后產(chǎn)量不再隨施氮量的增加而增加，這與本試驗結(jié)果不一致，本試驗施氮量為329.70～345.60 kg·hm-2時，甬優(yōu)12產(chǎn)量突破了15 t·hm-2；從田間表現(xiàn)看，后期谷粒轉(zhuǎn)色正常，沒有出現(xiàn)貪青現(xiàn)象，表明仍具有增產(chǎn)潛力；當然這與試驗地點的土壤、氣候等環(huán)境條件不同也有關(guān)系。在本地區(qū)，施氮量>345.60 kg·hm-2時的甬優(yōu)12產(chǎn)量表現(xiàn)，以及甬優(yōu)12單產(chǎn)超15 t·hm-2的生理生態(tài)特征有待進一步的試驗與研究。

3.3 氮肥運籌與甬優(yōu)12產(chǎn)量的關(guān)系

占才水等[8]研究表明，甬優(yōu)12在施足有機肥的前提下，施用化學純氮305.3 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥71.7∶11.3∶17.0，產(chǎn)量可達15.25 t·hm-2。與我們的試驗結(jié)果對比分析，化學氮肥基肥∶蘗肥∶穗肥65∶17∶18、62∶25∶13和62∶21∶17均能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)量超15 t·hm-2，增加基肥、分蘗肥氮肥用量，同時適當調(diào)整基肥、分蘗肥氮肥比例，均有利于水稻超高產(chǎn)。從2021年試驗莖蘗動態(tài)來看，處理4增加了分蘗肥用量后，分蘗速率加快，穗數(shù)增加，有利于分蘗成穗和大穗的形成。甬優(yōu)12在較高用氮量下，宜增加前期氮肥用量即增加基肥、蘗肥比例，減少穗肥比例，基蘗肥∶穗肥82∶18、87∶13和83∶17都是可行的。

3.4 其他相關(guān)栽培技術(shù)措施

3.4.1 栽培方式

從2021年試驗結(jié)果來看，處理3、4手插田塊與處理5機插田塊比較，機插田的基本苗數(shù)多，莖蘗數(shù)多，有效穗多，群體穎花量和庫容量更大，但結(jié)實率低于手插田塊。從高產(chǎn)攻關(guān)的角度出發(fā)，單本手插更有利于控苗和攻大穗，與筆者以前的研究結(jié)果一致[9]，但從面上生產(chǎn)的角度考慮，機插也是可行的。

3.4.2 有機肥、磷鉀肥搭配及穗肥施用

本試驗2020年施用了商品有機肥或菜籽餅，2021年小麥翻耕作綠肥，并施用商品有機肥，有機肥、無機肥結(jié)合，再配套相應的磷鉀肥，N∶P2O5∶K2O 1∶0.6∶0.9可行。2021年雖然出現(xiàn)倒伏，但以天氣影響因素為主，有機肥和氮、磷、鉀肥協(xié)同發(fā)揮了作用。小麥作綠肥的作用還有待進一步考證。穗肥的施用時間在幼穗分化3期至4期，穗肥施用過早，上三葉和劍葉生長過于旺盛，不利于物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運。據(jù)周奶弟等[10]研究，上三葉長度和寬度均隨著氮肥用量和穗肥所占比例的提高而增加，劍葉長度與寬度與產(chǎn)量呈正相關(guān)。但筆者認為，過早和過遲施用穗肥均不利于后期籽粒增重，過早，營養(yǎng)生長過旺；過遲，生長量過小，發(fā)揮不了物質(zhì)轉(zhuǎn)運作用，按照2021年試驗施用時間和用量是合理可行的。具體的測量數(shù)據(jù)有待再次試驗考證。

3.4.3 培育壯秧

2020年每個秧盤播量為75 g，2021年減少到30 g，秧苗素質(zhì)好，但也存在弱苗現(xiàn)象，2021年單本手工插種后查苗，處理1～3存在苗蘗數(shù)多少不均現(xiàn)象，個別苗分蘗慢且分蘗少。

3.4.4 擱田控苗

夠苗后開始擱田，2021年6月29日開始排水擱田，到施用穗肥前，除了降雨，不再灌水，一直擱田，直到田面開裂，田面硬實，達到控制無效分蘗和減少小穗的效果。

3.4.5 精準防治稻曲病等病蟲害

2020年試驗因沒有在關(guān)鍵時期防治稻曲病，導致稻曲病發(fā)生嚴重，影響產(chǎn)量；2021年在甬優(yōu)12劍葉和倒二葉葉枕平時(2021年8月24日，幼穗分化第六期)第一次防治稻曲病，10 d后(9月4日，抽穗期)防治第二次，防治效果較好，沒有發(fā)生稻曲病。對稻縱卷葉螟、稻飛虱等蟲害加強調(diào)查監(jiān)測，在低于防治指標時即用藥防治，防止危害發(fā)生。

3.4.6 不施用除草劑

甬優(yōu)12移栽后采用了人工除草，田埂上鋪黑膜防草，生長期不施用除草劑，避免了除草劑對水稻生長的影響。

4 小結(jié)

在化學氮肥用量達到329.70 kg·hm-2或344.85 kg·hm-2時，提高基蘗肥比例，配套其他高產(chǎn)栽培技術(shù)措施，甬優(yōu)12表現(xiàn)分蘗早發(fā)，莖稈粗壯，分蘗數(shù)多，有效穗數(shù)多，后期結(jié)實率高，千粒重重，產(chǎn)量最高達16.212 t·hm-2。結(jié)合2 a的試驗結(jié)果，甬優(yōu)12實現(xiàn)單產(chǎn)超15 t·hm-2的技術(shù)途徑是：前期促進分蘗，保證足夠的有效穗；中期擱田控苗，控制無效分蘗，保證大穗形成；后期穩(wěn)健增粒重，即前期保證有一定的生物產(chǎn)量作基礎(chǔ)，“前促、中控、后穩(wěn)”，后期才能有較大的庫容量和產(chǎn)量。